面向人机物融合的数联网标识解析技术

以数据的深度挖掘与融合应用为主要特征的信息化3.0阶段正在开启,传统静态环境下的软件正向人机物融合环境下开放动态的复杂软件演化.如何在不可信不可控的互联网之上实现全网一体化可信可管可控的数据互联互通是当前亟待解决的难题,以数字对象架构、标识解析技术为代表的数联网技术体系为上述挑战提供了一种可行思路.针对互联网上数据资源共享交换过程中广泛存在的传输效率低、协调成本高、安全管控难等问题,提出面向人机物融合的数联网标识解析技术规范,并基于人机物融合环境中各实体之间数据资源可发现、可获取、可理解、可信任、可互操作等需求,设计实现面向人机物融合的数联网数字对象标识解析协议以及数字对象标识系统.最后,对所实现的数字对象标识系统进行系统测试与评估,并在实际应用场景中对其有效性进行验证.

人机物融合与新型计算人才培养

分析人机物融合时代的特征,针对目前计算机学科机遇与挑战并存的现状,从世界观、价值观、工程能力等方面阐述人机物融合时代新型计算人才培养的方向与要求,从素养、知识和能力等方面说明培养方法。

基于人机物融合数据采集系统的设计与应用研究

文章设计旨在探索和研究一种基于互联网、物联网概念软硬件结合的端到端全双工通信、对等控制。重点是通过无人机和无线通信实现特殊环境下数据的实时采集和控制。设计的技术特点:通过无人机与arduino MEGA 2560单片机的集成,形成4G网络移动服务器,与计算机对等网络实现双向传输控制;打破传统的同步数据采集模式,调用arduino MEGA 2560接口,实现传感器的异步数据采集,并提供较为准确的数据。经实验发现,该人机物融合的数据采集系统可以实现端到端全双工通信、对等控制;与传统系统相比,该系统的丢包率较低,采集结果的精度较高,可以解决多传感器同步并发给主芯片造成巨大负载压力的问题。

论智能物联与未来制造--拥抱人机物融合群智计算时代

智能物联网作为物联网和人工智能深度融合的技术,正成长为一个具有广泛应用前景的新兴前沿领域。智能物联网可实现制造业人、机、物、环境等要素的连接、交互、感知与计算,实现具有自组织、自学习、自适应、持续演化等能力的制造业智慧空间,对促进制造业新模式新业态形成、提高我国制造业生产力和竞争力、推动下一代智能制造变革具有重要意义。本文分析了智能物联网为制造业带来的机遇,阐述了实现人机物融合的群智智能制造所面临的科学和技术挑战,并探讨了新一代人工智能技术如何推动制造业智慧空间构建,最后对新背景下我国智能制造的发展提供建议。

人机物融合计算时代的软件学科

一、讨论的背景过去两年,在科学院的支持下,我们开始软件学科的发展战略,现在已经完成了一个阶段性的成果,所以我想在这里完全从学术的角度谈一谈我们所看到的未来的软件应该是什么样子?我想还是先谈谈背景。我们正在步入一个新的时代,现在不同的人,从不同的视角都在对这个时代进行命名,互联网、互联网+,云计算、大数据合成模式或者是资源,还有智能。

迎接人机物融合泛在计算时代,提升关键软件技术创新与供给能力

1人机物融合泛在计算打开了应用需求的新空间近10年来,云计算、物联网、大数据、人工智能等信息领域技术浪潮风起云涌,推动信息世界、物理世界和人类社会日趋交叉融合,正在逐渐形成万物互联、人机交互、天地一体的泛在计算环境,从而催生人机物融合应用场景不断涌现。一方面,包括汽车、建筑、车间、企业、社区、园区、城市等在内的人机物融合应用场景孕育出一批人机物融合应用需求;另一方面,这些人机物融合应用场景还各自汇聚了一批泛在软硬件异构资源系统,包括计算、网络、感知、数据、服务系统等,正如中国科学院院士吕建所说“应用场景就是计算机”。

