人机物融合群智计算

本书以人机物融合环境中由人、计算机、物品构成的混成群体为研究对象,提出 并阐释“人机物融合群智计算”这一概念,并探索构建其基础理论与方法体系。
脉络结构

本书特色

逻辑主线

全书依照“理论机理——关键技术——系统平台”逻辑组织

纵向关键技术脉络

关键技术涵盖“感知——计算(学习)”两大主干脉络

横向问题牵引

各章内按照“问题导向——典型研究——研究实践——扩展思考”的逻辑思路展开

人机物融合群智计算

人类正在进入一个人机物三元融合的万物智能互联时代!人机物融合群智计算必将是下一个AI风口!

作者:郭斌 刘思聪 於志文

出版社:机械工业出版社 华章分社

出版时间:2022年06月

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书籍一览

作者简介

郭斌

个人主页

西北工业大学教授、博导
国家万人计划青年拔尖人才
国家杰出青年科学基金获得者
智能感知与计算工信部重点实验室副主任
西北工业大学计算与艺术交叉研究中心主任

刘思聪

个人主页

西北工业大学副教授、硕导
入选2021年度未来女科学家计划
ACM SIGBEN中国优博、UbiComp“杰出论文奖”
MobiSys、UbiComp等高水平会议/期刊发表论文20余篇
CCF普适计算专委会委员、ACM SIGBEN China青年委员

於志文

个人主页

西北工业大学教授、博导
长江学者、国家杰青
万人计划科技创新领军人才
西北工业大学计算机学院院长
智能感知与计算工信部重点实验室主任


内容简介


近年来,智能物联网,群体智能,工业物联网等新兴设备技术逐步兴起,人(智能手机、可穿戴设备)、机(云设备、边缘设备)、物(具感知计算能力的物理实体)这三种基础要素正在走向协作和融合,迈向人机物融合群智计算时代,即通过人、机、物异构群智能体的有机融合,利用其感知能力的差异性、计算资源的互补性、节点间的协作性和竞争性,构建具有自组织、自学习、自适应、持续演化等能力的智能感知计算空间,实现智能体个体技能和群体认知能力提升.


本书系统化阐述新一代“群智感知计算”内涵,并匠造出一把开启“人机物融合群智计算”新世界大门的钥匙。本书既可以作为专著,为物联网、人工智能、工业互联网、智慧城市、智能制造等领域的科研人员和IT从业者提供创新的发展视角和相关理论、方法和技术支撑,也可以作为高年级本科生或研究生的参考教材。



业内评价

专家推荐

未来几十年,人工或半人工的群体智能系统将在信息、物理、社会三元空间中得到广泛应用,实现对大规模人机物异构智能体协同的有效支持,并在各类复杂问题的求解中发挥重要作用。

梅宏

中国科学院院士,中国计算机学会理事长

该著作总体思想与具体方法兼论,系统设计与算法实现兼顾,典型实例与参考文献兼容,学术观点明确、技术分析清晰、涉及内容丰富。

周兴社

中国计算机学会会士,陕西省计算机学会理事长

2012年,我们在CCCF上提出了“群智感知计算”的概念,到今天正好十年,人机物融合群智计算作为对群智感知计算概念的进一步发展和探索,在人机物三元融合愿景下具有积极意义,能给大家带来新的启迪。

刘云浩

清华大学教授,全球创新学院(GIX)院长,ACM/IEEE Fellow

现代社会是人、机、物深度融合的社会,对群体的感知、理解、预测和组织需要强大的计算能力和理论基础。本书作者郭斌、刘思聪和於志文教授在人、机、物的融合计算领域深耕多年,从理论到实践都多有开创性建树。本书由浅入深地介绍了这一新兴领域的背景、基础理论和实践经验,让读者从不同学科的角度了解泛在计算和群智涌现的交融。特别值得一提的是, 书中还介绍了保护数据安全和用户隐私的联邦学习方法及本领域的最新进展。

