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城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.02020 年 4 月 2 日城市大脑与超级智能城市研究组CB&SIC目录目录CONTENTSCONTENTS第一章 城市大脑与超级智能城市起源与背景.1第二章 简述：本报告核心观点.3第三章 城市大脑和超级智能城市理论基础-互联网大脑模型.6第四章 互联网大脑、城市大脑的“大脑”概念阐述.9第六章 构建城市大脑和超级智能城市的核心规范.15第七章 构建城市大脑与超级智能城市产业分析框架.20第八章 构建未来超级智能和城市大脑关键技术与企业名录.24第九章 如何测量一个城市大脑的智商，城市智商的测试方法.43第十章 构建未来超级智能和城市大脑建设规范需要解决的问题.48主编主编介绍介绍刘锋刘锋 计算机博士计算机博士，20082008 年受聘于中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心年受聘于中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心特聘特聘研究员研究员，20192019 年受聘南京财经大学教授年受聘南京财经大学教授(客座客座），人工智能学家人工智能学家创始人创始人，沃沃民高科超级智能研究院院长民高科超级智能研究院院长，远望智库超级智能实验室主任远望智库超级智能实验室主任。主要研究方向为。主要研究方向为互联网互联网、人工智能和脑科学交叉领域人工智能和脑科学交叉领域，发表相关学术论文发表相关学术论文 3030 余篇余篇，出版专著两出版专著两部（互联网进化论崛起的超级智能）。部（互联网进化论崛起的超级智能）。20052005 年提出互联网知识共享与交易的年提出互联网知识共享与交易的“威客威客”模式模式，受到中央电视台新闻联播受到中央电视台新闻联播、人民日报人民日报、中国青年报等国内外重要媒体的报道中国青年报等国内外重要媒体的报道，引领近百家企业进入该领域引领近百家企业进入该领域，由此推动数家独角兽企业的产生由此推动数家独角兽企业的产生。20072007 年通过深入研究互联网结构的重大变化年通过深入研究互联网结构的重大变化，提出并建立了提出并建立了“互联网大脑模型互联网大脑模型”，对包括城市大脑、行业大脑、前沿科技涌，对包括城市大脑、行业大脑、前沿科技涌现和相互关系进行深入研究。在人工智能领域，现和相互关系进行深入研究。在人工智能领域，20142014 年与石勇教授一起建立标年与石勇教授一起建立标准智能模型准智能模型，形成形成 AIAI 与人类通用智商测试方法与人类通用智商测试方法，成果受到美国成果受到美国 CBNCCBNC、麻省理工麻省理工科技评论科技评论、日本每日新闻日本每日新闻、印度排名第一的英文媒体印度排名第一的英文媒体 IndiatodayIndiatoday 等世界主流媒等世界主流媒体的报道。体的报道。联系方式：联系方式：，微信号微信号:910428183:910428183微信公众号：微信公众号：城市城市大脑与超级智能城市大脑与超级智能城市城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.01第一章 城市大脑与超级智能城市起源与背景21 世纪以来，眼花缭乱的前沿科技新概念喷薄而出，从 Web2.0、社交网络、物联网、移动互联网、大数据、工业 4.0、工业互联网 到云机器人、深度学习、边缘计算，特别是在 2010 年以来，前沿科技领域出现诸多“大脑”概念，企业界出现谷歌大脑，百度大脑，阿里大脑，360 安全大脑，腾讯超级大脑等，产业界出现城市大脑，城市神经网络，工业大脑，航空大脑等，其中城市大脑的出现引起了政府。学术界和产业界的高度重视。并在很多城市开始推动。在学术领域，科学院团队 2008 年发表论文提出“互联网大脑模型”，提出互联网经过数十年的发展正在从网状结构发展成为大脑模型，互联网结构的这一重大变化也必将对科技，经济，产业，城市建设等诸多领域产生重大影响。2015 年 2 月，科学院团队根据互联网的类脑特征与智慧城市结合，发表文章 基于互联网大脑的智慧城市建设 提出“城市大脑”的概念和定义，内容如下：“城市大脑是城市建设伴随着 21 世纪互联网架构的类脑化过程，逐步形成自己中枢神经（云计算）城市感觉神经（物联网）城市运动神经（工业 4.0，工业互联网）城市神经末梢发育（边缘计算）城市智慧的产生与应用（大数据与人工智能）城市神经纤维（5G、光纤、卫星等通讯技术）在上述城市类脑神经的支撑下，形成城市建设的两大核心：第一是城市神经元网络（城市大社交网络）实现城市中人与人，人与物，物与物的信息交互。