泛在操作系统:面向人机物融合泛在计算的新蓝海

面向未来人机物融合泛在计算的新模式和新场景,一类新型操作系统——泛在操作系统(Ubiquitous Operating System,UOS)正在出现并处于探索成型期。人机物融合泛在计算环境多变、需求多样、场景复杂,需要对硬件资源、数据资源、系统平台及应用软件等进行柔性灵活的软件定义,以支持泛在感知、泛在互联、轻量计算、轻量认知、动态适配、反馈控制、自然交互等新应用特征。文章简要梳理操作系统的发展脉络,总结操作系统发展的“20年周期律”,认为随着人机物融合泛在计算时代的到来,操作系统发展的新蓝海已然出现。文章分析了泛在计算新型计算模式与应用需求,阐述泛在操作系统的概念与特点,剖析其面临的技术挑战和创新机遇,分享了对我国发展操作系统的若干认识和思考。

智能物联网:概念、体系架构与关键技术

智能物联网是当前人工智能与物联网技术相融合的产物,正成长为一个具有广泛发展前景的新兴前沿领域,实现从“万物互联”到“万物智联”的演进.在人工智能、边缘计算、物联网、移动嵌入式硬件等技术发展背景下,本文系统性地介绍智能物联网这一新兴方向.它对物联网感知、通信、计算和应用通过人工智能技术赋能,呈现泛在智能感知、云边端协同计算、分布式机器学习、人机物融合等新特征,具有更高灵活性、自组织性、自适应性.本文首先介绍了智能物联网的基本概念特质;其次阐述了智能物联网的体系架构;进一步详细介绍了智能物联网中的研究挑战与关键技术,包括泛在智能感知、群智感知计算、智能物联网通信、终端适配深度计算、物联网分布式学习、云边端协同计算、安全与隐私保护;最后,基于最新研究动态展望了极具潜力的未来研究方向,包括软硬协同终端智能、面向AIoT的智能演进、新一代智能物联网络、动态场景模型持续演化、人机物融合群智计算和通用AIoT系统平台.

数实融合塑造发展新优势:人机物三元融合新形态

在新一轮科技革命和产业变革加速演进的当今时代,加快数字经济与实体经济深度融合(以下简称“数实融合”)是提升产业竞争力、破解社会发展难题的重要途径。数实融合以人机物三元融合为纽带,带来生产要素的增加和不确定性的减少,全过程、全链条渗透于实体经济研发创新、生产制造、协同融合、供给服务等各环节,孕育实体经济系统性变革。着眼未来,数实融合将朝着以人为本的人机物三元融合的新形态发展,推动经济向协同化、服务化、绿色化方向发展。文章建议深化人机物数实融合的理论方法研究、应用示范探索及伦理规范建设,加快构建以人为本的数实融合新形态。

XiUOS矽璓工业物联操作系统开源发布

5月4日,北京大学梅宏院士操作系统团队研发成果XiUOS矽璓工业物联操作系统正式在确实Trustie和木兰开源社区发布。XiUOS(X Industrial Ubiquitous Operating System)矽璓工业物联操作系统是一款面向工业物联场景的泛在操作系统,源自人机物融合计算和第四次工业革命产业需求的碰撞。

网络思维:网络时代计算思维的新发展

分析网络时代计算机科学面临的新挑战,论述网络分析在数据探索这一科学研究新范式中的作用和地位,阐释网络计算的丰富内涵和新形式,揭示网络思维为认识和改造网络世界带来的新发展动力,指出网络思维是计算思维在网络时代的新发展。当代大学生为了有效实现创新和高效社会实践,需要将网络思维与计算思维有机结合。

不确定环境下hCPS系统的形式化建模与动态验证

随着科技的进步,新型复杂系统,例如人机物融合系统(human cyber-physical systems,简称hCPS),已与人类社会生活越来越密不可分.软件系统所处的信息空间与人们日常生活所处的物理空间日渐融合.物理空间内环境的复杂多变、时空数据的爆发增长以及难以预料的人类行为等不确定因素威胁着系统安全.由于系统安全需求的增长,系统的规模和复杂度随之增加所带来的一系列问题亟待解决.因此,在不确定性环境下,构造智能、安全的人机物融合系统已成为软件行业所面临的不可回避的挑战.环境不确定性使得人机物融合系统软件无法准确感知其所处的运行环境.感知的不确定性将导致系统的误判,从而影响系统的安全性.环境不确定性使得系统设计人员无法为人机物融合系统软件的运行环境提供准确的形式化规约.而对于安全要求较高的系统,准确的形式化规约是保证系统安全的首要条件.为了应对规约的不确定性,提出时空数据驱动与模型驱动相结合的建模方式,即通过使用机器学习算法,基于环境中时空数据对环境进行建模.根据安全软件的典型特征,采用动态验证的方式保证系统的安全,从而构建统一而安全的理论框架.为了展示方案的可行性,以自动驾驶车辆与人驾驶的摩托车的交互场景为例说明了在不确定性环境下的人机物融合系统的建模与验证的具体应用.

