用計算感知社會——記西北工業(yè)大學(xué)普適與智能計算研究所所長、洪堡學(xué)者於志文

本刊記者 吳應(yīng)清

用計算感知社會
——記西北工業(yè)大學(xué)普適與智能計算研究所所長、洪堡學(xué)者於志文

本刊記者 吳應(yīng)清

2009年在青島

當(dāng)歷史的車輪駛進(jìn)二十一世紀(jì)，科技以前所未有的速度發(fā)展著，人類的生活也發(fā)生了重大的變革。隨著嵌入式設(shè)備、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、移動計算等快速發(fā)展，集成感知、計算和通信能力的普適智能系統(tǒng)被廣泛部署，并逐步融入到人類的日常生活環(huán)境。人類生活在由通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)等相互融合所形成的混合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。

在這樣的環(huán)境中，僅僅依靠傳統(tǒng)的“感覺器官”，已經(jīng)無法滿足人類對社會的感知需要。普適計算技術(shù)，特別是傳感技術(shù)和情境感知（Context Aware）技術(shù)正以前所未有的方式增強(qiáng)著我們收集、分析和利用數(shù)據(jù)的廣度和深度。

基于此，西北工業(yè)大學(xué)普適與智能計算研究所所長於志文教授將“社會感知計算”帶入了我們的生活。

於志文，教授，博士生導(dǎo)師，洪堡學(xué)者，西北工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院副院長，普適與智能計算研究所所長，主要從事普適計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、社會感知計算等領(lǐng)域的研究工作。擔(dān)任《ACM/Springer Personal and Ubiquitous Computing》、《International Journal of Social Network Mining》、《International Journal of Pervasive Computing and Communications》、《International Journal of Technology Enhanced Learning》等國際期刊和《中國計算機(jī)學(xué)會通訊》編委，擔(dān)任《ACM Transactions on Intelligent Systems and Technology》、《ACM Multimedia Systems Journal》、《Multimedia Tools and Applications》(Springer出版社)、《Pervasive and Mobile Computing》(Elsevier出版社) 等國際期刊客座編輯。2009年入選教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃”和陜西省青年科技新星計劃，2011年獲得中國計算機(jī)學(xué)會青年科學(xué)家獎。

“社會感知計算”開辟計算機(jī)研究新領(lǐng)域

2005年美國MIT科學(xué)家Alex Pentland在IEEE Computer雜志上發(fā)表了題為“Socially Aware Computation and Communication”的論文，首次提到了社會感知計算。文章通過對人際交往中的社會情境（Social Context），如說話聲調(diào)、面部動作和姿勢進(jìn)行量化，并可視化呈現(xiàn)，以此促進(jìn)人們在日常生活中的社會交往。2009年2月Alex Pentland和哈佛科學(xué)家David Lazer等在美國科學(xué)雜志（Science）上撰文闡述了通過收集和分析海量現(xiàn)實生活數(shù)據(jù)流理解個體、組織和社會，其思路和目標(biāo)與社會感知計算不一而同，但是更側(cè)重于計算和分析。

於志文針對“社會感知計算”的概念和問題展開了系統(tǒng)的研究工作，并在此基礎(chǔ)之上展開了大量的實踐活動。

1996年，於志文考入西北工業(yè)大學(xué)。四年后，他被免試推薦為碩博連讀研究生，師從著名的計算機(jī)專家周興社教授，從事普適計算方面的研究工作。2005年12月，他以優(yōu)異的成績畢業(yè)，獲得博士學(xué)位。

2006年初，剛剛博士畢業(yè)的於志文加入日本名古屋大學(xué)，從事博士后研究工作，在那里他參與了日本文部省關(guān)于普適教育重大項目的研究與開發(fā)，為自己日后的工作積累了豐富的經(jīng)驗。次年，他來到世界著名的京都大學(xué)做特別研究員，專業(yè)仍是普適計算。正是在這里，他開始對“社會感知計算”產(chǎn)生濃厚的興趣，主要源于當(dāng)時的研究課題——現(xiàn)實世界社會交互的分析與支持。

2009年，於志文被自己的母校西北工業(yè)大學(xué)作為海外人才引進(jìn)，特聘為計算機(jī)學(xué)院教授。同年底，他在德國洪堡基金的資助下赴德國曼海姆大學(xué)從事合作研究。洪堡基金是德國吸引國外優(yōu)秀學(xué)者到德國合作研究，在國際上享有很高的聲譽，據(jù)統(tǒng)計迄今有43位洪堡學(xué)者獲得諾貝爾獎。該基金側(cè)重于基礎(chǔ)研究，在工程技術(shù)領(lǐng)域很少有人獲得。

