城市大腦與超級智能建設規范研究報告1.0(53頁).pdf

1、城市大腦與超級智能建設 規范研究報告 1.0 2020 年 3 月 2 日 作作者者介介紹紹 劉劉鋒鋒 計計算算機機博博士士，2 20 00 08 8 年年受受聘聘于于中中國國科科學學院院虛虛擬擬經經濟濟與與數數據據科科學學研研究究中中心心， 2 20 01 19 9 年年受受聘聘南南京京財財經經大大學學教教授授( (客客座座），人人工工智智能能學學家家主主編編、沃沃民民高高科科超超級級智智能能 研研究究院院院院長長，遠遠望望智智庫庫超超級級智智能能實實驗驗室室主主任任。主主要要研研究究方方向向為為互互聯聯網網、人人工工智智 能能和和腦腦科科學學交交叉叉領領域域，發發表表相相關關學學術術論論文

2、文 3 30 0 余余篇篇，出出版版專專著著兩兩部部（互互聯聯網網進進 化化論論崛崛起起的的超超級級智智能能）。 2 20 00 05 5 年年，劉劉鋒鋒博博士士提提出出互互聯聯網網知知識識共共享享與與交交易易的的“威威客客”模模式式，受受到到中中央央電電視視 臺臺新新聞聞聯聯播播、人人民民日日報報、中中國國青青年年報報等等國國內內外外重重要要媒媒體體的的報報道道，引引領領近近百百家家企企 業業進進入入該該領領域域，由由此此推推動動數數家家獨獨角角獸獸企企業業的的產產生生。2 20 00 07 7 年年通通過過深深入入研研究究互互聯聯網網 結結構構的的重重大大變變化化，提提出出并并建建立立了了

3、“互互聯聯網網大大腦腦模模型型”，對對包包括括城城市市大大腦腦、行行業業 大大腦腦、前前沿沿科科技技涌涌現現和和相相互互關關系系進進行行深深入入研研究究。在在人人工工智智能能領領域域，2 20 01 14 4 年年與與石石 勇勇教教授授一一起起建建立立標標準準智智能能模模型型，形形成成 A AI I 與與人人類類通通用用智智商商測測試試方方法法，成成果果受受到到美美 國國 C CB BN NC C、麻麻省省理理工工科科技技評評論論、日日本本每每日日新新聞聞、印印度度排排名名第第一一的的英英文文媒媒體體 I In nd di ia at to od da ay y 等等世世界界主主流流媒媒體體的

4、的報報道道。 目錄目錄 CONTENTSCONTENTS 簡述：本報告核心觀點.1 第一章 互聯網大腦(超級智能)與城市大腦研究相關背景.4 第二章 城市大腦和超級智能的理論基礎-互聯網大腦模型.6 第三章 互聯網大腦、城市大腦的“大腦”概念闡述. 9 第五章 構建未來超級智能與城市大腦的核心規范.15 第六章 構建城市大腦與未來超級智能產業分析框架.20 第七章 構建未來超級智能和城市大腦關鍵技術與企業名錄.24 第八章 如何測量一個城市大腦的智商，城市智商的測試方法.41 第九章 構建未來超級智能和城市大腦建設規范需要解決的問題.46 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 1 簡述：

5、本報告核心觀點 互聯網經過 50 年發展，從網狀結構發展成為大腦模型，到 21 世紀，數十億 人類群體智慧與數百億智能設備機器智能通過互聯網大腦架構形成超級智 能。 城市大腦是互聯網大腦發育過程中與城市建設結合的產物，一方面會繼承互 聯網大腦的特征，另一方面是互聯網大腦的子集，通過互聯網大腦，城市大 腦之間也進行信息互動。 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 2 互聯網大腦有三個重要特征，第一是類腦神經元網絡與萬物互聯 ，第二是 人機雙智能中心控制，人類權限最大，第三是云反射弧的形成與信息的跨節 點傳遞。 根據互聯網大腦的三個特征，可以形成城市大腦和未來超級智能的三個頂層 技術規范。第

6、一是：統一的神經元節點技術框架（為人類，設備和軟件系統 建立）；第二是：對于每個神經元節點人機雙智能控制，人類權限最大；第 三是：跨節點信息路由，實現云反射弧 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 3 根據互聯網大腦的構成，形成能夠實現城市大腦和未來超級智能的 19 個相 關技術和企業方向，每個方向舉出 8 到 12 個技術或企業作為范例 超級智能（互聯網大腦超級智能（互聯網大腦/城市大腦）的產業架構城市大腦）的產業架構 1 類腦神經元網絡2 視覺神經系統3 聽覺神經系統4 軀體感覺神經系統 5 運動神經系統6 定位與空間位置服務7 神經纖維系統8 中樞神經系統 9 神經反射弧系統10

