城市大腦該怎么建設？你所不知道的三個建設誤區(qū)

城市大腦是目前智慧城市建設熱門的概念，因該說這是一個在中國本土誕生的科技概念和技術模型，作為一個新的領域，城市大腦究竟如何建設，事實上存在了兩種不同的發(fā)展路徑，一條是我們在科學院團隊通過理論研究推導出來的預測模型，另外一條是阿里在實踐中發(fā)展出來的技術路徑。但這兩條路徑存在一定分歧，其核心區(qū)別是：城市大腦是否應該按照類腦的大腦模型來建設。應該說這種分歧的爭論和探討，對于中國在這個領域的發(fā)展會起到正面的推動作用。

2015年2月我們在論文《基于互聯(lián)網(wǎng)大腦架構的智慧城市建設研究》提出：“過去50年中，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的前沿科技不斷向類腦智能巨系統(tǒng)進化。特別是近10年來，隨著人工智能，物聯(lián)網(wǎng)，大數(shù)據(jù)，云計算，機器人，虛擬現(xiàn)實，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等科學技術的蓬勃發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)類腦智能巨系統(tǒng)架構更加清晰。智慧城市原本是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到一定程度，向城市建設自然蔓延和深入的結果。因此建設智慧城市就不能忽略互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢和進化規(guī)律，城市大腦作為互聯(lián)網(wǎng)大腦與智慧城市建設結合的產(chǎn)物，會繼承互聯(lián)網(wǎng)大腦的基本架構?！?/p>

根于上述研究，在論文中提出城市大腦的定義：城市建設基于互聯(lián)網(wǎng)的類腦化進程，將逐步形成自己中樞神經(jīng)系統(tǒng)（云計算），城市感覺神經(jīng)系統(tǒng)（物聯(lián)網(wǎng)），城市運動神經(jīng)系統(tǒng)（工業(yè)4.0），城市神經(jīng)末梢發(fā)育（邊緣計算），城市智慧的產(chǎn)生與應用（大數(shù)據(jù)與人工智能），城市神經(jīng)纖維（通訊技術）。以此為基礎形成城市的兩個核心功能：第一是城市神經(jīng)元網(wǎng)絡系統(tǒng)(城市大社交網(wǎng)絡），實現(xiàn)城市中人與人，人與物，物與物的信息交互。第二是城市大腦（云腦）的云反射弧，實現(xiàn)城市服務的的快速智能反應?；谏鲜鲱惞δ芡苿映鞘兄腔鄣牟粩噙M步，這樣類腦城市建設架構稱之為城市大腦。

2016年10月，阿里巴巴提出城市大腦和阿里ET大腦，并與2017年11月成為首批國家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺---“依托阿里云公司建設 城市大腦 國家新一代人工智能開放創(chuàng)新平臺”，2016 年的杭州云棲大會上，城市大腦首次對外公布。阿里巴巴集團技術委員會主席王堅在介紹城市大腦時表示：“城市大腦的內(nèi)核采用阿里云人工智能 ET 技術，可以對城市進行全局實時分析，自動調(diào)配公共資源，修正城市運行中的缺陷，成為治理城市的超級人工智能?！?/p>

2018年4月，阿里云人工智能首席科學家閔萬里在接受新浪科技專訪提到“城市大腦要搭建的是整個城市的人工智能中樞，而非是建設城市的手或者腳，不要打著大腦的名義去賣硬件，去鋪設更多的攝像頭，去賣前端的安防設備這些東西。

2018年7月，阿里云創(chuàng)始人王堅博士在TechCrunch 2018 國際創(chuàng)新峰會上提到：“很多人在聽城市大腦的時候第一反應就覺得是模仿人的大腦，這一點有失偏駁，‘Brain’這個詞不是人類專屬的詞，因此，City Brain 就是一個城市的大腦，和人類大腦沒有任何關系?！彼a充道：“機器模仿人叫做人工智能，但城市進化到今天，有了自己一套智能體系的時候，人工智能這個叫法就很片面，所以城市大腦的智能更應該稱為‘機器的智能’，這不是一個城市模仿一個人的智能，就像昆蟲的智能不需要模仿人的智能是一個道理?！?/p>

從上述城市大腦研究可以看出，目前在城市大腦的建設路徑存在兩種不同的意見，一條是依托人類大腦模型構建城市大腦，另一條是依托企業(yè)云計算形成城市人工智能巨系統(tǒng)，對于第二條城市大腦的發(fā)展路徑，我們認為可能存在的3個誤區(qū)：

第一個誤區(qū)是認為城市大腦是AI體統(tǒng)，而不是類腦巨系統(tǒng)，會忽視城市大腦真正的核心-類腦神經(jīng)元網(wǎng)絡和真正重要的動力-群體智慧的發(fā)揮。