隨著研究的不斷深入，於志文在國際上率先系統(tǒng)地闡述了“社會感知計算”的基本概念、核心問題和技術(shù)挑戰(zhàn)。研究開發(fā)了智能空間群體協(xié)作支持機(jī)制與系統(tǒng)，即利用智能空間的傳感設(shè)備和智能技術(shù)，支持群體協(xié)作，提高工作效率，增進(jìn)群體和諧。在關(guān)鍵理論和技術(shù)，包括用戶行為識別、群體交互分析、交互模式挖掘等方面取得系列研究成果，相關(guān)論文發(fā)表在《ACM Computing Surveys》、《IEEE Computer》、《IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering》、IEEE PerCom等。

目前，該研究已經(jīng)引起了國家的重視，得到了國家自然科學(xué)基金、國家973計劃、863計劃和教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃”資助。

“社會感知計算”改變傳統(tǒng)生活

究竟什么是“社會感知計算”呢？它是如何產(chǎn)生，如何發(fā)展的呢？它的研究范圍有哪些？它將在哪些領(lǐng)域得到應(yīng)用？它未來的發(fā)展前景如何呢……

與於志文教授的談話，解決了我們心中的重重疑問。

於志文介紹說：“社會感知計算是通過人類社會生活空間日益部署的大規(guī)模多種類傳感設(shè)備，實時感知識別社會個體的行為，分析挖掘群體社會交互特征和規(guī)律，輔助個體社會行為，支持社群的互動、溝通和協(xié)作，從而高效地支持社會目標(biāo)的實現(xiàn)。社會感知計算的核心在于‘感知’二字，有兩層涵義，首先感知物理世界（即Sensing），然后覺察并做出響應(yīng)（也就是Aware）?！?/p>

早期的研究人員通過書面問卷調(diào)查、面談和第三方觀察，收集人類活動和社會現(xiàn)象數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計歸納法，分析理解人類活動規(guī)律和特征。但是這種原始的數(shù)據(jù)采集以及分析方法無疑夾雜了過多的人類主觀意向，并且很難做到廣泛采樣，顯然其結(jié)果不會十分理想。

科學(xué)計算機(jī)的發(fā)明，為分析人類行為和社會現(xiàn)象提供了高效的計算和仿真工具，程序模擬法應(yīng)運而生。接下來互聯(lián)網(wǎng)走進(jìn)了千家萬戶，隨之而來的是Web社區(qū)、博客、論壇等為研究人員分析在線行為和社會網(wǎng)絡(luò)提供了海量數(shù)據(jù)來源，社會計算得以蓬勃發(fā)展，社會軟件和應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。這些方法較之前的人工方法顯然“理性”了許多，也“能干”了許多，但是，這種方法的不足之處在于，它們分析的對象是一種“虛擬行為”，與真實世界具有時空特征的人類移動和交互有著本質(zhì)的差別。

很快普適計算的出現(xiàn)極大地豐富和增強(qiáng)了研究人員獲取數(shù)據(jù)的途徑和能力，社會感知計算正是在社會計算需求和普適計算技術(shù)發(fā)展的推動下問世，或者說是社會計算與普適計算的融合產(chǎn)物。

社會感知計算通過大規(guī)模多種類傳感設(shè)備，包括普適傳感器（RFID、運動傳感器、音視頻傳感器等）、智能手機(jī)（GPS、加速度傳感器、藍(lán)牙等），結(jié)合電子郵件、Web等，能夠獲取關(guān)于人類社會行為和交互的大規(guī)模、客觀、實時、連續(xù)、動態(tài)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，為人類行為理解和交互規(guī)律認(rèn)識的研究提供堅實基礎(chǔ)。除了分析理解之外，社會感知計算還強(qiáng)調(diào)從個體、群體和社會三個層面為人類行為和交互提供智能輔助和支持。

“社會感知計算的研究內(nèi)容主要包括現(xiàn)實世界實時數(shù)據(jù)感知、人類行為與交互分析、社會交互高效支持、社會感知計算軟件框架，以及社會感知計算應(yīng)用五個方面。”於志文介紹說。

相對于理論和技術(shù)的研究，項目成果的應(yīng)用當(dāng)之無愧的成為科學(xué)研究的終極目標(biāo)。目前社會感知計算可以應(yīng)用在很多重要領(lǐng)域，如：健康衛(wèi)生（傳染病防范）、公共安全（突發(fā)事件預(yù)警）、大規(guī)模系統(tǒng)工程（群體協(xié)作支持）、智能交通管理（道路交通協(xié)同監(jiān)測）、城市規(guī)劃與發(fā)展（人口、資源、環(huán)境預(yù)測與規(guī)劃）等。

