多机协同智能发展战略研究

多个自主智能系统通过信息、行为交互构成的多机协同智能,代表着未来智能系统的必然发展趋势,是我国新一代人工智能规划部署的主攻方向,也是支撑国防、社会安全的核心技术和推动制造业由大到强的必由之路。开展突破多机协同智能技术发展研究,对于推动我国军事智能、智能产业高质量发展、加快工业转型升级具有重要意义。本文基于多机协同智能系统当前面临的难以适应复杂任务这一挑战,从基础理论和核心关键技术两个层面出发,系统地梳理了多机协同智能的研究现状,分析了制约基础理论与关键技术发展的主要瓶颈性问题,并以多机协同智能制造为典型应用,剖析理论与技术发展中存在的问题。研究认为,多机协同智能将朝着人机群组智能的方向发展,为抢占发展先机,需及早布局人机群组智能的基础理论探索,加速核心技术突破,并加快应用示范。

协同治理视角下国土空间规划实践与思考——以江苏为例

国土空间规划是完善现代化治理手段、提升空间治理能力、推动区域协同发展的重要工具。在总结跨地区、全流程、多主体的协同治理框架下,基于江苏省市县国土空间总体规划多层次同步编制的实践,探讨国土空间总体规划推动区域协同治理的有效路径。跨区域协同治理通过城市定位协同、生态环境治理协同、交通协同、市政基础设施协同、文化协同等手段,实现不同空间协同治理目标的落实;全流程协同治理通过建立常态化沟通磋商机制,实现省市县的纵向传导反馈和多部门、多条线的横向寻求共识,化解跨界地区矛盾;多主体协同治理侧重制度建构,保障行政力、市场力和社会力的多元参与。

数智时代人机协同的研究现状与未来方向

数智时代因人机协同情境的普遍存在而出现新的决策范式。本专栏旨在促进学者研究与人机协同中的管理决策与组织行为有关的重要问题。尽管在20世纪人工智能的起始阶段学者注意到人与机器共同决策的重要问题,但因人工智能技术在很长时间内没有取得重要突破而没有被继续关注。伴随着人工智能的广泛应用以及认知科学在过去几十年取得的长足进步,学界研究人机协同中的决策和行为问题有了丰富的数据、场景、理论和方法。同时,实践界对于人机协同的新现象还存在认识上的不足和适应性困难,阻碍了企业和组织成员借助数智技术实现智能增强。本文总结了在商业与管理、计算机和心理学领域的学者所从事的有关人们对于机器算法的信任或依赖的研究,特别介绍了在企业情境下开展的人机协同研究。在简要介绍本专栏收录的七篇文章的主要研究发现后,我们指出了未来人机协同研究的重要方向,旨在倡导学界同行开展深入的研究,既能够建立数智化情境下的人机协同理论,又为中国企业顺利实现数智化转型提供参考。

智慧学习环境中的人机协同设计

作为教育数字化转型的首要任务,智慧学习环境建设过分强调技术之于教育的能力,而忽略教育主体的价值与地位,涌现出场景割裂、数据孤岛等问题。人机协同旨在充分发挥人与机器的优势,弥补彼此的劣势,成为指导智慧学习环境创设与优化的最优解。研究将人机协同视为智慧学习环境设计的基线思维,构建了由数据模型层、技术支撑层和场景应用层三个层级,包含场景、数据、模型、资源、工具与服务等六个要素的智慧学习环境概念模型。基于普瑞斯的人机功能分配决策矩阵理论,提出了AI讲师、执行型AI+人类助手、伙伴型AI+人类同侪、助教型AI+人类教练、人类导师等五种人机协同模式。在此基础上,研究制定了智慧学习环境各层级的设计原则,分析了数据模型层的决策协同设计、技术支撑层的交互协同设计和场景应用层的流程协同设计,讨论了人机协同模式中人机互信和价值对齐的建构策略,以期指导智慧学习环境中的人机协同设计。

“双减”背景下课后服务协同治理的现实困境与纾解策略

课后服务是深入推进“双减”政策的重要制度补充和保障,从“自上而下”的行政推动走向“上下互动”的协同治理是提升课后服务质量的必然选择。课后服务协同治理的核心是通过“价值共识—权力配置—行动网络—制度支持”四维联动,重构政府、学校、社会、家庭等多元主体之间的新型关系,协同推进课后服务质量的提升。基于课后服务协同治理分析框架发现,当前课后服务协同治理存在价值目标分离、多元主体权责模糊、协同合作机制缺位、制度保障供给不足等问题。课后服务协同治理应构建以公共利益为核心的目标导向,重构政府主导、学校主阵地、家庭主人翁、社会积极参与的多元治理主体权责关系,搭建合作、互动、协商的行动网络,持续增加资源、制度供给创新,构建良好的课后服务治理生态,助推“双减”走深走实。

