检索结果-内蒙古大学图书馆

自动化学报 2023年第3期49卷 614-634页

作者：杨静王晓王雨桐刘忠民李小双王飞跃中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 中国科学院大学人工智能学院北京100049 安徽大学人工智能学院合肥266114 北方自动控制技术研究所太原030006 北京市智能化技术与系统工程技术研究中心北京100190

社会物理信息系统(Cyber-physical-social systems,CPSS)在传统物理信息系统(Cyber-physical systems,CPS)的基础上纳入对社会信号及社会关系的考虑,利用网络世界近乎无限的人力、数据和信息资源,突破物理世界有限的资源约束以及时空的... 详细信息

社会物理信息系统(Cyber-physical-social systems,CPSS)在传统物理信息系统(Cyber-physical systems,CPS)的基础上纳入对社会信号及社会关系的考虑,利用网络世界近乎无限的人力、数据和信息资源,突破物理世界有限的资源约束以及时空的限制.然而,CPSS中人类和社会行为的复杂性加剧了实际系统和其模型之间的建模鸿沟,使得系统的形态演变为“默顿系统”.对此,以ACP方法为核心的平行智能(Parallel intelligence,PI)框架通过组合人工系统(Artificial systems,A)、计算实验(Computational experiments,C)、平行执行(Parallel execution,P)三个过程,为跨越这一鸿沟提供了可行的路径.具体而言,ACP将模型从系统解析器转变为数据生成器,使原本难以控制的“默顿系统”可测试、可计算、可验证,为复杂系统中“涌现”和“收敛”的对立统一确立了方法基础.本文从平行控制与智能控制、平行机器人与平行制造、平行管理与智能交通、平行医学与智慧健康、平行生态与平行社会、平行经济系统与社会计算、平行军事系统以及平行认知与平行哲学这八个方面阐述面向CPSS的平行智能应用成果.最后,对CPSS未来的发展方向和技术趋势进行了讨论与展望.

关键词：社会物理信息系统平行智能人工系统计算实验平行执行

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平行科研院所:从数字化转型到智能化变革

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智能科学与技术学报 2023年第2期5卷 212-221页

作者：秦蕊梁小龙李娟娟丁文文侯家琛王雨桐田永林文丁中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 中国科学院自动化研究所多模态人工智能系统全国重点实验室北京100190 澳门科技大学创新工程学院中国澳门999078 北方自动控制技术研究所山西太原030006 中国科学院自动化研究所北京市智能化技术与系统工程技术研究中心北京100190 北京怀柔平行传感智能研究院北京101400

为应对当前科研院所在管理工作与科研业务方面面临的双重复杂性挑战,平行科研院所的概念被提出。平行科研院所以虚实互动的平行智能理论为基础,利用基于数字孪生与元宇宙的数字化建设技术、基于区块链与去中心化自治组织与运营(DAO)的... 详细信息

为应对当前科研院所在管理工作与科研业务方面面临的双重复杂性挑战,平行科研院所的概念被提出。平行科研院所以虚实互动的平行智能理论为基础,利用基于数字孪生与元宇宙的数字化建设技术、基于区块链与去中心化自治组织与运营(DAO)的分布式治理技术、基于多模态大数据与大模型的智能化决策技术以及基于分布式自主科学(DeSci)与人工智能驱动的科学(AI4S)的科学创新范式,形成基于复杂科学的科研院所变革引导方案,构建可信、可靠、可用和高效益的智慧科研组织与运营生态。介绍了平行科研院所的体系设计与关键技术,描述了其主要特征与优势,并探讨了其典型应用场景。平行科研院所超越简单的科研院所数字化转型,强调更高级的智能化变革,旨在促进科研院所的可持续健康发展。

关键词：平行科研院所元宇宙去中心化自治组织与运营分布式自主科学人工智能驱动的科学

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基于深度学习的自动驾驶多模态轨迹预测方法:现状及展望

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智能科学与技术学报 2023年第2期5卷 180-199页

作者：黄峻田永林戴星原王晓平之行中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 澳门科技大学中国澳门999078 青岛智能产业技术研究院山东青岛266000 北京怀柔平行传感智能研究院北京101400 中国科学院自动化研究所北京市智能化技术与系统工程技术研究中心北京100190 安徽大学人工智能学院安徽合肥230601 自主无人系统技术教育部工程研究中心安徽合肥230601 安徽省无人系统与智能技术工程研究中心安徽合肥230601 北方自动控制技术研究所山西太原030006

对周围车辆轨迹的精确预测可以辅助自动驾驶车辆做出合理的即时决策。虽然相比传统轨迹预测算法,深度学习方法已取得较好效果,但是自动驾驶车辆在异构高动态复杂变化环境下实现多模态高精度预测仍存在信息丢失、交互和不确定性难以建模... 详细信息

