近日，由“自然資源部智慧人居環(huán)境與空間規(guī)劃治理技術(shù)創(chuàng)新中心”主辦，騰訊云計(jì)算（北京）有限責(zé)任公司、清華大學(xué)建筑學(xué)院、清華同衡規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院聯(lián)合承辦的“超大城市智能化轉(zhuǎn)型的未來展望——數(shù)字孿生賦能空間治理”年度學(xué)術(shù)研討會(huì)，在騰訊北京總部成功召開。中國工程院院士、德國工程科學(xué)院院士、瑞典皇家工程科學(xué)院院士、同濟(jì)大學(xué)吳志強(qiáng)教授在會(huì)上作了題為《眾腦：超大城市決策智伴》的主題報(bào)告。
（以下為整理后的報(bào)告全文）
超大城市是一個(gè)以人民為中心、多元化、立體化的復(fù)雜系統(tǒng)，因此對(duì)現(xiàn)階段城市治理中的人工智能技術(shù)也提出了更高的要求，從人機(jī)合作的智能走向多媒體的智能。吳志強(qiáng)院士首次提出“城市眾腦”的概念，通過向社會(huì)群落學(xué)習(xí)來架構(gòu)城市的智能化結(jié)構(gòu)，形成更高程度的智慧化來破解超大城市治理的難題。“城市眾腦”模型有主腦、副腦、分腦和端腦，通過大量社會(huì)群落相互之間的配合，真正實(shí)現(xiàn)從城市“管理”走向城市“治理”。
一、城市眾腦概念的提出
早在2006年世博會(huì)期間Smart City的概念就被提出，在構(gòu)思期間即明確了其4個(gè)根本的性質(zhì)——能感知、能判斷、能反應(yīng)、能學(xué)習(xí)。在世博會(huì)的場地嘗試運(yùn)行Smart City的時(shí)候，實(shí)際上就是按照怎么讓生活更美好的未來城市愿景導(dǎo)向開展的。
從AI的發(fā)展歷程來看，1940年代AI開始向神經(jīng)元系統(tǒng)學(xué)習(xí)，1980年代AI開始向人腦學(xué)習(xí)，1990年代AI開始向同質(zhì)群落學(xué)習(xí)（Swarm Intelligence），到了2020年代我們提出AI向社會(huì)群落學(xué)習(xí)如何組織、協(xié)同、行動(dòng)，形成超越一個(gè)大腦的多大腦群落智慧模式——城市眾腦。與前一階段的同質(zhì)群落學(xué)習(xí)不同的是，同質(zhì)群落學(xué)習(xí)的目標(biāo)是低級(jí)生物群落，其判斷力相對(duì)簡單，行動(dòng)具有被動(dòng)性、同質(zhì)性、瞬時(shí)性；而眾腦的學(xué)習(xí)對(duì)象是社會(huì)群落，具有學(xué)習(xí)性、主動(dòng)性、行為異質(zhì)性和預(yù)見性。也就是說，眾腦不僅僅是一個(gè)大腦，也不止一群具有同質(zhì)行為的大腦，而是具有判斷力的異質(zhì)大腦協(xié)調(diào)運(yùn)作，共同完成群體學(xué)習(xí)和協(xié)同決策過程，即各腦可以獨(dú)立運(yùn)行但又相互配合實(shí)現(xiàn)分布式協(xié)同決策，也就是社會(huì)智能。
城市眾腦系統(tǒng)由主腦、輔腦、分腦、端腦構(gòu)成，其中主腦負(fù)責(zé)城市重大問題；輔腦為主腦提供制定決策的依據(jù)；分腦在不同系統(tǒng)中進(jìn)行自主決策，為輔腦提供有效信息；端腦在城市感知末端，直接完成決策。
城市眾腦模型涵蓋城市決策者、管理者、訪問者、投資者、經(jīng)營者、就業(yè)者六方主體，這六者在眾腦系統(tǒng)中各自獨(dú)立運(yùn)作，又相互連接，形成一套完整體系。每個(gè)主體模型都可以感知、學(xué)習(xí)、反應(yīng)和判斷，群體交互，保障整體平衡發(fā)展下的各方利益持續(xù)發(fā)展。各系統(tǒng)在同一個(gè)空間底座上就會(huì)信息交互，預(yù)判他方?jīng)Q策，各方長短板可以進(jìn)行智能互補(bǔ)協(xié)同。
二、城市眾腦發(fā)展與實(shí)踐
“城市眾腦”的協(xié)同治理模式通過“和板理論”來闡述——將城市能力比做桶能裝水的能力，每一個(gè)桶都有自己的短板，用一個(gè)城市多余的長板去補(bǔ)其他城市的短板，每一個(gè)城市單元的短板得到補(bǔ)充、長板得到外延，城市治理達(dá)到最高效，城市集群的創(chuàng)新力、生命力得到增強(qiáng)。通過基于和板理論的人工智能要素配置，導(dǎo)入國際樣本，學(xué)習(xí)世界級(jí)城鎮(zhèn)群聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，研究提出長三角城市創(chuàng)新集群智能配置決策系統(tǒng)，即對(duì)長三角城市進(jìn)行了創(chuàng)新力長短板研判以及科創(chuàng)集群智能配置決策?；谥悄苣Ｐ湾噙x出城市創(chuàng)新六大關(guān)鍵要素；使用AI學(xué)習(xí)國際樣本與歷史數(shù)據(jù)中這六大關(guān)鍵要素和城市創(chuàng)新力之間的內(nèi)在聯(lián)系，智能診斷長三角41個(gè)城市相對(duì)創(chuàng)新的長板與短板。