杨强

国际人工智能联合会议理事会前主席,加拿大工程院和皇家科学院院士

人机物融合的泛在计算是计算机多学科交叉的前沿,本书作者郭斌、刘思聪和於志文教授基于多年在情境感知、社群智能和群智感知等方向的深入研究,从群智计算的新视角开拓性地将这一新兴领域的理论机理、技术方法、平台应用进行了系统的研究和梳理,极大地丰富了该领域的内涵。从2004年起我与於志文、郭斌教授开始合作,目睹了他们的成长和丰硕成果,很高兴推荐这一力作给计算机学科的学生和科研技术人员。

张大庆

国际人工智能联合会议理事会前主席,加拿大工程院和皇家科学院院士

本书在融会贯通群智感知计算和信息物理系统两大领域的基础上系统地阐述人机物三元融合系统的概念,涵盖其理论基础和关键技术,分享作者十多年来在相关领域的研究成果,特别是刚刚发布的CrowdHMT系统及其应用,引领读者到达研究探索的前沿。

钟林

耶鲁大学计算机系教授

在万物互联时代,人机物的交互融合与群体智能是人工智能领域核心的研究方向之一。本书以通俗易懂的语言为读者深入浅出地介绍了人机物融合的发展脉络、系统机理和基础算法,并辅以生动、活泼的实践应用与场景分析,可以为人工智能领域的研究者和从业者开拓视野、启迪思路,是一本值得一读的好书。

熊辉

香港科技大学(广州)讲座教授,AAAS/IEEE Fellow

人机物融合群智计算不仅是一个激动人心的愿景,也是一个前沿的研究课题。本书的作者们在这个领域具有十多年的沉淀与积累。在这本书中,他们通过生动的语言深入浅出地为大家展示了一个从理论到技术再到平台的技术全景。强烈推荐对未来计算技术感兴趣的读者阅读此书。

谢幸

微软亚洲研究院首席研究员

近年来人工智能、物联网、智慧城市等领域取得了令人瞩目的巨大发展,使人、机、物这三者走向协作与融合,引领了“人机物融合群智计算”的潮流。本书对这个方向的理论机理、关键技术以及系统平台做了详尽的介绍和描述,非常适合作为科研人员和IT从业者的技术参考书,同时也适合作为高校计算机领域前沿研究的参考教材。

谢源

IEEE/ACM/AAAS Fellow,加州大学圣芭芭拉分校教授

“人机物” 三元计算是计算机科学领域近年来一个非常重要的研究方向,其中如何有效地将群体感知信息融合并利用起来是一个巨大的挑战,也是边缘计算的一个重要应用领域。作者团队在这一领域非常活跃并在国内外颇有影响。该书全面分析了人机物融合群智计算的来龙去脉,介绍了作者团队的研究成果,非常适合学术界读者深入了解这个方向。

施巍松

韦恩州立大学计算机科学系教授,lEEE Fellow,边缘计算早期提出者和倡导者

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第一章 绪论

总体介绍了全书的逻辑主线、纵向关键技术脉络、横向牵引

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第二章 人机物融合群智计算时代

介绍了人机物融合群智计算的时代背景、新兴技术、应用方向

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第三章 人机物群智涌现机理

介绍了生物集群、人工集群、人机物融合的群智涌现机理

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第四章 人机物群智涌现动力学模型

介绍群集动力学、群智演化博弈动力学模型、人机物融合动力学建模

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第五章 人机物协作群智感知

介绍人机物协作群智感知的发展、任务分配、数据汇聚,应用等

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第六章 多源异构群智数据融合

介绍了跨模态群智数据关联、群智知识集聚发现、群智融合时刻预测

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第七章 自学习增强与自适应演化

介绍了强化学习、深度计算方法自演化、深度计算自学习强化

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第八章 群智能体分布式学习方法

介绍传统分布式机器学习、群体联邦学习、群智能体深度强化学习

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第九章 人机混合学习方法

介绍了参与式样本标注、模仿学习、人类指导强化学习等

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第十章 群智能体知识迁移方法

介绍了基于知识蒸馏、域自适应、元学习的群智知识迁移等

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第十一章 隐私、信任与社会因素

介绍了奖励机制、隐私保护、信任计算、区块链人机物融合计算架构

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第十二章 CrowdHMT 开放平台

介绍了人机物融合群智计算平台CrowdHMT平台

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