7、夢境世界構建11 記憶系統（大數據存貯與大數據處理） 12 人工智能算法13 群體智能 14 人機交互界面 方向 15 超算與大規模計算 16 安全防護17 芯片方向18 操作系統方向 19 神經系統綜合應用 （系 統集成） 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 4 第一章 互聯網大腦(超級智能)與城市大腦研究相關背景 21世紀以來， 21世紀以來， 眼花繚亂的前沿科技新概念噴薄而出， 從Web2.0、 社交網絡、物聯網、移動互聯網、大數據、工業 4.0、工業互聯網 到云機器人、 深度學習、邊緣計算， 特別是在 2010 年以來，前沿科技領域出現諸多“大腦”概念，企業界出現谷 歌大腦，百

8、度大腦，阿里大腦，360 安全大腦，騰訊超級大腦等，產業界出現城 市大腦，城市神經網絡，工業大腦，航空大腦等，其中城市大腦的出現引起了政 府。學術界和產業界的高度重視。并在很多城市開始推動。 在學術領域，科學院團隊 2008 年發表論文提出“互聯網大腦模型”，提出互 聯網經過數十年的發展正在從網狀結構發展成為大腦模型， 互聯網結構的這一重 大變化也必將對科技，經濟，產業，城市建設等諸多領域產生重大影響。 2015 年 2 月，科學院團隊根據互聯網的類腦特征與智慧城市結合，發表文 章 基于互聯網大腦的智慧城市建設 提出“城市大腦”的概念和定義， 內容如下： “城市大腦是城市建設伴隨著 21 世紀

9、互聯網架構的類腦化過程， 逐步形成自 己中樞神經（云計算）城市感覺神經（物聯網）城市運動神經（工業 4.0，工業 互聯網）城市神經末梢發育（邊緣計算）城市智慧的產生與應用（大數據與人工 智能）城市神經纖維（5G、光纖、衛星等通訊技術） 在上述城市類腦神經的支撐下，形成城市建設的兩大核心：第一是城市神經 元網絡（城市大社交網絡）實現城市中人與人，人與物，物與物的信息交互。第 二是城市大腦的云反射弧，實現城市服務的快速智能反應。云機器智能和云群體 智慧是城市智慧涌現的核心動力。 這樣基于互聯網大腦模型的類腦城市架構稱之 為城市大腦”。 在產業領域，2016 年阿里提出阿里 ET 城市大腦，2017

10、 年，華為提出城市 神經網絡，2018 年提出城市超級大腦，科大訊飛提出城市超腦。 在城市建設方面，從 2016 年，杭州、上海、北京、廣州等城市各自提出和 開展了不同城市大腦建設方案， 其中上海市開展了以建設城市神經元為重點的頂 層方案。 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 5 2016 年之后，城市大腦領域出現了突飛猛進的發展勢頭：在基礎理論研究 方面，科學院團隊分別在 2017 年科學藍皮書，2018 年 IEEE 國際會議上發表論 文， 進一步闡述了城市大腦的建設框架，重點提出城市大腦是一個聚合機器云智 能與人類群體智慧的類腦智能復雜巨系統。同時提出了城市智商的評價標準，指 出

11、通過對城市神經元網絡和城市云反射弧的成熟度考察， 可以評估一個城市的城 市智商。 在城市大腦成為前沿科技和產業的新一輪熱點時，學術界，產業界關于什么 是城市大腦意見并不統一。就如何建設城市大腦，存在各種不同的觀點和設計規 劃， 譬如前文提到的類腦智能復雜巨系統是其中最早的一個定義，也有企業認為 城市大腦是一個綜合物聯網、大數據、云計算，人工智能的技術綜合體，或者認 為城市大腦是一個通過人工智能系統對城市各個部分進行管理和控制的信息系 統。 究竟應該按照那種觀點和理論開展城市大腦的頂層設計就成為一個非常重 要的問題，深入研究可以規避信息孤島的產生，重復性建設以及戰略規劃失誤等 問題。 城市大腦與

12、超級智能建設規范研究報告 1.0 6 第二章 城市大腦和超級智能的理論基礎-互聯網大腦模型 近 20 年以來，數百萬家前沿科技企業不斷推進城市、人類社會的智慧發展， 應該說智慧城市，城市大腦原本是互聯網發展到一定程度，向城市建設自然蔓延 和深入的結果。因此無亂是建設智慧城市還是建設城市大腦。就不能忽略互聯網 的發展趨勢和進化規律。 我們知道網狀模型是互聯網最早也是最重要的模型，某種意義上，互聯網可 以說是美蘇冷戰的產物。為了防止通訊系統在核戰爭中被徹底摧毀，1969 年， 美國國防部研究計劃署開始構建阿帕網， 將美國四個研究機構的四臺計算機連接 起來?；ヂ摼W崛起之路就此開始?？赡芩膭撛煺咭矝]

