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当期目录

      
    评论智能
    McCulloch-Pitts人工神经元模型80周年纪念:思想、方法与意义
    缪青海, 王雨桐, 吕宜生, 那晓翔, 王飞跃
    2023, 5(2):  133-142.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202314
    摘要 ( 362 )   在线阅读 ( 102 )   PDF下载 (8731KB) ( 368 )   可视化   
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    1943年,Warren McCulloch和Walter Pitts发表论文《神经活动内在思想的逻辑演算》,证明可以使用逻辑演算描述神经网络的运行机理,拓展了计算神经科学的领域前沿,奠定了人工神经网络的发展基础。恰逢M-P论文发表80周年之际,结合时代背景和作者学术生涯的变迁,探索M-P理论的思想源泉;借助原文中的示例,概述M-P模型的基本原理;以作者对循环因果和反馈机制的研究为主线,探讨M-P模型对信息科学发展的影响、对控制论发展的贡献,及其在当今人工智能大模型时代的意义。

    综述与展望
    行人轨迹预测方法关键问题研究:现状及展望
    杜泉成, 王晓, 李灵犀, 宁焕生
    2023, 5(2):  143-162.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202315
    摘要 ( 399 )   在线阅读 ( 72 )   PDF下载 (5939KB) ( 349 )   可视化   
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    行人轨迹预测旨在利用观察到的人类历史轨迹和周围环境信息来预测目标行人未来的位置信息,该研究具有重要的应用价值,可以降低自动驾驶车辆在社会交互下的碰撞风险。然而,传统的模型驱动的行人轨迹预测方法难以在复杂高动态的场景下对行人进行轨迹预测。相比之下,数据驱动的行人轨迹预测方法依靠大规模数据集平台,可以更好地捕捉和建模更复杂的行人交互关系,进而取得较精准的行人轨迹预测效果,成为自动驾驶、机器人导航和视频监控等领域的研究热点。为了宏观把握行人轨迹预测方法的研究现状及关键问题,以行人轨迹预测技术和方法分类为切入点,首先,详述行人轨迹预测已有方法的研究进展并归纳了目前存在的关键问题与挑战;其次,根据行人轨迹预测模型的建模差异,将现有方法分为模型驱动和数据驱动的行人轨迹预测方法,同时总结了不同方法的优缺点及适用场景;然后,对行人轨迹预测任务中使用的主流数据集进行了归纳总结,并对比了不同算法的性能指标;最后,针对行人轨迹预测的未来发展方向进行了展望。

    网络诊断技术研究综述
    许晓佳, 王永才, 李德英
    2023, 5(2):  163-179.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202316
    摘要 ( 110 )   在线阅读 ( 23 )   PDF下载 (4933KB) ( 227 )   可视化   
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    网络诊断是一种高效且方便的通过端到端路径的性能测量来推断网络内部状态的方法,在有线和无线网络的链路测量和故障定位中得到了广泛应用。对网络诊断的4种基础模型布尔网络诊断技术、可加网络诊断技术、带宽网络诊断技术、随机网络诊断技术的模型基础进行了总结分析。系统梳理了网络诊断技术中的关键问题,主要包括监视器放置、信标服务放置、路径构建和数据分析、网络诊断中可识别性,以及不保证识别性时的网络诊断攻击等。同时梳理了基于网络编码的网络诊断、基于神经网络的网络诊断和网络功能虚拟化中节点故障定位等网络诊断领域的新研究和新问题。最后,基于网络诊断技术的发展现状,分析探讨了未来网络诊断技术的发展趋势。

    基于深度学习的自动驾驶多模态轨迹预测方法:现状及展望
    黄峻, 田永林, 戴星原, 王晓, 平之行
    2023, 5(2):  180-199.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202317
    摘要 ( 641 )   在线阅读 ( 78 )   PDF下载 (6643KB) ( 460 )   可视化   
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    对周围车辆轨迹的精确预测可以辅助自动驾驶车辆做出合理的即时决策。虽然相比传统轨迹预测算法,深度学习方法已取得较好效果,但是自动驾驶车辆在异构高动态复杂变化环境下实现多模态高精度预测仍存在信息丢失、交互和不确定性难以建模、预测缺乏可解释性等问题。Transformer具备的长距离建模能力和并行计算能力使其不仅在自然语言处理领域取得巨大成功,而且在扩展至自动驾驶多模态轨迹预测任务时也解决了以上问题。基于此,对过去基于深度神经网络的方法,特别是对基于Transformer的方法进行全面总结与回顾;同时分析了Transformer相较于传统序列网络、图神经网络、生成模型的优势,并结合现有难题进行针对性分析与分类。Transformer模型可以更好地应用于多模态轨迹预测任务,此类模型具有更好的泛化性和可解释性。最后,对多模态轨迹预测未来发展方向进行了展望。