生物科学类拔尖创新人才培养多维度协同模式研究与实践

针对高校生物科学类拔尖创新人才培养存在的问题,积极探索生物科学专业知识教育与创新创业教育的深度融合,以及教学资源组织形式和育人模式的改革、融合与创新,构建优秀师资、优质课程体系和高端育人平台,创建以课程引领、科教融合、实践教学、科研训练、竞赛牵引、创新平台为核心的多维度拔尖创新人才培养模式,走出了“多维协同、追求卓越”的人才培养之路。通过推进实施该模式,湖南大学生物学院在拔尖创新人才培养方面取得了良好成效,可为国内外其他高校提供有益的启示和借鉴。

人工智能医学教育应用研究的国际图景与趋势

运用文献计量学方法,基于近10年来Web of Science(WoS)数据库中的人工智能医学教育应用研究相关文献,开展关联、聚类、突变等可视化分析,探究国际人工智能医学教育应用研究现状、研究热点和发展趋势,发现机器人辅助手术培训、智能评价反馈系统和智能虚拟仿真系统是国际人工智能医学教育的研究热点,其研究演进遵循从标准化到个性化、从实体空间到虚实融合、从关注独立思考到人机协同决策这一脉络,以期为我国人工智能医学教育研究工作者提供参考和情报支持。

面向复杂工况的液力变矩器与变速箱效能优化协同控制策略

针对工程机械在复杂工况下能源利用率不高的问题,提出了一种液力变矩器与变速箱效能优化协同控制策略。首先,在装载机功率与力学平衡的基础上,构造了基于牵引性能理论的装载机动力传动系统仿真平台,并通过装载机循环工况采集到的实验数据验证了其有效性和可靠性;其次,基于发动机与液力变矩器台架实验,研究了ZL50型装载机的牵引特性,对比了其在起步、举升、铲掘、匀速4种不同牵引阶段的动力性能,分析了液力变矩器的闭锁点对装载机动力性、平顺性和经济性的影响;最后,提出了面向复杂工况的液力变矩器与变速箱效能优化协同控制策略,并对优化前后的装载机效能进行了对比分析。研究结果表明:在相同的V型循环工况下,采用所提出的控制策略,装载机等油耗输出能量从372.69 kW·h·mL^(-1)提高到420.51 kW·h·mL^(-1),整机效能提高了约12.8%。所提策略可为大型工程机械传动效率低、燃料消耗大、污染排放严重等问题提供解决方案。

中德农业科技创新合作现状、问题及建议

国际农业科技合作不仅为世界各国创新发展积累经验,而且也推动了新知识与新技术的广泛传播和应用,并为经济增长和可持续发展寻找新动能,造福全人类。在中共二十大报告中,将扩大国际科技交流合作与加强国际化科研环境建设作为重点强调内容。德国作为农业科技强国,农业科技在许多领域都处于世界较为领先地位。中国作为世界农业大国,其农业科技发展水平与世界农业强国还存在一定差距。中德两国具有良好的农业科技合作基础,促进和加强两国不同创新主体之间的创新合作,既符合两国国际科技合作战略目标,又有利于共同应对和解决区域性和全球性重大农业挑战问题。为此,首先系统梳理了两国农业科技发展特点及合作基础,在此基础上,着重分析了促进和加强双方在农业科技创新领域合作的现实需求以及现有合作中存在的一些问题,最后,针对上述问题,从项目管理、合作成果考核评价、相关利益方参与度、资助模式以及中德农业科技创新平台功能挖掘等角度提出了双方在农业科技创新领域加强合作的对策建议,以其为两国未来农业科技创新合作机制的深入探索与思考提供借鉴与参考。