13、有想到，在短短的 50 年 中，互聯網已成為對人類社會影響最為深遠的技術。 無論從互聯網的起源還是從它的名稱看， 網狀結構一直是互聯網留給人類最 突出的印象，即使是在學術領域中，它的定義也是這樣描述的“互聯網是指將世 界范圍計算機網絡互相聯接在一起的網際網絡”（如 1 所示）。 圖 1 互聯網的網狀模型 激烈的競爭和技術的快速應用，使得互聯網不斷呈現出新的現象和狀態。 2004 年以騰訊和 Facebook 為代表興起的社交網絡，擔負了鏈接世界范圍的人、 物、系統和數據的功能，并將自己的觸角蔓延到人類社會的各個角落，成為互聯 網最重要的基礎應用之一。如果我們把它們的結構圖繪制出來，可以看出有著

14、非 常強的類腦神經元網絡特征。2015 年 2 月，自然報道了英國科學家的最新 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 7 成果， 他們發現， 腦中的神經元放電就像一個社交網絡， 也存在社群和好友關系。 這表明社交網絡與人腦神經元網絡的趨同時在兩個方向得到體現。 早在 2009 年 IBM 提出智慧地球導致物聯網興起之前，2007 年中國的水利 部門開始在長江、黃河等水域安放流速傳感器，獲取水流和水深的變化信息；在 土壤中安放化學傳感器，獲取酸堿度和壓力的變化；在空氣中安放溫度傳感器， 獲取溫度和濕度的變化。 這些傳感器獲得的數據通過互聯網通訊線路傳輸到北京 水利部的大型計算機中進行處理，

15、形成實時的水文報告，為防汛抗旱提前做出預 測和判斷， 這個基于互聯網的傳感器網絡向人類社會體現了顯著的類軀體感覺神 經特征。 2007 年，谷歌的街景系統開始推出，在世界范圍安防攝像頭和視頻觀察汽 車，讓互聯網用戶可以實時觀看世界各地的場景和景色，不僅僅是 Google 的街 景系統，互聯網的視頻實時監控在 21 世紀初已經開始大范圍應用。一些旅游公 司在風景區安放攝像頭，讓人們可以提前看到風景區的實時畫面；一些公司提供 家庭視頻監控服務， 把攝像頭安放在家中， 讓用戶隨時可以查看家庭的安全狀況。 谷歌街景系統等互聯網實時攝像技術涌現出典型的類視覺神經特征。 在上述現象的啟發下，從 2007

16、年科學院石勇、劉鋒團隊開始意識到，在新 的世紀里互聯網已經明顯突破了網狀的結構。越來越多的跡象表明，互聯網正在 向與人類大腦高度相似的方向進化。由此石勇劉鋒團隊基于人類大腦的構造原 理，從 2008 年開始，到 2018 年形成了如下圖所示的互聯網大腦模型圖。 圖圖 2 互聯網大腦模型圖互聯網大腦模型圖 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 8 如果用文字描述互聯網大腦模型（Internet Brain），它的定義是這樣的： 互聯網大腦就是互聯網向與人類大腦高度相似的方向進化過程中， 形成的類 腦巨系統架構?；ヂ摼W大腦具備不斷成熟的類腦視覺、聽覺、軀體感覺、運動神 經系統、記憶神經系統、

17、中樞神經系統、自主神經系統?；ヂ摼W大腦通過類腦神 經元網絡（大社交網絡）社會各要素（包括但不僅限于人，AI 系統，生產資料， 生產工具）和自然各要素（包括但不僅限于河流、山脈、動物、植物、太空）鏈 接起來，從而實現人與人、人與物、物與物的交互，互聯網大腦在云群體智慧和 云機器智能的驅動下通過云反射弧實現對世界的認知、 判斷、 決策、 反饋和改造。 上面的互聯網大腦模型圖不是描述互聯網在 1969 年誕生時的架構，而是根 據科技的進展對互聯網經過 50 年甚至是 100 年的進化，形成的未來成熟結構。 相對與互聯網誕生之初的網狀模型， 互聯網大腦的模型出現了如下幾個重要的變 化和特點： 第一個重

