挖掘用戶需求 北斗創(chuàng)新應(yīng)用

挖掘用戶需求 北斗創(chuàng)新應(yīng)用

AI的現(xiàn)狀是以科研模型與工程樣品為主，成熟產(chǎn)品很少，與工業(yè)應(yīng)用不搭。中科院副院長譚鐵牛對(duì)AI這樣評(píng)價(jià)，“有智能沒智慧、有智商沒情商、有計(jì)算不會(huì)算計(jì)”。從他的角度看，專用人工智能需要突破，通用人工智能發(fā)展尚早，深層智能發(fā)育不足。其中，能夠?qū)崿F(xiàn)交互的智能更是欠缺。舉個(gè)例子，2015年美國舉行的年度機(jī)器人挑戰(zhàn)賽上，有一個(gè)機(jī)器人開門的基本動(dòng)作，但很多的參賽機(jī)器人在開門的過程中把自己的手臂折斷了。我們發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)實(shí)呢？AI技術(shù)是不可能支撐智能制造的，或者說目前是不能支撐智能制造的。

三體智能模型

那么，支撐智能制造的這個(gè)智能到底是什么東西？業(yè)界一直都沒有給出明確的答案。

我們認(rèn)為，支撐智能制造的實(shí)際是一種三體融合的智能。其中，包括人體智能技術(shù)、數(shù)體智能技術(shù)和實(shí)體智能技術(shù)。在三體智能理論看來，智能現(xiàn)象三體均有，智能技術(shù)發(fā)展的目的是加速智能在生物世界、數(shù)字世界以及物理世界流動(dòng)。智能制造所用到的智能技術(shù)，本質(zhì)是三體智能支撐下的人工智能。

我們做出了一個(gè)三體智能模型，我們認(rèn)為對(duì)智能現(xiàn)象和智能技術(shù)的認(rèn)識(shí)，應(yīng)該有一個(gè)更大的時(shí)間和空間的跨度。我們回顧了早期育種系統(tǒng)的智能，把非生物系統(tǒng)感應(yīng)外界變化產(chǎn)生的科學(xué)效應(yīng)，認(rèn)為是一種初級(jí)的智能。生物智能包括感知、認(rèn)知以及控制，自我意識(shí)和學(xué)習(xí)能力。數(shù)體智能就是數(shù)字虛體獲得感知、認(rèn)知的能力，并且發(fā)展出獨(dú)立自我意識(shí)。智能的本質(zhì)是一切具有生命周期的系統(tǒng)對(duì)自然規(guī)律的感應(yīng)、認(rèn)知與運(yùn)用。

支撐智能制造的三體融合的智能是一種人造智能，它是由人體智能、數(shù)體智能和實(shí)體智能共同支撐的。因此，我們對(duì)智能制造有了一個(gè)新的定義。智能制造是大規(guī)模、多維度采用人造智能的新制造范式，其實(shí)質(zhì)是基于智能交互、智能供給、智能交付、智能作業(yè)等革命性技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)人類智能在制造環(huán)節(jié)中的優(yōu)化與解放。

一切皆智能

那么，人造智能和人工智能到底有什么根本的區(qū)別？我們認(rèn)為，人工智能是一個(gè)學(xué)科性的概念，而人造智能包含三體智能，是一個(gè)學(xué)科大融合、產(chǎn)業(yè)大融合的概念。智能制造所指的智能，已經(jīng)內(nèi)在包含三體智能，特別是工業(yè)領(lǐng)域自身的實(shí)體智能具有重要的意義。不能被誤解為人工智能在制造業(yè)的應(yīng)用。

《三體智能革命》中概括了我們身邊的各種智能現(xiàn)象，一切都在走向智能。我們也提出了一個(gè)觀點(diǎn)：認(rèn)識(shí)智能化，把握智能化，引領(lǐng)智能化，是今天個(gè)人和企業(yè)生存發(fā)展的大邏輯。我們想要告訴大家，智能化的本質(zhì)是三體智能加速轉(zhuǎn)化。智能技術(shù)在任意兩體間交互與轉(zhuǎn)化，都推動(dòng)智能化發(fā)展。