如果不能用大腦模型構建和研究城市大腦，就無法發(fā)現(xiàn)城市大腦的核心是類腦神經(jīng)元網(wǎng)絡的建設，而不是依托云計算形成的人工智能系統(tǒng)。2008年IBM提出智慧城市的建設，正是由于不能很好的把城市的各個要素，包括企業(yè)，政府，車輛，居民，樓房，管道，電力等等鏈接在一起，用類腦神經(jīng)元網(wǎng)絡的方式進行運轉，才導致后來10年里得不到大的發(fā)展。人工智能系統(tǒng)在原來的智慧城市中已經(jīng)存在，如果在新的城市大腦中還把AI放到首要位置，會繼續(xù)犯下IBM曾經(jīng)犯下的錯誤，只有當城市被類腦神經(jīng)元網(wǎng)絡鏈接后，AI系統(tǒng)才有用武之地。而且要著重指出，除了AI系統(tǒng)，城市中各個領域的專家和民眾形成的群體智慧在城市大腦的運轉和決策中也起到很大的作用，譬如發(fā)生火災，出現(xiàn)犯罪，爆發(fā)自然災害，不能只讓AI系統(tǒng)處理，還需要城市領導和專業(yè)人士的介入和決策，而群體智慧與AI的結合必須通過類腦神經(jīng)元網(wǎng)絡才能實現(xiàn)。這一點在一些城市的實踐中已經(jīng)意識到這個問題，譬如2018年2月，上海市就提出了建設以類腦神經(jīng)元網(wǎng)絡為基礎的城市大腦計劃。

第二誤區(qū)是拒絕用大腦模型分析城市大腦的架構，會忽視城市大腦另一個重要的智能機制-云反射弧機制，正是由于類腦神經(jīng)元網(wǎng)絡，感覺神經(jīng)系統(tǒng)，運動神經(jīng)系統(tǒng)在城市建設的發(fā)育，云反射弧才得以形成。

城市的云反射弧的建設，是智慧城市建設第二個最重要的因素，只有用人類大腦模型分析智慧城市建設，才能區(qū)分出城市神經(jīng)元網(wǎng)絡，感覺神經(jīng)系統(tǒng)，運動神經(jīng)系統(tǒng)，神經(jīng)纖維，神經(jīng)末梢的發(fā)展特征，由此一個城市的反射弧架構才能出現(xiàn)。城市云反射弧反應出一個城市在提供各種智慧相關服務，處理城市各種問題過程中的種類和反應速度，城市云反射弧的種類越多，反應速度越快，其智慧程度也會越高。例如包括安防云反射弧，金融云反射弧，交通云反射弧，能源云反射弧，教育云反射弧，醫(yī)療云反射弧、旅游云反射弧、零售云反射弧……

智慧城市中已經(jīng)出現(xiàn)很多神經(jīng)反射弧案例，例如無錫消防部門開始利用家庭火災遠程監(jiān)控和救助系統(tǒng)，它的工作過程就是一個典型的基于互聯(lián)網(wǎng)云腦的城市神經(jīng)反射弧。當發(fā)生火災或其它緊急事件時，探測器發(fā)出報警信號，火警信息將通過GPRS傳輸?shù)饺?19火災調(diào)度指揮中心，當119在接到報警后,第一時間趕赴現(xiàn)場開展救助。如果拒絕用大腦模型分析城市大腦的架構，上述城市大腦重要的機制就很難重視和描述。

第三個誤區(qū)是忽視城市大腦的類腦特征，會孤立的看待城市大腦的建設，無法將各個城市大腦有機統(tǒng)一起來。

從城市大腦的起源看，它并不是作為一個獨立的系統(tǒng)存在，而是由于互聯(lián)網(wǎng)向類腦模型進化時，與城市建設結合的產(chǎn)物，因此城市大腦是互聯(lián)網(wǎng)大腦模型的組成部分和神經(jīng)節(jié)點。在實際應用中，城市大腦建設者需要考慮城市大腦之間的互補和協(xié)同效應，如何通過更高一級的互聯(lián)網(wǎng)大腦架構形成聯(lián)動，這個問題可以從如下三個方面進行研究。

第一 城市大腦的神經(jīng)中樞等系統(tǒng)可以在其他城市建設

城市大腦建設也就是一個城市的中樞神經(jīng)系統(tǒng)建設，它通過服務器，網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，神經(jīng)元網(wǎng)絡（大社交網(wǎng)絡），大數(shù)據(jù)和基于大數(shù)據(jù)的人工智能算法對城市大腦的其他神經(jīng)系統(tǒng)進行控制。但一個城市的神經(jīng)中樞系統(tǒng)，也就是它的云計算軟硬件設施包括大數(shù)據(jù)很可能在另外一個城市，比如北京城市大腦的中樞神經(jīng)系統(tǒng)可以建設到貴州省。

第二 城市大腦的神經(jīng)元網(wǎng)絡可以連接到其他城市的人和物

城市大腦的神經(jīng)元網(wǎng)絡其范圍不會只局限在這個城市的地理范圍內(nèi)，而往往會擴大到其他城市甚至是不同大洲之間，譬如由于城市勞務輸出，城市之間的工程協(xié)同管理，城市工作人口通過互聯(lián)網(wǎng)導致的世界范圍化，這些情況，就會讓城市大腦的類神經(jīng)元網(wǎng)絡擴大到城市以外。

第三 城市大腦云反射弧可以跨越城市邊界，在幾千或上萬公里實現(xiàn)反射

與人腦的反射現(xiàn)象向對應，城市大腦的云反射弧的建設，反應出一個城市在提供各種智慧相關服務過程中的種類和反應速度。由于城市大腦的神經(jīng)元和中樞神經(jīng)系統(tǒng)不局限在城市內(nèi)部，因此城市大腦的云反射弧也往往會在全國甚至世界范圍內(nèi)展開。

關于城市大腦建設兩條發(fā)展路線和3個誤區(qū)的探討，是希望發(fā)揮理論研究的作用，為產(chǎn)業(yè)實踐少走彎路做出提醒和建議，但理論研究也必須與實踐結合，通過不斷的碰撞，修正和探討共同推動中國在這個領域的深入發(fā)展。

• 劉鋒：互聯(lián)網(wǎng)進化論作者 計算機博士