18、要變化是將人類用戶以及商業機構、軍事機構、政府機構等社會組 織作為重要元素加入到互聯網大腦模型中。 第二個重要變化是將音頻傳感器、視頻監控、溫度傳感器、壓力傳感器、機 器人、交通設備、生產設備等元素加入到互聯網大腦模型中，形成互聯網的聽覺 神經系統、視覺神經系統、軀體感覺神經系統、運動神經系統。 第三個重要特點是突出社交網絡是實現互聯網類腦神經元網絡的技術基礎， 提出社交網絡不僅僅是人與人的社交，也將發展成為人與人、人與物、物與物的 社交網絡，我們將其命名為“大社交”網絡。 第四個重要特點是依托“大社交”形成的類腦神經元網絡架構， 形成互聯網的 左右大腦架構，一方面是人類、商業機構、軍事機構、

19、政府機構鏈接起來形成互 聯網的右大腦-云群體智能，另一方面是傳感器、音頻視頻監控、機器人、交通、 生產、辦公、家庭智能設備鏈接起來形成互聯網的左大腦-云機器智能。云群體 智能與云機器智能的結合也是超級智能實現的基礎。 第五個重要特點是體現了人工智能、 大數據等關鍵技術在互聯網大腦中的位 置，同時由于互聯網感覺神經系統、運動神經系統、類腦神經元網絡，神經纖維 的形成，使得互聯網產生類同與人類神經反射的現象，我們將這個新機制命名為 云反射弧。 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 9 第三章 互聯網大腦、城市大腦的“大腦”概念闡述 因為在神經學領域“大腦”有特定的含義，主要是腦的中樞神經高級

20、部分，主 導生物的智能活動，這里大腦是腦的一部分，腦除了包含大腦，還包含小腦、間 腦、腦干，以及延伸出去的神經纖維與神經末梢。一些產業和企業大腦沿用了生 物學大腦的內涵，成為產業級人工智能的一部分。 但另外一方面，包括互聯網大腦，城市大腦等科技概念中，大腦的內涵并不 是特指神經學的大腦，而是“巨大的，范圍廣大”的類腦系統，類同于神經科學的 腦概念，但是一種“大”腦。 科技領域大腦的兩種不同含義，對研究互聯網類腦模型，構建城市大腦，工 業大腦等產業級智能系統時會帶來混淆和誤區， 這篇文章重點對這兩種大腦概念 和外延進行闡述。 3.1 第一種：“大腦”是神經學領域 “大腦”概念的延伸 在神經學領域

21、，生物腦特別是人腦由大腦、 小腦 、 間腦 、腦干組成。其 中：大腦是中樞神經系統的最高級部分，也是腦的主要部分，人類的大腦最為發 達，是思維的器官，主導機體內一切活動過程，并調節機體與周圍環境的平衡， 所以大腦是高級神經活動的物質基礎。 圖圖 3 大腦的主體結構大腦的主體結構 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 10 目前產業界或企業界所提出的大腦概念， 如谷歌大腦， 百度大腦， 工業大腦， 一些城市建設的城市大腦等主要對應了神經學的這個大腦含義， 主要表達建設一 個企業級，行業級或城市是級的人工智能巨系統，對來自企業，行業或城市感知 傳入的各種信息進行綜合處理，并作出判斷或決策，實

22、現相關的管理需求。 3.2 第二種：大腦是指產業界形成的類腦復雜巨系統 2008 年開始，在互聯網產業領域諸多新現象的啟示下，互聯網大腦模型被 提出，含義是互聯網通過 50 年的進化，從網狀結構發展成為類腦模型，因為互 聯網涉及的設備元素眾多，覆蓋的范圍非常龐大，因此互聯網的這個類腦模型被 成為互聯網”大”腦，這里的“大“腦主要是指非常龐大或巨大的類腦結構。是包含 了神經元網絡，中樞神經，感覺神經，運動神經，神經纖維，神經末梢，神經反 射弧在內較為完整的神經系統體系概念。并不等同于神經學的大腦概念。 2015 年，論文基于互聯網大腦模型的智慧城市建設（作者：劉鋒）提 出了城市大腦的定義。提出城

23、市的智慧化建設會伴隨互聯網的類腦化進程，出現 智慧城市的類腦化特征。 城市大腦的兩個重要的特征是城市級神經元網絡和城市 級云反射弧。 同樣， 城市大腦的“大”腦也是巨大的龐大的腦的概念， 是互聯網大腦的子集， 而不是神經學里的大腦，因此，從 2015 年提出城市大腦定義時，并不認為城市 大腦是一個城市級的 AI 巨系統或信息管理系統。 3.3 城市大腦的起源與定義 城市的起源可以上溯到 6000 年前以前，考古學證明最早的城市起源于美索 布達米亞平原，但城市產生以后并不是從一個地方擴散的，而是在不同地域產生 后各自傳播，這就是城市產生的多元學說。 城市的智慧程度是伴隨人類科技和文明的進步發展起