考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法

“双碳”目标下,我国电力系统亟需深度脱碳转型,传统以煤电为主的电力能源结构将发生根本性转变。研究火电机组的有序退出,实现安全、经济的低碳化转型是新型电力系统建设的重要课题。为此,该文提出一种考虑火电有序退役的源-网-储协同多阶段规划方法,在保证绿色、安全新型电力系统建设的基础上,提升电力系统低碳化转型经济效益。首先,建立可考虑火电机组退役的源-网-储协同多阶段规划模型。然后,设计模型线性化及求解加速方法提高模型运行效率。最后,以HRP-38测试系统为典型算例,提出在碳排放限额约束及新能源占比逐渐提高共同影响下的火电发展及退役路径,并从惯量需求等角度评估含火电机组有序退役的多阶段规划模型的有效性。

人机协同的大学生个性化教育评价方法研究

大学生个性化培养是实现因材施教人才培养目标的重要内容,而个性化教育的智能化评价是衡量培养质量的有效手段,更是智能技术与教育结合的必然要求。针对传统个性化教育评价中数据采集获取难、评价过程环节多、指标数据粒度粗、实时反馈效果差,难以应对规模化、过程性、全方位、个性化发展评价难题,提出人机协同的大学生个性化教育评价方法。首先明确了人工智能技术赋能个性化教育评价的内容,然后提出了人机共建个性化教育评价指标体系与人机协同实施过程,最后展示了人机协同个性化教育评价的典型案例。人机协同的智能化评价手段,具有全天候、超时长的服务能力,可大幅提升评价的效率与质量,是新时代教育评价改革成功的重要手段,是实现教育评价现代化的有效途径。

面向云边端协同的多模态数据建模技术及其应用

云边端协同架构中数据类型多样,各级存储资源与计算资源存在差异,给数据管理带来新的挑战.现有数据模型或者数据模型的简单叠加,都难以同时满足云边端中多模态数据管理和协同管理需求.因此,研究面向云边端协同的多模态数据建模技术成为重要问题.其核心在于,如何高效地从云边端三层架构中得到满足应用所需的查询结果.从云边端三层数据的数据类型出发,提出了面向云边端协同的多模态数据建模技术,给出了基于元组的多模态数据模型定义,设计了6种基类,解决多模态数据统一表征困难的问题;提出了云边端协同查询的基本数据操作体系,以满足云边端业务场景的查询需求;给出了多模态数据模型的完整性约束,为查询优化奠定了理论基础.最后,给出了面向云边端协同多模态数据模型的示范应用,并从数据存储时间、存储空间和查询时间这3个方面对所提出的数据模型存储方法进行了验证.实验结果表明,所提方案能够有效地表示云边端协同架构中的多模态数据.

人机协同:体育赛事裁判模式的转型与建构

作为主流体育赛事裁判模式的机器辅助裁判模式,受限于对体育赛事流畅性的追求,在实现体育赛事裁判的价值方面产生以下困境:在事实层面动摇公正性价值;在机器运算过程中破坏公开性价值;在运动员权利保障方面损害公平性价值。基于人工智能的技术能力,在人机协同裁判模式下,体育赛事流畅性与裁判价值的矛盾可以得到化解。为建立人机协同裁判模式,建议:承认人工智能具有裁判资格,使其享有独立作出判罚的权力;改进算法决策的内在缺陷,抵御算法决策的外在干扰;通过区分事实性判罚与非事实性判罚,在事实性判罚中改变机器设备的辅助定位,构建类似于“两审终审暨审判监督制度”的人机协同裁判模式。

长江经济带水生态环境治理区域协同立法的检视及完善途径

为充分发挥法律对区域环境发展和利益协调的保障作用,基于长江经济带水生态环境治理现状对部分省市已出台的相关规范性文本进行了梳理。结果表明,各地采取的立法模式主要以松散型立法模式为主,尚存在松散型立法模式与水生态环境治理需求不匹配、区域间主体协调机制未建立、协同立法后评估和清理工作机制不完善等问题。因此提出了将现有的松散型立法模式转变为紧密型立法模式,构建区域协同立法利益协调机制和完备协同立法后评估和清理机制等长江经济带水生态环境治理区域协同立法的完善路径。

