人机物融合群智计算
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推荐序二

计算技术经历了主机、个人机、互联网不同时代的发展与演化之后,目前正在进入智能新时代,其以万物智联、云端融合、数据驱动、AI赋能、移动服务及其融合发展为主要标志。与此同时,计算技术也在自然人机交互、普适与泛在计算、信息物理融合系统不断发展的基础上,在“物-移-云-大-智-链”一体化的推动下,快速步入人机物融合泛在计算新阶段。

在人机物融合环境中,具有推理与决策智慧的特定人群、具备智能处理潜能的网络计算系统,以及具有深度嵌入智能的多类物理实体,成为异构异质的人机物融合群体。该群体能力优势互补,智力协同增强,形成了结构更复杂、行为更融洽的人机物融合复杂系统。该系统不仅具有泛在连接、分布计算、远程控制等基本特征,而且形成了自主协同、动态重构、实时认知等高级属性,进而呈现出组织灵活、群智涌现、和谐共生的人机物融合群体智能。

人机物融合群体智能是基于仿生机理的无人系统群体智能以及基于互联网的人类群体智能不断发展而形成的群体智能高级阶段。它将改变未来的社会形态、工作模式以及生活空间,具有极富创新深度和广度的应用前景,例如,处于发展之中的智慧城市、智能制造、智能军事等就是人机物融合群体智能的典型场景。

为了追求人机物融合群体智能的愿景目标,人机物融合群智计算成为需要深入研究的核心问题。我理解的人机物融合群智计算是在人机物异质智能体集群有机融合的基础上,以提升个体与群体多维能力为目标,发挥群体协作优势,组织群体智能计算,它具有以下特点:三元空间的交织性,万物智联使社会、信息、物理三元空间不仅有序连接,而且相互交织,形成复杂多变的协作共生图景;计算内涵的广义性,群智计算不仅包括人机物融合环境下的群体感知、群体认知、群体学习,也隐含群体决策、群体协同、群体优化等要素;应用场景的适应性,群智计算模型、结构及其机制等面向不同应用领域及其应用场景变化,实现自主演化、能力适配与环境迁移。

我在十几年前已开始信息物理融合系统(CPS)及其应用的研究,对CPS的多尺度融合、一体化建模、自适应协同有一定的理解和体会,团队中几位青年学者在扩展CPS而形成的人机物融合环境下,探索其群体智能与群智计算前沿问题并取得阶段性成果,自感欣慰!

本书以“自然合理,整体关联,动态平衡”为指导思想,以“理论机理-关键技术-系统平台”为组织逻辑,不仅总结凝练了主流的群智计算基本机理、人机物融合群智计算多层面挑战以及国内外已有研究,而且介绍并展现了研究团队的群智感知计算及其自研开放平台等创新成果。本书总体思想与具体方法兼论,系统设计与算法实现兼顾,典型实例与参考文献兼容,学术观点明确、技术分析清晰、涉及内容丰富。正当人机物融合群体智能来临之时,期望本书的出版可使读者对人机物融合群体智能及其核心——群智计算获得较为全面的认识和更为深刻的理解,共同为我国计算科学与技术自主创新研究和领域深入应用做出贡献。

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中国计算机学会会士
陕西省计算机学会理事长
2021年11月28日