24、來的。 18 世紀中葉開始 的工業革命，城市迎來了一個嶄新的發展時期。作為工業化原動力的各種原料產 地，特別是煤炭、沿海地區，資本、工廠、人口的迅速集中，形成了人口集中、 密度高、工業發達的城市。如英國的藍開夏地區、德國的魯爾地區、美國的大西 洋沿岸和五大湖沿岸等。 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 11 到 1950 年世界城市化水平為 29.2%，1980 年上升到 39.6%， 2000 年達到 46.6%， 預計到 2020 年將達到 57.45%。這個時期城市現代化的標志，包括城市 內部與城市之間的分工與協作；基礎設施高能化；道路、交通（國內與國際）、 通訊、供排水、供電、

25、供氣等現代設施的靈敏化；城市管理工作的信息化等【2】 。 2009 年 1 月，IBM 公司首席執行官彭明盛首次提出“智慧地球”，由此延伸的 智慧城市概念極大推動了世界各個國家的城市現代化進程。 隨著互聯網類腦化進 程的加速，對人類社會結構的不斷深入，智慧城市的建設也無可避免會受到互聯 網大腦模型的影響。 近 20 年以來，數百萬家前沿科技企業不斷推進城市、人類社會的智慧發展， 應該說智慧城市原本是互聯網發展到一定程度， 向城市建設自然蔓延和深入的結 果。 因此建設智慧城市就不能忽略互聯網的發展趨勢和進化規律。城市大腦作為 互聯網大腦與智慧城市建設結合的產物，會繼承互聯網大腦的基本特點，因此基

26、 于互聯網大腦架構實現的智慧城市系統也可以被稱為城市大腦（City Brain）， 而基于互聯網大腦架構建設的城市可以成為類腦城市（ Brain City ），如圖 3.1 所示。 圖圖 4 城市大腦示意圖城市大腦示意圖 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 12 2015 年基于互聯網大腦架構的智慧城市建設一文提出城市大腦的概念， 并在之后形成了更為更為詳細的內容和定義： 城市大腦就是城市建設伴隨著互聯網的發展過程中，逐步形成自己中樞神經 系統（云計算），城市感覺神經系統（物聯網），城市運動神經系統（工業4.0） ， 城市神經末梢發育（邊緣計算），城市智慧的產生與應用（大數據與人工智能

27、）， 城市神經纖維（通訊技術）。以此為基礎形成城市的兩個核心功能：第一是城市 神經元網絡系統(城市大社交網絡），實現城市中人與人，人與物，物與物的信 息交互。第二是城市大腦的云反射弧，實現城市服務的的快速智能反應。云機器 智能和云群體智慧是城市智慧涌現的核心動力。 這樣基于互聯網大腦模型的類腦 城市系統稱之為城市大腦。 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 13 第四章第四章 從互聯網大腦模型中提煉的三個重要特征從互聯網大腦模型中提煉的三個重要特征 圖圖 5 互聯網大腦模型互聯網大腦模型 從互聯網大腦的定義和互聯網大腦模型中， 我們可以看到存在三個最重要的 特點。 通過這個三個特點的分析

28、可以為建設未來成熟的城市大腦超級智能系統提 供理論基礎。 4.1 類腦神經元網絡的建設與萬物互聯 與神經元網絡是人類大腦最重要的結構一樣， 類腦神經元網絡也是互聯網大 腦最重要的結構之一，如上圖中的 1 所示，世界萬物需要映射到互聯網大腦類腦 神經元網絡上，世界萬物包括真實世界的人，人造設備，自然元素，虛擬世界的 應用程序，控制系統，虛擬人工智能角色，每一個元素都應該在互聯網大腦的類 腦神經元網絡中映射成一個神經元節點(用戶信息管理與控制空間），通過這個 神經元節點，世界萬物可以同步自己的信息與知識，運行屬于自己的功能程序。 更為重要的是，世界萬物可以通過自己的神經元節點相互關注，相互通訊，實

29、現 互聯網大腦類腦神經元網絡的構成與激活。 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 14 4.2 云群體智能與云機器智能的雙智能中心控制 如上圖中的 2 所示，數十億人類在互聯網大腦神經元網絡的映射云群體智 能。 數百億設備在互聯網大腦神經元網絡的映射構成了云機器智能。這樣互聯網 大腦運行的智能驅動力來源與 云群體智慧和云機器智能，這兩種智能類型聯合 控制著互聯網大腦的運行。但因為互聯網大腦的形成還是為人類提供服務。需要 受控與人類， 因此在這兩種智能聯合控制時， 必須保證人類智能擁有最高的權限。 4.3 云反射弧的形成與信息的跨節點傳遞 如上圖中的 3 所示，隨著人類用戶，傳感器、云機器