今天，智能化出現(xiàn)了一些什么樣形式新變化呢？我們認(rèn)為，智能化創(chuàng)新的核心就是智能融合在加快。這種變化在三個(gè)方面有所體現(xiàn)。首先，人類知識(shí)大規(guī)模數(shù)字化。人體接納數(shù)體，知識(shí)融入數(shù)體。其次，數(shù)字虛體加速認(rèn)知化。這意味著數(shù)字虛體正在從客體和工具向主體甚至半主體進(jìn)化，使得認(rèn)知具備了雙重屬性。最后，物理系統(tǒng)與材料賽博化。各種實(shí)體系統(tǒng)，通過嵌入芯片，引入CPS賽博物理系統(tǒng)，構(gòu)建起連接三體智能的新系統(tǒng)。這就是智能設(shè)備、智能產(chǎn)品、智能材料不斷涌現(xiàn)的本質(zhì)的特征。

舉一個(gè)例子，腦控汽車。德國柏林自由大學(xué)人工智能應(yīng)用AutoNOMOS小組成功研制出一種由大腦意識(shí)操控汽車的裝置，是一種典型的PCS技術(shù)。駕駛者戴上神經(jīng)頭盔，能夠感知并接收大腦的腦電波，傳感器通過無線技術(shù)與汽車的電子元件建立聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)意念驅(qū)動(dòng)汽車。為什么不用我們的手直接操控呢？技術(shù)研發(fā)的方向是希望三體融合的力度、程度更深，甚至像大腦指揮我們的雙手，再由雙手控制方向盤這樣的過程都被省掉。

人類歷史第四次浪潮

我們有一個(gè)最核心的觀點(diǎn)，“認(rèn)識(shí)智能化將是人類歷史第四次浪潮”。當(dāng)專家和企業(yè)家還在單個(gè)技術(shù)領(lǐng)域或產(chǎn)業(yè)框架下，討論人工智能和智能制造的時(shí)候，《三體智能革命》獨(dú)辟蹊徑，在學(xué)術(shù)上首次打通研究各種“智能”現(xiàn)象，運(yùn)用新技術(shù)革命的浪潮理論，把研究對(duì)象鎖定在智能化浪潮。

說到第四次浪潮，無法回避的一本書是阿爾溫·托夫勒的《第三次浪潮》。他認(rèn)為，人類文明有三次浪潮，農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明和信息社會(huì)。他的浪潮理論最大的貢獻(xiàn)是系統(tǒng)地、整體地看待新技術(shù)革命與新產(chǎn)業(yè)革命，而不是跟著熱點(diǎn)技術(shù)跑，今天云計(jì)算，明天大數(shù)據(jù)，后天物聯(lián)網(wǎng)。

我們想看看，今天的學(xué)術(shù)界對(duì)物質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)是否出現(xiàn)整體性變革有一個(gè)什么樣的觀點(diǎn)。施瓦布教授在《第四次工業(yè)革命》中提出一個(gè)新工業(yè)革命的概念，但是他對(duì)新工業(yè)革命的概念特征并沒有進(jìn)行總結(jié)，而是強(qiáng)調(diào)它是組合創(chuàng)新和系統(tǒng)創(chuàng)新。我們列出了他提出的代表性技術(shù)，包括可植入技術(shù)、數(shù)字化身份、物聯(lián)網(wǎng)、3D打印、無人駕駛、人工智能、機(jī)器人、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)、智慧城市等，其中無一例外都包含了智能技術(shù)。《三體智能革命》中提出智能技術(shù)系統(tǒng)的大規(guī)模普及和發(fā)展，將構(gòu)建一個(gè)嶄新的大自然系統(tǒng)，一個(gè)產(chǎn)品知人意、遂人愿的智能時(shí)代即將到來。

為什么我們要用第四次浪潮來說明這個(gè)智能化？這是有原因的?，F(xiàn)在，中國官方已經(jīng)開始接受了新工業(yè)革命的概念。隨著智能技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，系統(tǒng)智能加速提升，科技與產(chǎn)品的智能化創(chuàng)新正在以集體爆發(fā)的形式顯現(xiàn)。以智能化為核心的“新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革”的判斷是準(zhǔn)確的，新一輪工業(yè)革命正在路上，我們將這種介乎于科技革命與產(chǎn)業(yè)革命之間的創(chuàng)新現(xiàn)象稱之為第四次浪潮。