明確長短板后，提煉歸納出三種城市間創(chuàng)新合作發(fā)展方式：同板強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)盟、異板強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)盟和異板互補(bǔ)聯(lián)盟。同板強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)盟幫助城市和具有相同或相似長板的其他城市進(jìn)行組合配置；異板強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)盟幫助城市和具有其他長板的城市組合；異板互補(bǔ)聯(lián)盟幫助城市用自己的長板補(bǔ)足其他城市對(duì)應(yīng)的短板、自身的短板也由其他城市的對(duì)應(yīng)長板來補(bǔ)充組合配置。綜合上述三種創(chuàng)新合作發(fā)展方式，研究創(chuàng)新性地提出了一種基于綜合創(chuàng)新鏈的城市科創(chuàng)集群智能配置決策系統(tǒng)，可以用于輔助城市的創(chuàng)新關(guān)鍵要素配置、城市間聯(lián)盟合作方式等決策的制定。以上海為例，上海最適宜做長三角其他城市異板強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)盟的合作者，其次為同板聯(lián)盟，主要合作城市是蘇州、杭州和嘉興。
三、城市眾腦模型研究方向與展望
AI正在進(jìn)入社會(huì)智能時(shí)代，眾腦將廣泛應(yīng)用于城市、制造、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)和教育等領(lǐng)域。如圖所示，左邊通過大數(shù)據(jù)智能、群體智能、跨智、增強(qiáng)混合智能到自主智能，右邊是人工智能的城市、人工智能的制造、醫(yī)療人工智能、農(nóng)業(yè)人工智能和教育人工智能。這就是中國工程院提出來的“人工智能2.0方案”，現(xiàn)在還可以告訴大家：我們又在往前走，走到大腦、走到群腦、走到社會(huì)智能。通過社會(huì)智能，我們可以學(xué)習(xí)更多的主腦、輔腦、分腦、端腦來配置。
大家都覺得一個(gè)腦子了不起，那假如一群腦子呢？這就是我們今天說的“眾腦”結(jié)構(gòu)，大家可以試驗(yàn)一下，假如是9個(gè)手機(jī)放在邊上，讓1個(gè)手機(jī)發(fā)出指令，然后看看9個(gè)手機(jī)會(huì)怎樣協(xié)同，相互之間如何自行動(dòng)、自思索、自反應(yīng)、自思考，然后又去組織協(xié)同整個(gè)系統(tǒng)，這就是我們規(guī)劃人特別需要思考的一個(gè)內(nèi)容。目前“眾腦”模型開放了異質(zhì)大腦群落的協(xié)同，每一個(gè)都是自主學(xué)習(xí)、每一個(gè)自主學(xué)習(xí)還要學(xué)習(xí)別人，知道別人預(yù)見可預(yù)見的后果，預(yù)見了別人的行為，然后自己如何協(xié)同、相互之間如何來開啟。這都是一個(gè)新的時(shí)代的特征。應(yīng)該說，我們正逐步從AI的個(gè)體學(xué)習(xí)，走到了AI的社會(huì)學(xué)習(xí)這樣一個(gè)新的賽道。
目前鵬城實(shí)驗(yàn)室正在訓(xùn)練我們的三種學(xué)習(xí)模式的眾腦：
第一種模式，一機(jī)學(xué)社會(huì)。整個(gè)社會(huì)場景，通過一個(gè)機(jī)器同時(shí)學(xué)習(xí)六個(gè)單位；從決策者到經(jīng)營者、到管理者、投資者、使用者、訪客他們的行為，一個(gè)機(jī)器來學(xué)習(xí)、訓(xùn)練。
第二種模式，各機(jī)學(xué)社會(huì)。每一個(gè)決策都有自己獨(dú)立的機(jī)器，學(xué)完之后相互之間再協(xié)同。
第三種模式，聯(lián)機(jī)學(xué)社會(huì)。通過協(xié)同機(jī)對(duì)六方主體進(jìn)行學(xué)習(xí)，聯(lián)機(jī)學(xué)習(xí)的時(shí)候，相互之間有更高效的鏈接。
我們今天談到AI從個(gè)體學(xué)習(xí)走向社會(huì)學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變，眾腦模型將是對(duì)超大城市群落協(xié)同發(fā)展的一次革命性提升，讓這些群落形成規(guī)范的、規(guī)矩的、共同的行為理念和行為準(zhǔn)則的時(shí)候，即是一個(gè)偉大的革命誕生之時(shí)。
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