“群智感知”探索未来城市新生活

赵珍 中国青年报·中国青年网记者 孙海华

城市路网是畅通还是拥堵，如何第一时间获悉，并快速对人流、车流进行引导分流？遍布城市的公共设施，怎样才能以最低成本、最高效率获知它们出现了损坏？一旦有突发事件，或是安全事故，又该如何有效取证？甚至是要了解某一城区的消费者，是否更加偏爱某些特定的类型产品？……记者在采访中获悉：这些和我们衣食住行息息相关的问题，其实都可以通过“群智感知”技术有效解决。

近期，在“微软学术（Microsoft Academic）”的“群智感知（crowd sensing）”科研机构排名中，西北工业大学位列全球第一。美国纽约州立大学布法罗分校、美国伊利诺伊大学香槟分校则分列第二、第三名。

与此同时，一款由西工大在全球率先研发通用的“群智感知操作系统平台”——CrowdOS也正式发布。这一平台，支持群智任务敏捷发布、复杂任务高效分配、多粒度隐私保护等核心功能。

更加令人欣喜的是：基于这一平台，西工大已与其所在西安市的相关部门展开城市精细化管理、公共安全等领域的应用探索，以期能大规模提高城市和社会治理的效率和质量，降低人工维护成本。

先来了解一下，我们是如何“感知”一座城市的？就像人需要通过视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等来感知周边环境一样，城市管理者也需要通过各种工具或终端，来感知城市安全、交通、环境等的变化，这样才能更好地维护城市安全，开展城市管理。

城市感知的任务，范围广、规模大、任务重。目前，我们的城市感知系统还主要依赖于安装在城市各处的专业传感设施——如摄像头、空气检测装置等等，不仅覆盖范围受限，投资和维护成本也较高，这使得“智能感知”的效果不佳。

随着城市的快速发展，人们对城市精细化管理的需求，以及对精准化商业服务的需求将越来越高。传统的城市感知系统，已经无法满足社会发展需求。

“近年来，随着计算机科学的突飞猛进，特别是物联网、大数据、人工智能技术的不断突破，群智感知计算逐渐成为计算机学科一个新兴研究热点。”西工大计算机学院院长於志文教授告诉记者：群智感知，是物联网和人工智能相结合的前沿研究方向——它利用大量普通用户使用的移动设备作为基本感知单元，通过物联网和移动互联网进行协作，实现感知任务分发与感知数据收集利用，最终完成大规模、复杂的城市与社会感知任务。

记者了解到：2013年以来，我国多个重点科研计划对群智感知研究进行了重点支持。《国家十三五科技创新规划》《新一代人工智能发展规划》也将智能感知、群体智能列为重点发展方向。

作为国内最早开始在群智感知领域探索的高校之一，2013年，於志文教授便带领团队在国家自然科学重点基金等的支持下，开始了群智感知领域的探索。

2019年9月，团队成员於志文（右三）教授、郭斌（左三）教授和同学们在英国伦敦参加国际普适计算顶级会议。西北工业大学供图

事实上，在当时的几乎同一时间，世界上许多高校、科研单位也都开始了群智感知领域的研究。经过近7年不懈探索，凭借着团队的力量，西工大已在群智感知领域建立起了一套较为完整的基础理论，取得了一系列创新成果。

不仅如此，团队还在基础理论之上研发出了一套CrowdOS系统平台。“这套系统软件是完全公开、公益的。”於志文教授介绍：目前，世界各地的研究者只要登录www.crowdos.cn，就能下载CrowdOS。而且，这个平台和安卓系统一样是开放性的，科学家或开发者可以在这个系统上进行修改和二次开发。

“我们希望通过这种方式，推动全球群智感知研究和应用的不断进步。”西工大计算机学院教授郭斌说。呈现于世人面前的CrowdOS平台，蕴含了团队多年以来的在群智感知领域研究的心血。

作为新兴前沿领域，群智感知融合了社会学、行为科学、心理学、物联网、人工智能等多个学科和领域。在完全没有国内外相关研究经验的情况下，团队深入钻研、稳扎稳打，啃下了“复杂群智任务的高效分配”“群智感知节点协作增强”“低质冗余群智数据优选”等理论方法创新的“硬骨头”，从而掌握了群智感知领域的核心技术。

从基础理论到技术方法，再到系统平台，西工大在群智感知领域形成了“全链条式”的研发，并通过和政府部门的合作，在公共安全、城市精准管理等方面开展了应用示范。

这支研发团队，也得到全世界同行的认可和尊重。在微软学术群智感知全球学者的研究论文综合排名中，团队的郭斌教授也名列全球第一。“我们的特点，就是坚持团队合作、扎扎实实，把群智感知中涉及的关键难题一一破解。”西工大计算机学院副教授王亮说。

这是一支充满青春活力的科研团队。西北工业大学供图

多年来，团队研究面向普适计算和物联网领域前沿，重点展开现实世界用户行为感知与理解、群智感知计算、人机共融智能等方向的研究。目前，团队18位主要成员包括多位国家杰出青年科学基金获得者、国家“万人计划”科技创新领军人才、国家“千人计划”专家、教育部长江学者讲座教授、国家“万人计划”青年拔尖人才、国家优秀青年科学基金获得者以及教育部新世纪优秀人才、陕西省青年科技新星，另有博士和硕士研究生80余人。

这支年轻的团队，承担着国家杰出青年基金、973课题、国家自然科学重点基金、国家重点研发专项等国家级重要科研项目10余项，并参与制定国家物联网相关标准。在国际权威学术期刊和会议上发表论文300余篇，SCI收录100余篇。

“下一步，我们将致力于打造群智感知2.0。”於志文说：团队将进一步利用城市里无所不在的人力、能源、信号等资源，探索人机物融合环境下的新型群智感知技术。

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