智能采煤机器人关键技术

采煤机是综采工作面的核心装备,研发智能采煤机器人是实现综采工作面智能化的关键。综合分析当前采煤机机器人化研究进程中的传感检测、位姿控制、速度控制、截割轨迹规划与跟踪控制等技术的研究现状,提出研发智能采煤机器人必须破解的“智能感知、位姿控制、速度控制、截割轨迹规划与跟踪控制、位-姿-速协同控制”五大关键技术,并给出解决方案。针对智能感知问题,提出了构建智能感知系统思路,给出了智能采煤机器人智能感知系统的架构,实现对运行状态、位姿、环境等全面感知,为智能采煤机器人安全、可靠运行提供保障;针对位姿控制问题,提出了智能PID位姿控制思路,给出了改进遗传算法的PID位姿控制方法,实现了智能采煤机器人位姿精准控制;针对速度控制问题,提出了融合“力-电”异构数据的截割载荷测量思路,给出了基于神经网络算法的截割载荷测量方法,实现了截割载荷的精准测量;提出牵引与截割速度自适应控制思路,给出了人工智能算法牵引与截割速度决策方法和滑模自抗扰控制的牵引与截割速度控制方法,实现了智能采煤机器人速度精准自适应控制;针对截割轨迹规划与跟踪控制问题,提出了截割轨迹精准规划思路,给出了融合地质数据和历史截割数据的截割轨迹规划模型,实现了截割轨迹的精准规划;提出了截割轨迹精准跟踪控制思路,给出了智能插补算法的截割轨迹跟踪控制方法,实现了智能采煤机器人截割轨迹高精度规划与精准跟踪控制;针对“位-姿-速”协同控制问题,提出了“位-姿-速”协同控制参数智能优化思路,给出了基于多系统互约束的改进粒子群“位-姿-速”协同控制参数优化方法,实现了智能采煤机器人智能高效作业。深入研究五大关键技术破解思路,有利于加快推动研发高性能、高效率、高可靠的智能采煤机器人。

长江中下游城市内涝与雨季污染协同治理对策

针对长江中下游城市内涝与雨季污染协同治理的突出问题,对城市水安全、雨季水体返黑返臭风险和河湖水生态退化三方面存在的问题进行了论述。发现长江中下游城市河网密度高、降水量大、暴雨多发,同时人口密集、经济发展水平高,内涝、污染、生态退化等水问题突出;城市内涝频发,雨季污染造成某些城市水体局部返黑返臭,严重影响城市水环境品质,成为制约长江中下游城市绿色发展的重要瓶颈问题。提出了建立三级内涝协同防治体系、构建城市“绿-灰-蓝”设施耦合工程体系、协同推进水体品质提升与生态修复等建议。

差序协同:跨域环境治理多元主体的合作图式

中国式现代化是人与自然和谐共生的现代化。伴随中国式现代化向纵深推进,跨域环境治理在复杂的主体利益关系模式下表征为圈层嵌套式的差等网络结构与级序行动逻辑,即差序协同模式。从环境污染正在经历的由局部向广域转变的解域化过程来看,差序协同既源自于跨域环境治理知识生产者与接受者的分离,又归因于权力结构内部权力主客体的互动关系。受此影响,跨域环境治理极易陷入过密治理与试点空转以及制度悬浮与行为失调的藩篱与窠臼,由此阻碍“制度—效能”转化,以致“局部有效而整体失效”“有组织的不负责任”样态此起彼伏。为达到“收放自如,进退裕如”的国家治理高度,就我国跨域环境治理体系而言,我们应将政府、市场与社会视为一个抽象的连续体,并以链式思维消解行政替代困境和自治缺位困境。

基于行企校协同育人的无人机应用技术专业人才培养模式研究

针对无人机技术高速迭代、专业融合度强及创新要求高的行业特征,为解决高职无人机应用技术专业培养目标与规格更新不及时,难以支持产业链的纵深发展的问题,构建行企校多元主体办学的格局,积极探索现代学徒制试点,发挥协同育人功效,从专业布局、培养体系、课程设置、课堂教学、教学资源和师资队伍等方面进行全面系统改革,分级分类培养会装、会飞、能应用和能创新的“两会两能”的全产业链高质量复合型技术技能人才,助力我国无人机行业发展。

打造产教融合新空间:市域产教联合体建设的理论基础、原则与优化路径

创新搭建产教融合平台载体,形成地方政府、产业园区、高校、企业、科研院所等多元行动主体创新互动、人才共培、成果同享的共生空间,完善校政企协同“以教促产、以产助教”机制,是深化现代职业教育体系改革的重要举措,更是创新驱动发展战略和区域协调发展战略对职业教育提出的新要求和新方向。市域产教联合体应以产业园区为基础,以价值共创、多元共生、文化共塑为原则,形成主体共识、实现多元治理、推动联合协同,打造增强职业教育服务区域高质量发展的多主体共同成长、边界突破、场景驱动的异质行动者产教融合新空间。