20字箴言

智能化將是繼信息化之后，又一次攪動(dòng)中國乃至世界浪潮。這一浪潮的目標(biāo)，就是讓機(jī)器、組織、供給乃至身邊的一切事物擁有與人接近的智能。在《三體智能革命》中，對(duì)智能化的五個(gè)特征進(jìn)行了概括和總結(jié)。第一個(gè)叫狀態(tài)價(jià)值，第二個(gè)叫實(shí)時(shí)分析，第三個(gè)叫精準(zhǔn)執(zhí)行，第四個(gè)叫自主決策，第五個(gè)叫學(xué)習(xí)提升。它最初是由寧振波與中航工業(yè)信息技術(shù)科研團(tuán)隊(duì)集體提煉，趙敏增補(bǔ)，對(duì)這五個(gè)特征進(jìn)行準(zhǔn)確定義、系統(tǒng)總結(jié)、完整闡述。如今，這個(gè)“20字箴言”已經(jīng)流傳于業(yè)界。

初級(jí)的智能化系統(tǒng)，是由狀態(tài)感知到自動(dòng)決策再到即刻執(zhí)行依次循環(huán)的。比如，利用光敏傳感器自動(dòng)開啟和調(diào)光的“智能路燈”，賓館/會(huì)場的消防自噴淋系統(tǒng)，數(shù)控車床防撞刀裝置等。這些都是基于科學(xué)效應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)狀態(tài)感知，自動(dòng)可決策和即可執(zhí)行，我們就視為有初級(jí)的智能。而且它具有一個(gè)特征，那就是無需嵌入計(jì)算系統(tǒng)，當(dāng)然嵌入計(jì)算會(huì)更優(yōu)。

中級(jí)智能化系統(tǒng)，是恒定的智能化系統(tǒng)。它已經(jīng)能夠從自動(dòng)決策升級(jí)到自主決策，同時(shí)增加了實(shí)時(shí)分析環(huán)節(jié)。當(dāng)我們計(jì)算內(nèi)核植入的時(shí)候，一個(gè)智能系統(tǒng)趨于恒定。比如具有感知衣料特性并自行決定洗衣決策的智能洗衣機(jī)，自動(dòng)設(shè)定通行時(shí)段的智能交通燈等等。

高級(jí)智能化系統(tǒng)，基于人工智能而構(gòu)成，是一個(gè)開放的智能系統(tǒng)。它在中級(jí)智能系統(tǒng)的特征上又增加了學(xué)習(xí)提升的能力，能夠適用人工智能或計(jì)算技術(shù)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，不斷積累并創(chuàng)造知識(shí)，所以它適用一切的智能設(shè)備。

所以，我們能夠看到，“二十字箴言”普遍適用一切智能系統(tǒng)。我們希望從人工智能、工業(yè)職能、生物智能、組織智能中抽取它們的共同特性。那么，抽取這種特性，給制造和服務(wù)企業(yè)到底能夠帶來什么價(jià)值？它是一個(gè)我們本土原創(chuàng)的智能化的模型，我們希望通過這個(gè)模型打通多學(xué)科的智能定義，用同一把尺子去度量各領(lǐng)域的智能化。

它在實(shí)踐上的價(jià)值是什么呢？《以信息化培育新動(dòng)能》里提到，人類社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入跨行業(yè)、跨領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新的大科技時(shí)代?；A(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的邊界日趨模糊，創(chuàng)新發(fā)展正在從過去單一學(xué)科、單一領(lǐng)域走向跨學(xué)科、跨領(lǐng)域。中國要實(shí)現(xiàn)《中國制造2025》，最大的難題是統(tǒng)一語言與跨專業(yè)協(xié)同，這至少需要機(jī)械、電子、自動(dòng)化、IT工程師、軟件開發(fā)、大數(shù)據(jù)專家，與行業(yè)業(yè)務(wù)和流程專家的緊密協(xié)同。同時(shí)，各領(lǐng)域?qū)＜覀儗?duì)智能技術(shù)的理解和定義的差別也不同。比如互聯(lián)網(wǎng)界的人士在憂慮，消費(fèi)大數(shù)據(jù)的技術(shù)，遲遲不知道怎么為制造業(yè)服務(wù)。