30、人、智能設備、類腦神 經元網絡的加入，互聯網大腦模型的各神經系統逐漸完善起來。這樣在人類神經 系統中一個非常重要的智能現象-反射功能在互聯網的大腦模型中也將出現，我 們將互聯網大腦的這個反射過程稱為云反射弧。 它是互聯網大腦成為一個超級智 能體， 從而可以對世界外部和互聯網內部的信息刺激產生反應的關鍵。在具體實 現上， 與人類大腦的機制相同，互聯網大腦的云反射弧也需要不同種類的神經元 之間形成聯動，將信息從一個神經元節點傳送到另一個神經元節點，在根據需求 不斷向其他神經元傳遞。這種機制與當前的社交網絡點對點通訊是不一致的。 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 15 第五章 構建未來超級

31、智能與城市大腦的核心規范 從第四部分互聯網大腦的理論基礎探討中， 我們對三個重要的特征進行了深 入的探討。根據這三個特征可以形成三個重要規范。第一個規范簡要的說是統一 的神經元節點技術框架（為人類，設備和軟件系統建立）；第二個規范簡要的說 是對于每個神經元節點人機雙智能控制，人類權限最大；第三個規范簡要的說是 跨節點信息路由，實現云反射弧 這個三個特征既是構建未來超級智能頂層規范的基礎， 同時作為互聯網大腦 的子集， 城市大腦本質上也是一個鏈接城市居民智慧和城市機器智能的類腦超級 智能系統。因此城市大腦的建設也應該遵循著三個規范。下面就對這三個規范進 行詳細介紹： 5.1 世界范圍統一的神經元

32、技術框架 從互聯網大腦模型可以看出，無論是互聯網大腦或者作為子集的城市大腦， 其建設核心并不是人工智能系統，云計算，大數據，邊緣計算等技術，而是世界 范圍超級智能類腦神經元網絡的構建。 基于互聯網大腦模型的超級智能類腦神經元網絡的建設， 一方面能夠將世界 范圍（特別是城市范圍內）每一個人，物和系統元素，包括大樓，路燈，汽車， 燃氣管道，城市的居民，醫生，商業機構，市政管理人員(市長），監控城市交 通，醫療，安全的智能系統 提供一個統一的神經元節點空間。 圖圖 6 超級智能類腦神經元網絡超級智能類腦神經元網絡 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 16 在這個節點空間里，人，物，系統可以將

33、自己的信息進行映射同步，可以運 行相應的管理控制程序，通過這個節點空間實現，人與人，人與物，物與物，人 與系統，物與系統，系統與系統的相互關注與信息交流。我們提出在城市神經元 節點中應該有 5 個重要的組成部分，分別是; 1) 信息展示區，對映射對象發布的信息進行顯示的權限控制 2) 功能模塊區，根據不同的映射對象需求提供不同的功能模塊 3) 智能控制區，對信息展示和功能模塊進行管理的區域，要求同時允許人 類和 AI 控制 4) 神經元節點編碼，對所有的城市大腦神經元節點進行統一的編碼 5) 空間位置編碼，對所有城市大腦神經元節點所處的地理位置和海拔高度 進行統一的編碼，標注其位置（如果是網絡

34、智能系統，空間位置將為 0） 圖圖 7 城市神經元節點中城市神經元節點中 5 個重要的組成部分個重要的組成部分 另一方面， 也是更為重要的是， 每個神經元節點都應該就有統一的技術結構， 節點編碼，和地址編碼，不但在一個城市內統一，而且在不同城市之間的神經元 節點的規范也要統一，不但是城市大腦要統一，在農業大腦，工業大腦，建筑大 腦等等專業領域里也也要統一，這樣才能保證符合城市大腦、行業大腦都是互聯 網大腦的子集， 各城市大腦和行業大腦可以通過互聯網大腦架構實現相互協同合 作。 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 17 5.2 每個神經元節點實現人類智能和機器智能雙重控制，同時人 類的使

35、用權限最高 互聯網的左右大腦分別由人類的群體智能和設備的機器智能構成， 互聯網大 腦在這兩種智能的驅動下運轉，這是概念的描述，但具體技術實現就落在人類和 AI 程序對互聯網大腦（城市）神經元節點的雙重控制上。 也就是人類用戶可能登陸到神經元節點(用戶空間）完成人類控制下的神經 元節點運行，在人類不在的情況下，AI 程序在人類的授權下對這個神經元節點 進行控制。譬如市長登錄到自己的神經元節點空間同步自己的信息和資料，對某 些城市事件進行處理，鏈接城市突發事件現場的攝像頭觀看，但當市長暫時退出 節點時，AI 程序可以根據市長授權對文件和請示進行處理。 同樣對于一輛自動汽車，正常情況下 AI 程序對

