阿里云首席科学家闵万里:为什么今天我们敢于挑战城市大脑应用

发表于  2017/11/29 06:30   约10分钟

  当城市拥抱科技,未来城市已来。11月27日,新华网思客“创新路·工匠心”系列讲堂第三期《未来已来,人工智能赋能新时代》在北京举行。阿里云副总裁、机器智能首席科学家闵万里发表了主题演讲,他认为,任何一个城市,只要愿意拥抱普惠的技术,一定可以搭上智慧城市的新一轮班车。

  阿里云ET城市大脑近日入选了首批四家国家人工智能开放创新平台。关于城市大脑的意义,闵万里提到,城市大脑更多地承载了开放创新的使命,使更多的公司在其中探索,从极大到极小,挑战未知的世界。

图为阿里云副总裁、机器智能首席科学家闵万里在思客讲堂发表演讲

图为阿里云副总裁、机器智能首席科学家闵万里在思客讲堂发表演讲

  本文根据演讲实录整理:

  城市是一个经典的话题,在人工智能等新概念层出不穷的时代里,聚焦一个2000年的概念需要莫大的勇气。因为在这个场景下,很多公司、很多智者都在努力。智慧城市的建设,从大约十年前IBM提出智慧星球的时候就开始了。今天讲的是同样的故事,但用了不同的方法,同样的舞台,不同的内容。

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  这张图展现的是完全不搭界的领域:电力网络、配送网络、城市交通网络和管道网络,他们的核心词是——网络。今天讲的所有的大脑都是基于独立自创的认知网络的繁衍。

  我是一个用商业思维进行思考的数学科学家,从网络的概念出发,下面要分析的几个场景背后所有的技术核心都是同一套模型。以云计算为基础,以大数据技术为原材料,用数学认知繁衍的技术对动力学做解析,有了解析,后面的控制就变得迎刃而解。

  为什么10年、20年前大家不敢选这条技术路线,或者说选过没有成功,因为那个时候有一个很神奇的数字叫100亿。什么叫100亿?我们的人脑有大约100亿神经元,神经元之间细胞放电。同样,电力网络的节点是配电站、电线杆,节点和节点之间流动的是电流。城市网络之间流动的是交通流和人流。管道网络每一个泵站之间的加压、配送,流的是水、石油、液化天然气等……不管网络节点有多大,之所以我们敢挑战100亿,是因为我们在电商中锤炼了百亿级别的节点、万亿级别的BM,是超大规模的统计计算。

  挑战了100亿、1万亿量级的图之后,很自然就会看到在电商之外,这些场景都有它存在的可能性,都可以发挥它的用武之地。一个聪明的人既要有千里眼、顺风耳,还要非常强大的表达能力,有一个综合的智能。但是有综合智能的单个人还不够,在一个社会体系当中,一辆很聪明的车如果被一群电瓶车围绕着,大家去碰瓷的时候不知道这辆车会作何反应。目前的交通规则中,任何一次行人和车主的碰撞,车主是不可能免责的,这是一个现实。今天我要讲的是一个复杂体系中,当特别聪明的人一般聪明的人,还有居心险恶的人同时存在时,如何实现这个体系多体多能。培养一个世界冠军很容易,培养一群冠军组成的团队却很难。每个人的诉求是不一样的,今天我们要挑战的是用神经认知网络在城市的场景下对有不同诉求的个体进行调控。

 

为什么十年前不敢挑战城市应用?

 

  我们的目标是以人为本,服务于人的需求。同时,技术选型上也是以人为本,从人脑的认知出发。100亿个节点的神经元,认知网络繁衍路径如何?一个细胞神经元被激活之后,如何在周边环形脑区加以控制?比如使自闭症的人能够沟通,失眠的人能快速进入深度睡眠,抑郁症的人能够阻断某种信号的传递。这些都需要及时的计算,一个神经元被激活,通过无穷多的信号(脑电波)来反推神经元和神经元之间的关联,特征作用的路径以及时长都需要计算。

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  举例来看,图上从A点到I点有很多路径,是否可能从你观测到的所有数据中发现从A到I的传播实际路径是A→B→D→C→I,而不是A→D→E→H→I的路径?这就需要数学。数学公式是公开的秘密,背后的逻辑很简单,如果一个蛛丝马迹的规律通过看一次数据无法得出,当看100次、1万次甚至1亿次的时候,蛛丝马迹就原形毕露了。

  为什么十年前看不见?因为十年前没有云计算。现在对阿里云计算来说,100亿的节点不是问题。当我们精准地知道每个单元的联动时,关键路径就有了,关键路径出来了,如果要阻断信息的传播,可以在C点下手,也可以在D点下手,就不会选E,也不会选H。另外,下手的时机也很重要。当它跑到C时却在D点下手明显太晚了,如果在D点下手就会永远阻断它。所以要回答三个问题,什么地方、什么时候、多长时间,并且答案是实时算出来的。今天我们敢于挑战城市里的这些应用,就是因为计算已经在云端实时地等待,只要数据来了就可以计算。