    区块链技术综述:在下一代智能制造中的应用
    林知微, 张嵩川, 王成吉, 周亦炜
    2023, 5(2):  200-211.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202248
    摘要 ( 389 )   在线阅读 ( 46 )   PDF下载 (13396KB) ( 371 )   可视化   
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    在我国制造业企业推进数字化转型的进程中,区块链技术引起了研究人员的广泛关注。总结了区块链技术国内外整体研究进展,给出了区块链技术在食品、军工产品供应链追踪和质量管理以及云制造等智能制造领域的应用案例。就区块链的存储问题、可扩展性问题、算力消耗问题和安全隐私问题提出了区块链与智能制造融合应用的建议,以期为后续的研究者提供有价值的研究思路。

    专题:平行智能研究前沿
    平行科研院所:从数字化转型到智能化变革
    秦蕊, 梁小龙, 李娟娟, 丁文文, 侯家琛, 王雨桐, 田永林, 文丁
    2023, 5(2):  212-221.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202318
    摘要 ( 181 )   在线阅读 ( 21 )   PDF下载 (8131KB) ( 256 )   可视化   
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    为应对当前科研院所在管理工作与科研业务方面面临的双重复杂性挑战,平行科研院所的概念被提出。平行科研院所以虚实互动的平行智能理论为基础,利用基于数字孪生与元宇宙的数字化建设技术、基于区块链与去中心化自治组织与运营(DAO)的分布式治理技术、基于多模态大数据与大模型的智能化决策技术以及基于分布式自主科学(DeSci)与人工智能驱动的科学(AI4S)的科学创新范式,形成基于复杂科学的科研院所变革引导方案,构建可信、可靠、可用和高效益的智慧科研组织与运营生态。介绍了平行科研院所的体系设计与关键技术,描述了其主要特征与优势,并探讨了其典型应用场景。平行科研院所超越简单的科研院所数字化转型,强调更高级的智能化变革,旨在促进科研院所的可持续健康发展。

    平行医疗机器人
    白天翔, 王双翌, 刘雅婷, 李汉忠, 闻艺
    2023, 5(2):  222-233.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202319
    摘要 ( 211 )   在线阅读 ( 14 )   PDF下载 (15489KB) ( 181 )   可视化   
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    医疗机器人对于提高医疗效率,减轻患者痛苦,具有重要的社会意义和科研价值。针对医疗机器人的难点,提出了基于ACP平行系统方法的平行医疗机器人概念。平行医疗机器人主要由物理医疗机器人和虚拟医疗机器人组成,通过并联医疗机器人可以实现对整个系统进行管理和控制,对治疗过程进行实验和评估,对医生和患者进行学习和培训。介绍了支撑平行医疗机器人的相关技术,包括机器人仿真、生物力学、3D打印和知识自动化技术等,并结合平行学习提出平行医疗机器人所应具备的描述、预测和处方三大核心功能。最后,以机器人经食管超声系统展示了平行医疗机器人的典型应用。

    平行麻醉:从麻醉自动化走向智慧型全周期麻醉平台
    赵毅飞, 申乐, 叶佩军, 王静, 王飞跃
    2023, 5(2):  234-246.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202324
    摘要 ( 120 )   在线阅读 ( 12 )   PDF下载 (7432KB) ( 127 )   可视化   
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    基于平行医疗理论提出了平行麻醉理论及方法,该理论旨在通过人工系统建模、计算实验分析及人机交互的平行执行等方式,构建由生物人(医护人员)、机器人(机械自动化设备)及数字人(数字医护)构成的有机统一的智慧型全周期麻醉平台。首先从当前麻醉学科发展的现状及面临的瓶颈入手,从临床麻醉、危机管理、科学研究、教育教学及运营管理等方面构想平行麻醉系统中由生物人、数字人、机器人共同构建的多个智能化场景模式,并分析生物人在每个场景中的作用及三者相辅相成的关系。重点介绍了平行麻醉通过计算实验及虚实结合的执行修正模式对患者医疗安全及医护工作效能的提升与改善。最后通过分析平行麻醉系统构建中的伦理问题,分析自动化与智能设备在麻醉中参与的边界及规定,以“尊重生命、公平透明、高效运转、节省劳力”为系统准则,建立一个减少医护机械化重复劳动、增强智能决策辅助能力、提升精细化治疗水平和管理水平的智慧型全周期麻醉平台。