对周围车辆轨迹的精确预测可以辅助自动驾驶车辆做出合理的即时决策。虽然相比传统轨迹预测算法,深度学习方法已取得较好效果,但是自动驾驶车辆在异构高动态复杂变化环境下实现多模态高精度预测仍存在信息丢失、交互和不确定性难以建模、预测缺乏可解释性等问题。Transformer具备的长距离建模能力和并行计算能力使其不仅在自然语言处理领域取得巨大成功,而且在扩展至自动驾驶多模态轨迹预测任务时也解决了以上问题。基于此,对过去基于深度神经网络的方法,特别是对基于Transformer的方法进行全面总结与回顾;同时分析了Transformer相较于传统序列网络、图神经网络、生成模型的优势,并结合现有难题进行针对性分析与分类。Transformer模型可以更好地应用于多模态轨迹预测任务,此类模型具有更好的泛化性和可解释性。最后,对多模态轨迹预测未来发展方向进行了展望。

关键词： Transformer 序列网络图神经网络生成模型轨迹预测多模态

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基于深度学习的玉米和大豆期货价格智能预测

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智慧农业（中英文） 2022年第4期4卷 156-163页

作者：许钰林康孟珍王秀娟华净王浩宇沈震中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100109 中国科学院大学人工智能学院北京100049 北京智能化技术与系统工程技术研究中心北京100190 青岛中科慧农科技有限公司山东青岛266000

玉米和大豆为同季旱粮作物,“争地”矛盾十分突出,同时掌握玉米和大豆两者的价格是必要的。相较于现货,农产品期货价格具有价格发现功能。因此,玉米和大豆期货价格分析和预测对种植结构调整和农户作物品种选择均具有重要意义。本研究首... 详细信息

玉米和大豆为同季旱粮作物,“争地”矛盾十分突出,同时掌握玉米和大豆两者的价格是必要的。相较于现货,农产品期货价格具有价格发现功能。因此,玉米和大豆期货价格分析和预测对种植结构调整和农户作物品种选择均具有重要意义。本研究首先分析了玉米和大豆期货价格的相关性,通过相关性计算和格兰杰因果检验,发现玉米和大豆期货具有较强的正向相关性,且大豆期货价格是玉米期货价格的格兰杰原因;其次,基于长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)模型对玉米和大豆期货价格进行预测,并引入注意力机制(Attention)对期货价格预测模型行优化。对比结果表明,与差分整合移动平均自回归模型(Autoregressive Integrated Moving Average Model,ARIMA)和支持向量回归模型(Support Vector Regression,SVR)相比,LSTM模型在各项指标中均为更优,而与单一的LSTM模型相比,加入Attention机制的Attention-LSTM模型在各项指标中均更优。其中,玉米和大豆期货预测结果的平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)分别提升3.8%和3.3%,均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE)分别提升0.6%和1.8%,平均绝对百分误差(Mean Absolute Percentage Error,MAPE)分别提升4.8%和2.9%,证明了Attention机制的加入可以帮助模型提取有效信息,提升性能。最后,使用LSTM模型结合大豆期货历史价格共同预测玉米期货价格,MAE提升了6.9%、RMSE提升了1.1%、MAPE提升了5.3%。试验结果表明,本研究使用Attention-LSTM模型对玉米和大豆期货价格进行预测,相较于通用预测模型,Attention-LSTM模型能够提高大豆和玉米期货价格预测精度,且结合相关农产品期货价格数据,可以提升单个农产品期货模型的预测性能。

关键词：玉米和大豆期货期货价格预测长短时记忆模型 Attention机制深度学习支持向量回归

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灵境卫士:基于ACP的网络安全平行监管研究

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智能科学与技术学报 2023年第2期5卷 247-253页

作者：陈晓光韩金朋杨满智王晓刘昕王震王飞跃澳门科技大学澳门系统工程研究所中国澳门999078 西安交通大学软件学院陕西西安710049 安徽大学人工智能学院安徽合肥230031 中国石油大学(华东)计算机科学与技术学院山东青岛266580 杭州电子科技大学网络空间安全学院浙江杭州310018 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 北京怀柔平行传感智能研究院北京101407 中国科学院自动化研究所北京市智能化技术与系统工程技术研究中心北京100190

网络安全起源于计算机网络的理论测试,而随着信息与通信技术的发展,网络安全风险呈现出来源广(volume)、方式多(variety)、过程隐(visibility)与损失高(value)的“4V”特性,与之相伴的是网络空间形态与复杂度的双重变化。近期兴起的元... 详细信息