信息化行業(yè)有一個(gè)多年沒有改變的現(xiàn)象，就是兩化融合不到位。我們?cè)趯W(xué)術(shù)模型的工程化和工程樣品產(chǎn)業(yè)化之間還存在巨大的鴻溝，這些問題都提示著我們?nèi)狈σ粋€(gè)統(tǒng)一的概念體系。

新工業(yè)革命的前提是產(chǎn)業(yè)協(xié)作，產(chǎn)業(yè)協(xié)作的前提是統(tǒng)一工作語言。事實(shí)上，不僅中國在尋找這種統(tǒng)一工作的語言，德國的工業(yè)4.0平臺(tái)參考模型，美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考模型架構(gòu)，都是希望讓不同行業(yè)的人在同一個(gè)工程體系下面能夠?qū)樱軌騾f(xié)同工作。今年9月份，中國、德國和美國已經(jīng)啟動(dòng)了三大智能制造體系的參考架構(gòu)互認(rèn)，一種全球通用的智能化語言正在成型。

迎接智能化挑戰(zhàn)三原則

《三體智能革命》中定義了企業(yè)迎接智能化挑戰(zhàn)的三原則。原則一，智能化起步，先問數(shù)字化基礎(chǔ)牢不牢；原則二，智能化發(fā)展，主要看大數(shù)據(jù)認(rèn)知靈不靈；原則三，智能化要打贏，關(guān)鍵看賽博物理系統(tǒng)（CPS）強(qiáng)不強(qiáng)。這三個(gè)原則能為企業(yè)帶來什么樣的應(yīng)用價(jià)值呢？

第一原則，首先要問數(shù)字化基礎(chǔ)牢不牢的問題。我們知道數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化是智能化的基礎(chǔ)，智能化是一個(gè)更突出鮮明的特征。智能制造是才主攻方向，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化是智能化的基礎(chǔ)，智能化是更突出鮮明的特征。事實(shí)上，現(xiàn)在人們談?wù)摼W(wǎng)絡(luò)化、智能化太多，經(jīng)常把數(shù)字化忘了。

軟件是最重要的數(shù)字化工具?！爸恰钡倪^程包括實(shí)體運(yùn)行和意識(shí)活動(dòng)如何規(guī)律化，規(guī)律模型化，模型算法化，算法軟件化，軟件優(yōu)化物理世界，軟件支撐和定義著各種知識(shí)、行為、業(yè)務(wù)進(jìn)入數(shù)字世界。人的智慧沉淀為算法和知識(shí)，把算法和知識(shí)嵌入軟件，把軟件嵌入硬件，把硬件嵌入物理實(shí)體設(shè)備，這是我們走向智能最主要的途徑。

一直以來，國外有很多工業(yè)公司成為工業(yè)軟件公司的例子，而中國制造2025的難點(diǎn)和焦點(diǎn)恰恰是我們?nèi)狈ψ陨淼墓I(yè)軟件。我國大量的軟件公司都是所謂的大中華管理軟件公司，而真正的業(yè)務(wù)型的軟件可以說是少之又少。目前對(duì)企業(yè)而言，人的全面數(shù)字化，最大的難點(diǎn)在于能力的軟件化?，F(xiàn)在，很多人都在談?wù)摶ヂ?lián)網(wǎng)消費(fèi)大數(shù)據(jù)，其實(shí)人類的消費(fèi)行為是非常容易數(shù)字化的。而數(shù)字化最大的難點(diǎn)，在于人類知識(shí)創(chuàng)造的活動(dòng)，日常的業(yè)務(wù)活動(dòng)，復(fù)雜的制造系統(tǒng)，依然沒有充分的數(shù)字化。這里引用工信部關(guān)于“新四基”的定義來強(qiáng)調(diào)數(shù)字化的基礎(chǔ)，事實(shí)上除了軟件化之外，還包括一軟、一硬、一網(wǎng)、一云，每個(gè)環(huán)節(jié)都要夯實(shí)，而軟件是其中的核心。