 

城市大脑让我们不再妥协

 

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  关于杭州城市大脑,我讲一个救护车的案例。我们做了全球唯一一个弹性绿波带。在杭州的萧山区,你告诉120去哪个地方急救一个病人,要送到哪个医院,在任何时刻告诉我们这两个信息,城市大脑可以在一秒钟之内算出来这个救护车应该按什么路线走,也知道会在几点几分几秒到达沿途的哪个路口。同时,这些情况实时同步给智慧中心,路口信号灯在几点几分几秒之前会变绿,提前10秒还是提前20秒变绿,作用结果就是可以看到救护车一路绿灯抵达目的地。生活中不乏救护车鸣笛时没有被让路的新闻,生命的呐喊要靠他人的良知和仁慈。这是一个技术的妥协,但是今天我们不再妥协。有了弹性绿波带,曲线也好,直线也好,弯弯绕也好,精准计算的实战效果是50%的时间节省。杭州萧山做到的不仅仅是单点的智能,还是系统的工程。

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  苏州也是一样。我们对苏州工业园区主干线的公交线路进行调控,不改变车的数量,只是动态调整每一个公交车发车的时间,而不是按照固定的时间表,结果乘坐公交车的人就多了17%。以往是彼此看不见对方的等待,乘客在公交车站等车,调度室则是按照固定时间表发车,彼此不能握手。今天,城市大脑可以精准预测到10分钟之后在哪个车站会有人要下班坐车,或者由于某个活动,在几点钟的时候会出现大量的人群。一旦调度室知道消息,可以迅速加开班车,甚至提前发车来满足乘客的需求。只是解决了供给和需求之间弹性匹配的问题,客运能力就提升了17%。一个举手之劳,让“买家”和“卖家”之间彼此握手,像打车一样,在正确的时间点和正确的人握手,城市大脑也做到了。

  再看一个案例——广州白云机场停机位实现了实时调度。目前首都机场也在进行。以往因为气象等原因,飞机到达时间是动态的,原本计划的停机位就会出现冲突,甚至要停到临时远机位,就需要用摆渡车,摆渡车很不方便。怎样使匹配有效能?一样的道理,空中也是网,网络间流动的是飞机和人流,实时调度使得白云机场把停机位的调度使用率提高了73%。

 

把数字元素刻入城市DNA

 

  我们不仅把城市建设得更智慧,还要优生优育,就是让这个城市从出生的第一天开始就有数字元素的注入,把数字元素刻入到DNA。怎么做到?城市是可量化的,所见即所得。我们跟合作伙伴在雄安做这样的事情,让每一寸土地,每一个楼层的高度都是用数学公式算出来的。这个楼建要成70层还是77层,对停车场的车位数量有何影响,道路是二车道还是三车道等,这些都是被计算出的,不仅仅靠经验和规则。

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  这是三张完全不同的图,左边是宇宙,不同的天体组成一个网络,节点之间流动的是引力波。爱因斯坦100年前的公式算出了天体之间网络的联动,这就是数学的美,不是工程,而是科学。中间这张图是城市网络,节点之间流动的车流、物流、人流。最右图是人脑,不同的神经元之间传播的是意识流,一见钟情就是两个细胞的共振。极致的宇宙到微观世界的人脑被统一在100亿级别的网络上,然后被实时、动态地解析。这个过程看起来很遥不可及,但是今天,至少我们在中间的城市环节已经做到了。在宇宙和脑部的研究同样在这个平台上,一旦突破来到的时候,可能就是对我们的生物体、认知本身的过程带来颠覆。

  城市大脑更多承载了开放创新的使命,使更多公司在其中探索,从极大到极小,挑战未知的世界。在数据可采、计算可以承载的前提下,一切都变得有可能。

 

成熟的城市还需要城市大脑吗?

 

  当一个新生事物诞生的时候,大家第一反应可能是怀疑。就像汽车刚诞生的时候,大家会说噪音那么大,可能还没有马车快,但是100年前嘲笑汽车的人在今天肯定会改变他的观点。

  同样的道理,对于一个成熟的城市,基础设施基本完善的城市,第一次听到城市大脑,首先想到的是已有的智慧城市建设了十多年,有很多信息中心,还需要大脑吗?

  答案很简单,一定是需要的。因为大脑不是替代信息中心,大脑是把信息中心中沉睡的金矿唤醒。任何一个城市,只要愿意拥抱普惠的技术,一定可以搭上智慧城市的新一轮班车。(编辑:王乙雯)

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