网络安全起源于计算机网络的理论测试,而随着信息与通信技术的发展,网络安全风险呈现出来源广(volume)、方式多(variety)、过程隐(visibility)与损失高(value)的“4V”特性,与之相伴的是网络空间形态与复杂度的双重变化。近期兴起的元宇宙风潮,使以人为中心构建出的网络空间拥有映射出真实世界的能力,也将真实世界暴露在网络安全风险之下。然而,网络安全监管没有跟上网络空间的变化,仍然在网络空间中寻求解决之道。介绍了一种网络安全平行监管系统——灵境卫士,它基于人工系统、计算实验与平行执行的ACP方法搭建,从信息-物理-社会系统(cyber-physical-socialsystems,CPSS)的视角改善当前网络安全监管的窘境。展示了灵境卫士在电信反诈骗与工业物联网场景下的应用方案,为其在不同领域的网络安全监管工作提供启发与借鉴。

关键词：网络安全信息-物理-社会系统知识自动化平行智能平行安全

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基于联邦学习的分布式农业组织

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智能科学与技术学报 2022年第2期4卷 288-297页

作者：康孟珍王秀娟李冬王旭伟王浩宇樊梦涵许钰林王飞跃中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 中国科学院大学人工智能学院北京100049 中国科学院自动化研究所北京市智能化技术与系统工程技术研究中心北京100190 浙江省农业科学院数字农业研究所浙江杭州310021 宁波市农业技术推广总站浙江宁波315012 青岛中科慧农科技有限公司山东青岛266000

我国现阶段仍以小规模农业为主,如何在小农、小地块的农业生产经营方式下发展适宜的智慧农业颇具挑战。基于此,提出一种结合联邦学习与区块链技术的分布式农业人工智能框架,使得在数据不共享的情况下,能达到训练模型的目的,并可建立参... 详细信息

我国现阶段仍以小规模农业为主,如何在小农、小地块的农业生产经营方式下发展适宜的智慧农业颇具挑战。基于此,提出一种结合联邦学习与区块链技术的分布式农业人工智能框架,使得在数据不共享的情况下,能达到训练模型的目的,并可建立参与方的激励机制。该框架有助于充分利用农业多源异构数据,减少对用户数据量的要求,发展因地制宜的决策模型,促进小规模农业的产销衔接。

关键词：联邦智能农业大数据决策支持区块链技术农业管理系统

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平行圆明园:从数字孪生园林到元宇宙智慧遗址公园

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智能科学与技术学报 2022年第3期4卷 301-307页

作者：康孟珍邱文忠陈自富王猛许沙沙王秀娟倪爱东蒋玉洁陈世超 DE REFFYE Philippe 王飞跃中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 中国科学院大学人工智能学院北京100049 北京市海淀区圆明园管理处北京100084 北京世纪明德教育科技股份有限公司北京100091 中国科学院自动化研究所北京市智能化技术与系统工程技术研究中心北京100190 法国农业发展研究中心植物学与植物构筑模型联合实验室法国蒙彼利埃F-34398

圆明园是一座历史上的皇家园林,它不仅在中国园林史上占有重要地位,也在世界上享有很高的声誉。圆明园蕴含的历史和文化价值,迫切需要通过一种全新的方式被国人广泛了解,被世界铭记。围绕坚持“保护第一、加强管理、挖掘价值、有效利用... 详细信息

圆明园是一座历史上的皇家园林,它不仅在中国园林史上占有重要地位,也在世界上享有很高的声誉。圆明园蕴含的历史和文化价值,迫切需要通过一种全新的方式被国人广泛了解,被世界铭记。围绕坚持“保护第一、加强管理、挖掘价值、有效利用、让文物活起来”的工作方针,提出平行圆明园这一全新解决方案,为智慧圆明园的建设提供技术参考。平行圆明园是ACP理论在圆明园运营管理中的应用,通过描述智能构建虚拟圆明园,利用预测智能在虚拟圆明园中进行大规模的计算实验,通过引导智能和平行执行突破圆明园的地域边界,实现对圆明园的智能管理。虚拟世界的圆明园的发展和丰富,虚拟与现实世界的日益平行互动和融合,将带来新的圆明园运营模式。

关键词：平行系统 ACP理论去中心化自治组织圆明园智能管理

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求解三维装箱问题的多层树搜索算法

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自动化学报 2020年第6期46卷 1178-1187页

作者：刘胜沈大勇商秀芹赵红霞董西松王飞跃中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 中国科学院自动化研究所北京市智能化技术与系统工程技术研究中心北京100190 青岛智能产业技术研究院青岛266109 国防科技大学系统工程学院长沙410073

提出了一种求解三维装箱问题的多层树搜索算法,该算法采用箱子–片–条–层–实体的顺序生成装载方案,装载方案由实体表示.该算法由3层搜索树构成.第1层为三叉树,每个树节点的3个分叉分别对应向实体中填入XY面平行层、XZ面平行层、YZ面... 详细信息

提出了一种求解三维装箱问题的多层树搜索算法,该算法采用箱子–片–条–层–实体的顺序生成装载方案,装载方案由实体表示.该算法由3层搜索树构成.第1层为三叉树,每个树节点的3个分叉分别对应向实体中填入XY面平行层、XZ面平行层、YZ面平行层;第2层为二叉树,每个树节点的两个分叉分别对应向层内装载两个相互垂直的最优条;第3层为四叉树,用于将同种的多个箱子生成片.在同时满足摆放方向约束和完全支撑约束的前提下,该算法求解BR12~BR15得到的填充率高于现有装箱算法.