36、這個汽車進行控制，并將信 息隨時同步到這個汽車城市神經元節點上，供其他居民查看，但當汽車出現異常 時，人類管理員應該可以登錄到汽車神經元節點對這個自動汽車進行接管。 圖圖 8 神經遠節點中人類的控制權神經遠節點中人類的控制權 為了保證人類具有絕對的控制權，每個神經元節點，不論是人，物或系統都 要保證至少有一個人類用戶對該節點具有最高控制權。 這樣反應在大尺度的城市 大腦和互聯網大腦上，人類的群體智慧就是超過機器智能的權限，避免全部交給 機器和 AI 系統進行決策導致的失控現象。 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 18 5.3 在類腦神經元網絡中實現信息路由功能， 與世界范圍 （城市）

37、 人類的需求結合從而實現需求云反射弧 當世界范圍(城市）的人，設備，物，系統都被鏈接到類腦神經元網絡中， 大量的需求，問題，服務就可以通過諸多城市神經元節點的協作完成，從感知城 市的事件需求到中樞神經處理，最后反饋到現場執行，形成一條條超級智能的需 求云反射弧，滿足一個城市，行業，居民區或一個國家的智慧運轉和發展。 在這種情況下， 信息就不能只是在一個神經元節點與另一個神經元節點之間 傳遞，而是可以根據需求，信息從一個神經元到達另一個神經元，并根據路徑規 劃，繼續向下一個神經元節點傳遞，直到完成需求。 圖 9 城市云反射弧機制 譬如在一個大樓里，當某個傳感器發現火情信息后，通過自己的城市神經元

38、 節點將該事件調度給災害管理節點。災害管理節點中的 AI 控制程序對火情信息 進行判斷，將判斷結果和火災信息持續傳遞給人類管理者，并等待人類管理者反 饋， 如果在規定時間內沒有人類管理者反饋，同時有人類管理者之前的授權， AI 控制程序根據事件內容，確定了火情發生的地點、火情的嚴重程度，生成新 的指令，發送給移動滅火機器人。 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 19 移動滅火機器人收到指令以后，移動到火情發生的地點，執行滅火任務。移 動機器人同樣有 AI 控制程序和人類控制程序， 在執行 AI 控制指令時， 如果出現 人類指令，優先執行人類指令 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.

39、0 20 第六章 構建城市大腦與未來超級智能產業分析框架 圖圖 10 城市大腦與未來超級智能產業分析框架城市大腦與未來超級智能產業分析框架 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 21 超級智能（互聯網大腦超級智能（互聯網大腦/城市大腦）的產業架構城市大腦）的產業架構 1 類腦神經元網絡2 視覺神經系統3 聽覺神經系統4 軀體感覺神經系統 5 運動神經系統6 定位與空間位置服務7 神經纖維系統8 中樞神經系統 9 神經反射弧系統10 夢境世界構建 11 記憶憶系統（大數據存貯與大數據處 理） 12 人工智能算法13 群體智能方向 14 人機交互界面 方向 15 超算與大規模計 算 16 安

40、全防護17 芯片方向18 操作系統方向 19 神經系統綜合應 用（系統集成） 1.超級智能（互聯網大腦超級智能（互聯網大腦/城市大腦）城市大腦）-類腦神經元網絡方向（范例）類腦神經元網絡方向（范例） 第三方符合三個頂層 規范（空） 微信、QQ微博Tiktok，抖音、多閃 臉書 FacebookTwitterline阿里巴巴（B2B） 2.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-視覺神經系統方向（范例）視覺神經系統方向（范例） ?？低?類腦神經元網絡 曠視科技商湯科技云從科技 依圖科技中科視拓日本基恩士美國康耐視 3.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-聽覺神經系統（范例）聽覺

41、神經系統（范例） 科大訊飛云知聲聲智科技捷通華聲 思必馳NuanceMSRA 語音出門問問 4.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-軀體感覺神經系統（范例）軀體感覺神經系統（范例） 美國MEAS傳感器公 司 霍尼韋爾國際公司美國凱勒公司中電 13 所/55 所 盾安傳感華天科技明皜傳感矽睿 5.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-運動神經系統（范例）運動神經系統（范例） GE海爾達闥科技abb 發那科（FANUC）大疆pony.aiWaymo 新松機器人 6.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-定位與空間位置服務（范例）定位與空間位置服務（范例） GPS 衛星導航