目前，於志文將社會感知計算應(yīng)用于“智慧校園”和“老年人健康輔助”兩個項目?！爸腔坌@”通過校園的靜態(tài)傳感設(shè)施（WiFi）和移動電話上的傳感器（藍(lán)牙、GPS、加速度傳感器等）分析識別校園人群的活動和交互，實現(xiàn)校園信息的感知、共享和搜索，如通過WiFi定位技術(shù)分析教室空位情況；通過藍(lán)牙實現(xiàn)資源發(fā)布與共享；通過智能手機(jī)上的拍照功能，讓每個人參與到感知任務(wù)中，師生可以隨時隨地請求或提供餐廳信息、球場使用信息、校園環(huán)境等信息。“老年人健康輔助”項目致力于為老年人，尤其是我國現(xiàn)有的數(shù)量眾多的“空巢老人”提供智能化的服務(wù)。如：老人獨自在家發(fā)生意外時，會通過感知系統(tǒng)向家屬發(fā)送短信通知；當(dāng)家里有燒水、煮飯等正在執(zhí)行的“任務(wù)”時，人不需要在旁邊等候，系統(tǒng)可以提供智能的提醒服務(wù)；除此之外，老人們還可以通過智能輔助系統(tǒng)與相隔甚遠(yuǎn)的兒女加強(qiáng)聯(lián)系，以解相思之苦……

由此看來，“社會感知計算”將使我們傳統(tǒng)的生活發(fā)生革命性的變化，它的出現(xiàn)使得感知物理世界，分析社會交互，支持宏觀社會成為可能，同時，也為中國計算機(jī)的研究與發(fā)展帶來了新的機(jī)遇，通過計算機(jī)科學(xué)與人文社會科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、社會心理學(xué)的交叉融合，感知揭示人類社會內(nèi)在活動規(guī)律，體現(xiàn)了重大基礎(chǔ)和原始創(chuàng)新研究。

現(xiàn)階段，於志文正在就“社會感知計算”的研究項目不斷加強(qiáng)與國際的聯(lián)系。他先后擔(dān)任國際人本計算會議（HumanCom 2012）、國際社群智能會議（SCI 2011）、國際普適智能與計算會議(UIC 2010)、國際智能家庭會議(SmarTel’09/07)、第五屆全國普適計算學(xué)術(shù)會議(PCC 2009) 等程序委員會主席或聯(lián)合主席11次，擔(dān)任國際普適計算領(lǐng)域頂級會議 UbiComp 2011的研討會主席，PerCom 2010 和 PERVASIVE 2008 的宣傳主席。擔(dān)任包括重要國際會議IEEE PerCom、IJCAI、DEXA、Euro-Par、GLOBECOM等在內(nèi)的四十余次國際會議程序委員會委員。在日本京都大學(xué)、早稻田大學(xué)、德國曼海姆大學(xué)等國內(nèi)外著名高校做邀請報告10余次。與美國卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)、德州大學(xué)阿靈頓分校、法國國立電信學(xué)院、德國曼海姆大學(xué)、日本京都大學(xué)、名古屋大學(xué)、Microsoft、Nokia等開展廣泛密切的合作。

於志文相信：“開展社會感知計算研究，形成具有獨立自主知識產(chǎn)權(quán)的理論體系和支撐技術(shù)，提供社會性輔助和支持，提高社會活動的效益和水平，增強(qiáng)社會凝聚力并實現(xiàn)和諧社會，將具有重大的科學(xué)意義和社會價值?！?/p>

專家檔案：

於志文，博士，教授，博士生導(dǎo)師，洪堡學(xué)者，西北工業(yè)大學(xué)計算機(jī)學(xué)院副院長、普適與智能計算研究所所長。主要從事普適計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、社會感知計算等領(lǐng)域的研究工作。主持或參加了國家自然科學(xué)基金、973計劃、863計劃、國際合作等十余項課題。已在國際頂級學(xué)術(shù)期刊和會議上發(fā)表論文90余篇，被SCI、EI收錄60余篇次。擔(dān)任多個國際期刊編委和國際會議的程序委員或主席。擔(dān)任IEEE高級會員、中國計算機(jī)學(xué)會普適計算專業(yè)委員會常務(wù)委員、CCF YOCSEF西安分論壇副主席 (2011-2012)。