关键词：三维装箱墙构造水平层构造多层树

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基于语义融合与模型蒸馏的农业实体识别

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智慧农业（中英文） 2021年第1期3卷 118-128页

作者：李亮德王秀娟康孟珍华净樊梦涵中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 中国科学院大学人工智能学院北京100049 北京智能化技术与系统工程技术研究中心北京100190 青岛中科慧农科技有限公司山东青岛266000

当前农业实体识别标注数据稀缺,部分公开的农业实体识别模型依赖手工特征,实体识别精度低。虽然有的农业实体识别模型基于深度学习方法,实体识别效果有所提高,但是存在模型推理延迟高、参数量大等问题。本研究提出了一种基于知识蒸馏的... 详细信息

当前农业实体识别标注数据稀缺,部分公开的农业实体识别模型依赖手工特征,实体识别精度低。虽然有的农业实体识别模型基于深度学习方法,实体识别效果有所提高,但是存在模型推理延迟高、参数量大等问题。本研究提出了一种基于知识蒸馏的农业实体识别方法。首先,利用互联网的海量农业数据构建农业知识图谱,在此基础上通过远程监督得到弱标注语料。其次,针对实体识别的特点,提出基于注意力的BERT层融合模型(BERT-ALA),融合不同层次的语义特征;结合双向长短期记忆网络(BiLSTM)和条件随机场CRF,得到BERT-ALA+BiLSTM+CRF模型作为教师模型。最后,用BiLSTM+CRF模型作为学生模型蒸馏教师模型,保证模型预测耗时和参数量符合线上服务要求。在本研究构建的农业实体识别数据集以及两个公开数据集上进行实验,结果显示,BERT-ALA+BiLSTM+CRF模型的macro-F1相对于基线模型BERT+BiLSTM+CRF平均提高1%。蒸馏得到的学生模型BiLSTM+CRF的macro-F1相对于原始数据训练的模型平均提高3.3%,预测耗时降低了33%,存储空间降低98%。试验结果验证了基于注意力机制的BERT层融合模型以及知识蒸馏在农业实体识别方面具有有效性。

关键词：远程监督农业知识图谱农业问答系统实体识别知识蒸馏深度学习 BERT 双向长短期记忆网络

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从群体到个体尺度——基于数据的DSSAT和GreenLab作物模型连接探索

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智慧农业（中英文） 2021年第2期3卷 77-87页

作者：王秀娟康孟珍华净 Philippe DE REFFYE 中国科学院自动化研究所复杂系统管理与控制国家重点实验室北京100190 中国科学院大学人工智能学院北京100049 北京市智能化技术与系统工程技术研究中心北京100190 青岛中科慧农科技有限公司山东青岛266000 法国农业发展研究中心(CIRAD)植物学与植物构筑模型联合实验室(UMR AMAP) 蒙彼利埃F-34398法国

作物模型的研究涉及作物生长发育的复杂过程,空间上从分子到细胞、组织、器官、个体、群体等不同尺度,时间尺度上可以从秒到年。基于不同的研究需求,切换作物模型尺度,可使得作物模型的适用性更广泛灵活。其中,如何从群体尺度的作物模... 详细信息

作物模型的研究涉及作物生长发育的复杂过程,空间上从分子到细胞、组织、器官、个体、群体等不同尺度,时间尺度上可以从秒到年。基于不同的研究需求,切换作物模型尺度,可使得作物模型的适用性更广泛灵活。其中,如何从群体尺度的作物模型转入个体尺度的作物模型是本研究的内容。本研究基于四个玉米品种的两个处理(灌溉和雨养)的已有的实验数据和基于这些数据的DSSAT系统的模拟数据,校准功能结构模型GreenLab的参数,以计算结果一致为指标,探索不同空间尺度模型建立接口的方法,比较不同模型的特点。结果表明,GreenLab模型可以复现DSSAT系统的模拟数据和实际测量数据,进一步可以反演出各种器官之间生物量的分配并进行三维可视化展示。最后讨论了不同空间尺度模型结合的优势及应用领域。

关键词：作物模型不同尺度模型功能结构模型模型连接 DSSAT GreenLab 参数估计

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