第二原則，智能化發(fā)展的階段，重點(diǎn)要考察我們的大數(shù)據(jù)認(rèn)知技術(shù)靈不靈。對(duì)認(rèn)知技術(shù)的考察主要是來自于人類智能的主要能力，如理解、關(guān)聯(lián)、推理、想象，主要都是我們意識(shí)人體處理大數(shù)據(jù)或復(fù)雜信息的認(rèn)知能力。

過去關(guān)于智能金字塔理論有一個(gè)重要的趨勢(shì)，就是智能趨勢(shì)。我們認(rèn)為認(rèn)知就是建模，人腦從信息中感應(yīng)到規(guī)律，發(fā)現(xiàn)到規(guī)律，并且把它格式化下來，就是認(rèn)知。我們對(duì)比兩體，發(fā)現(xiàn)知識(shí)產(chǎn)生的規(guī)律正在變化。意識(shí)人體直接認(rèn)知多數(shù)非格式化、非數(shù)字化信息，并在大腦中產(chǎn)生知識(shí)。數(shù)字虛體只能識(shí)別比特化信息，并借助算法工具，從大數(shù)據(jù)認(rèn)知中產(chǎn)生知識(shí)。

舉一個(gè)例子，IBM的認(rèn)知機(jī)器人WOTSON將一份日本高齡病人的病歷與2000萬份文獻(xiàn)、病歷查詢比對(duì)，僅用10分鐘。目前IBM已經(jīng)簽約了25家三甲醫(yī)院，使用這款機(jī)器人為癌癥診斷與監(jiān)測服務(wù)。IBM認(rèn)為它是認(rèn)知計(jì)算，這中間的區(qū)別在于他們所實(shí)現(xiàn)的這個(gè)技術(shù)路線是人腦智能與數(shù)體智能的一個(gè)高度的協(xié)同。

第三原則，智能化要打贏，要害在CPS強(qiáng)不強(qiáng)。CPS是最核心的一個(gè)概念，另外賽博是數(shù)字虛體加上電磁光等物理場。為什么CPS往往被翻譯成信息物理系統(tǒng)？這是人們的一個(gè)誤解，誤把信息作為一個(gè)被控制的對(duì)象，放棄了它的控制結(jié)構(gòu)和控制機(jī)制。事實(shí)上，賽博起源于遙控，本身就是控制技術(shù)?！度w智能革命》中全面地解釋了CPS，它就是數(shù)字虛體和物理實(shí)體融合控制系統(tǒng)。美軍從2014年11月已經(jīng)提出和實(shí)踐智能戰(zhàn)，其核心的理論基礎(chǔ)就是信息可以調(diào)動(dòng)物質(zhì)與能量，核心戰(zhàn)場是賽博空間，作戰(zhàn)平臺(tái)是賽博物理系統(tǒng)，技術(shù)基礎(chǔ)是智能化的作戰(zhàn)平臺(tái)，智能化的武器裝備和智能化的機(jī)器決策系統(tǒng)。

企業(yè)在智能化時(shí)代應(yīng)該如何迎接終極挑戰(zhàn)？我們有兩個(gè)建議，向賽博要戰(zhàn)斗力！向賽博要生產(chǎn)力！未來的對(duì)抗是基于三體的商業(yè)智能對(duì)抗，未來商戰(zhàn)如同現(xiàn)代空戰(zhàn)，就是包括人在內(nèi)的三體智能系統(tǒng)，人類的轉(zhuǎn)型必須基于賽博模型能力的轉(zhuǎn)型。在虛擬中映射現(xiàn)實(shí)，在現(xiàn)實(shí)中一次做對(duì)，一次做成，實(shí)現(xiàn)精確制造，精確打擊。在書中提供了一個(gè)新飛豹戰(zhàn)機(jī)的例子，研制成型僅一年，就是用了賽博系統(tǒng)。

總之，大道至簡。人體全面數(shù)字化，數(shù)字虛體認(rèn)知化，以及物理系統(tǒng)賽博化將是智能化三部曲，它們將真實(shí)地演繹物理實(shí)體、意識(shí)人體和數(shù)字虛體的三體交融的過程。