软件工程人才培养与实践

当前,软件学科已经进人到人机物融合的时代,软件形态发生了深刻变化,复杂性不断增长,培养学生的"解决复杂工程问题能力"变得更为迫切。实践教学在解决复杂工程问题能力培养方面发挥着关键性作用。如何对软件工程实践教学的方式和方法进行改革,以强化解决复杂工程问题能力的培养成为大家关注的焦点。

大数据安全与隐私保护团队的最新研究成果在信息安全权威期刊《Computers and Security》公开发表

近日,我校大数据安全与隐私保护团队在面向人机物融合系统的安全访问控制方面取得新进展。研究成果以"Specification and Adaptive Verification of Access Control Policy for CyberPhysical-Social Spaces"为题被国际权威期刊《Computers and Security》录用并上线,正式版将于2022年3月刊出,曹彦博士为第一作者,平源教授为通讯作者。

一种新型群智感知系统架构模型和实现方法

物联网移动群智感知模式本质是汇聚大规模普通移动个体的智能感知能力,对开放、动态、复杂物理环境进行感知,通过感知大数据的智能分析,对感知群体引导和反馈,使其持续涌现群体智能并辅助综合决策.目前的群智感知系统仍然存在个体感知欠智能、群体目标少引导、群智过程弱调控三方面的局限性.本文首先讨论了群智感知研究现状和面临的挑战;结合人机物融合、云边端协同、感算控闭环3个核心发展趋势,提出一种智能演进与反馈引导结合的新型群智感知系统架构模型Evo-CPS,并研究了该模型的实现方法;然后结合智慧出行应用场景,将所提出的理论方法进行应用验证;最后,总结全文并展望新一代群智感知研究领域的发展方向.

面向感知中国的新一代信息技术——海云协同,走向未来

"面向感知中国的新一代信息技术研究"是中国科学院信息技术领域唯一的先导专项,其总体目标是:把握信息技术"人机物"三元融合的发展趋势和机遇,应对信息化发展面临的能耗、安全、传输、处理四大挑战,以"海云创新试验环境"为驱动,创建与发展海云协同计算的新一代信息技术体系,在海云安防、海云网络新媒体和大数据等典型领域开展示范应用与验证,支撑信息产业自主发展和"感知中国"目标的实现.围绕专项目标,本文深入分析了新一代信息技术的国家战略需求、面临的挑战与机遇、技术发展趋势,并对该专项的当前重要进展进行了总结.

操作系统变迁的20年周期律与泛在计算

面对新时代的新蓝海,需要抓住机遇,加快布局,把握和遵循操作系统技术发展的基本规律,围绕人机物融合的泛在计算模式和环境,研究和开发新型操作系统技术,构建新型操作系统生态,通过追求创新发展和卓越引领,建立自主可控的技术体系,避免在新一轮发展周期中出现面向“新蓝海”的“缺芯少魂”。

一种新型信息基础设施:高通量低熵算力网(信息高铁)

人类正在进入一个“人机物”三元融合的万物智能互联时代,需要一种新型信息基础设施,即全球规模的高通量低熵算力网,形象地简称为“信息高铁”。文章介绍了信息高铁的愿景,包括基础性需求、关键科学技术问题和系统结构。与互联网、云计算、大数据、物联网等现有网络计算系统相比,信息高铁的目标是原生支持“人机物”三元融合和低熵有序,降低系统无序的负面影响,提升系统通量与应用品质。

智能社会治理的核心逻辑与实现路径

当前,我国社会正在从“数字社会”向“智能社会”转型。开展对智能社会的治理探索,既是一种主动作为的前瞻性策略,也是推进国家治理现代化、占领全球新一轮人类智能社会发展制高点的必要探索。智能社会治理的基础性工程是整合多源异构数据,构建“全息社会”;首要任务是推进社会物理属性治理,涉及山川河流、市政设施、建筑物等;核心工作是智能社会中主体的行为治理,需要重点求解社会行为体的有效性边界、合法性边界、安全性边界,构建智能社会的法律规则体系。