    灵境卫士:基于ACP的网络安全平行监管研究
    陈晓光, 韩金朋, 杨满智, 王晓, 刘昕, 王震, 王飞跃
    2023, 5(2):  247-253.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202320
    摘要 ( 119 )   在线阅读 ( 8 )   PDF下载 (9044KB) ( 88 )   可视化   
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    网络安全起源于计算机网络的理论测试,而随着信息与通信技术的发展,网络安全风险呈现出来源广(volume)、方式多(variety)、过程隐(visibility)与损失高(value)的“4V”特性,与之相伴的是网络空间形态与复杂度的双重变化。近期兴起的元宇宙风潮,使以人为中心构建出的网络空间拥有映射出真实世界的能力,也将真实世界暴露在网络安全风险之下。然而,网络安全监管没有跟上网络空间的变化,仍然在网络空间中寻求解决之道。介绍了一种网络安全平行监管系统——灵境卫士,它基于人工系统、计算实验与平行执行的ACP方法搭建,从信息-物理-社会系统(cyber-physical-social systems,CPSS)的视角改善当前网络安全监管的窘境。展示了灵境卫士在电信反诈骗与工业物联网场景下的应用方案,为其在不同领域的网络安全监管工作提供启发与借鉴。

    平行车间调度模型构建和系统设计
    彭绍明, 熊刚, 沈震, 董西松, 曲之平, 付龙, 陶志坤, 韩云君
    2023, 5(2):  254-266.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202321
    摘要 ( 169 )   在线阅读 ( 16 )   PDF下载 (6948KB) ( 139 )   可视化   
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    作业车间环境是一个高动态、强耦合的复杂系统,一种调度算法无法做到一次训练而终身使用,需要结合车间环境、作业过程、作业任务进行计算实验和渐进式学习。针对作业车间提出了一种基于平行系统理论的平行车间调度模型,实现了调度算法优化和系统演化。针对该模型,阐述了基于多智能体的人工车间调度系统建模、面向车间调度任务的计算实验方法,以及面向虚实系统的平行调度方法,实现了人工系统和实际系统之间的闭环控制,迭代优化。最后,在平行车间调度模型的指导下,设计了平行车间调度系统的技术架构和基本功能。

    平行模糊控制:虚实互动、相互增强的自学习控制方法
    陈德旺, 欧纪祥
    2023, 5(2):  267-273.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202322
    摘要 ( 144 )   在线阅读 ( 13 )   PDF下载 (1670KB) ( 180 )   可视化   
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    模糊控制具有可解释性和容易实现等优点,但是自学习能力较弱,难以有效利用控制过程中积累的大数据。平行控制是一种新型智能控制方法,能有效利用互联网和大数据,实现虚实互动、相互增强的智能控制。新方法将模糊控制与平行控制相互结合,提出了平行模糊控制的定义和框架,并对其可能的应用进行了探讨。平行模糊控制有可能扩展模糊控制的发展方向,也可能成为平行控制的一个新思路,在保证可解释与可信自动控制的基础上,有效利用大数据和基于数据驱动的一些机器学习算法实现自学习的控制。

    平行设计:面向平行制造体系的非标机械方案设计流程
    李诗濛, 王飞跃
    2023, 5(2):  274-282.  doi:10.11959/j.issn.2096-6652.202323
    摘要 ( 104 )   在线阅读 ( 10 )   PDF下载 (2822KB) ( 96 )   可视化   
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    平行制造是将信息化、自动化以及人工智能与制造业深度融合的崭新产业制造范式。阐述了在平行制造体系中非标机械方案的设计流程,将平行设计流程作为面向平行制造体系的嵌套平行系统,提出了基于标准化流程与拟真流程的ACP方法,定义了产品设计的社会价值向量与社会价值趋势矩阵,对平行制造中的社会物理信息系统(CPSS)数据进行有效利用。此外,还展示了非标机械方案“星轮减速器”在平行设计中的应用案例。