42、系統“北斗”衛星導航系統俄羅斯 GLONASS百度地圖 “伽利略”衛星導航北斗網格編碼千尋位置高德地圖 7.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-神經纖維系統（范例）神經纖維系統（范例） AT&T中國移動Verizon日本軟銀集團 Communications沃達豐德國電信中國電信 中國聯通華為思科semtech 的LoRa標準 8.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-中樞神經系統（范例）中樞神經系統（范例） 亞馬遜 AWS微軟 Azure阿里云騰訊云 華為云百度云世紀互聯金山云 網易云中國移動云計算 9.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-神經反射弧系統（范例）神

43、經反射弧系統（范例） UBER滴滴淘寶京東 拼多多美團亞馬遜順豐 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 22 哈啰出行貨拉拉 10.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-夢境世界構建（范例）夢境世界構建（范例） AutodeskUnityOculus Rift3ds MAX Epic Games小簽科技谷歌地球海云科技 數字冰雹暴雪娛樂魔獸世界Secondlife口袋妖怪 GO 11.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-記憶系統（大數據存貯與大數據處理）記憶系統（大數據存貯與大數據處理） 谷歌百度搜狗中科五極 沃民高科Palantir明略科技神策數據 Salesforc

44、e字節跳動OracleSplunk 12.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-人工智能算法方向人工智能算法方向 （范例）（范例） OpenAIDeepmind圖靈機器人深思考 AIBrainCloudMinds第四范式H2O Zebra Medical VisionIris AI地平線寒武紀 13.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-群體智能方向（范例）群體智能方向（范例） 知乎豬八戒網得到Quora 喜馬拉雅維基百科互動百科一品威客 ElanceFreelancer 14.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-人機交互界面方向（范例）人機交互界面方向（范例） 華為

45、手機蘋果手機三星手機戴爾 聯想OculusHTC Vive微軟 Hololens 亮豐臺NeuralinkBrainCo 15.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-超算與大規模計算（范例）超算與大規模計算（范例） 美國國際商用機器公 司（IBM） 美國克雷美國惠普企業 中科類腦聯想比特大陸 曙光國家超級計算濟南中心國家超級計算無錫中心 國家超級計算天津中 心 國家超級計算廣州中心國家超級計算鄭州中心 國家超級計算深圳中 心 國家超級計算長沙中心 16.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-安全防護（范例）安全防護（范例） Optiv Security安天奇虎 360安恒信息

46、Nexusguard瀚思綠盟 深信服奇安信美國雷神Herjavec Group 英國 BAE 系統以色列 CyberArk 17.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-芯片方向（范例）芯片方向（范例） 英特爾AMD英偉達中芯國際 ARM高通華為海思賽靈思科技 荷蘭 ASML 公司臺基電北京神州龍芯 18.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-操作系統（范例）操作系統（范例） 微軟Windows蘋果 iOS谷歌 安卓Jolla LinuxYunOSFirefox OSInternetwork Three OSHuawei LiteOS 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0

47、23 RT-ThreadIOS 19.超級智能（互聯網大腦）超級智能（互聯網大腦）-神經系統綜合應用（系統集成）神經系統綜合應用（系統集成） 亞信科技太極信息數字政通中國軟件與技術服務 銳安科技神州泰岳網御星云易華錄 訊飛智元科大國創擎天科技東軟系統集成 城市大腦與超級智能建設規范研究報告 1.0 24 第七章 構建未來超級智能和城市大腦關鍵技術與企業名錄 7.1 北斗時空網格碼（定位與空間位置服務） 簡評：北斗時空網格碼可以為解決神經元節點的地理位置編碼提供重要支持。 （信息來源： 北斗時空網格碼技術源自由北京大學牽頭的國家 973 項目“全球空天信息剖 分組織機理與應用方法研究（2009

48、年-2013 年）”。提出了地球剖分方法（地球 空間剖分成無縫無疊的多層次離散網格）和提出大數據組織參考框架（為現有各 種規格的數據統一組織提供空間參考系， 地球上所有區位信息和空間實體信息均 可通過編碼關聯到相應的參考網格上，形成空間大數據的降維機制，提升數據關 聯計算效率，加快分析與決策）。通過三次地球擴展，實現整度、整分、整秒的 四叉樹剖分，形成一個上至地球、下至厘米級面元（32 級）的多尺度四叉樹網 格。 北斗網格碼是在 GeoSOT 地球空間剖分理論的基礎上發展出的一種離散化、 多尺度區域位置標識體系， 它可以為地心至地上 6 萬公里地球空間中各種大小不 等、最高精度達 1.5 厘米的任意網格賦予全球唯一的一維整型數編碼，并可在同 一區城范圍內，與任意一個實體對象和各種不同的數據建立起內在的相互關聯。 北斗網格碼與北斗導航系統相結合，將提供一種全新的空間位置服務模式， 特別適合作為現代信息社會的大數據入口，并貫穿整個信息鏈的所有環節。它的 推廣應用，不僅能給高精度位