第二是城市大脑的云反射弧，实现城市服务的快速智能反应。云机器智能和云群体智慧是城市智慧涌现的核心动力。这样基于互联网大脑模型的类脑城市架构称之为城市大脑”。在产业领域，2016 年阿里提出阿里 ET 城市大脑，2017 年，华为提出城市神经网络，2018 年提出城市超级大脑，科大讯飞提出城市超脑。在城市建设方面，从 2016 年，杭州、上海、北京、广州等城市各自提出和开展了不同城市大脑建设方案，其中上海市开展了以建设城市神经元为重点的顶层方案。城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.022016 年之后，城市大脑领域出现了突飞猛进的发展势头：在基础理论研究方面，科学院团队分别在 2017 年科学蓝皮书，2018 年 IEEE 国际会议上发表论文，进一步阐述了城市大脑的建设框架，重点提出城市大脑是一个聚合机器云智能与人类群体智慧的类脑智能复杂巨系统。同时提出了城市智商的评价标准，指出通过对城市神经元网络和城市云反射弧的成熟度考察，可以评估一个城市的城市智商。在城市大脑成为前沿科技和产业的新一轮热点时，学术界，产业界关于什么是城市大脑意见并不统一。就如何建设城市大脑，存在各种不同的观点和设计规划，譬如前文提到的类脑智能复杂巨系统是其中最早的一个定义，也有企业认为城市大脑是一个综合物联网、大数据、云计算，人工智能的技术综合体，或者认为城市大脑是一个通过人工智能系统对城市各个部分进行管理和控制的信息系统。究竟应该按照那种观点和理论开展城市大脑的顶层设计就成为一个非常重要的问题，深入研究可以规避信息孤岛的产生，重复性建设以及战略规划失误等问题。本报告对上述问题进行了深入探索和探讨城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.03第二章 简述：本报告核心观点 互联网经过 50 年发展，从网状结构发展成为大脑模型，到 21 世纪，数十亿人类群体智慧与数百亿智能设备机器智能通过互联网大脑架构形成超级智能。城市大脑是互联网大脑发育过程中与城市建设结合的产物，一方面会继承互联网大脑的特征，另一方面是互联网大脑的子集，通过互联网大脑，城市大脑之间也进行信息互动。城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.04 互联网大脑有三个重要特征，第一是类脑神经元网络与万物互联，第二是人机双智能中心控制，人类权限最大，第三是云反射弧的形成与信息的跨节点传递。根据互联网大脑的三个特征，可以形成城市大脑和未来超级智能的三个顶层技术规范。第一是：统一的神经元节点技术框架（为人类，设备和软件系统建立）；第二是：对于每个神经元节点人机双智能控制，人类权限最大；第三是：跨节点信息路由，实现云反射弧城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.05 根据互联网大脑的构成，形成能够实现城市大脑和未来超级智能的 19 个相关技术和企业方向，每个方向举出 8 到 12 个技术或企业作为范例超级智能（互联网大脑超级智能（互联网大脑/城市大脑）的产业架构城市大脑）的产业架构1 类脑神经元网络2 视觉神经系统3 听觉神经系统4 躯体感觉神经系统5 运动神经系统6 定位与空间位置服务7 神经纤维系统8 中枢神经系统9 神经反射弧系统10 梦境世界构建11 记忆系统（大数据存贮与大数据处理）12 人工智能算法13 群体智能14 人机交互界面方向15 超算与大规模计算16 安全防护17 芯片方向18 操作系统方向19 神经系统综合应用（系统集成）城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.06第三章 城市大脑和超级智能城市理论基础-互联网大脑模型近 20 年以来，数百万家前沿科技企业不断推进城市、人类社会的智慧发展，应该说智慧城市，城市大脑原本是互联网发展到一定程度，向城市建设自然蔓延和深入的结果。因此无乱是建设智慧城市还是建设城市大脑。就不能忽略互联网的发展趋势和进化规律。我们知道网状模型是互联网最早也是最重要的模型，某种意义上，互联网可以说是美苏冷战的产物。为了防止通讯系统在核战争中被彻底摧毁，1969 年，美国国防部研究计划署开始构建阿帕网，将美国四个研究机构的四台计算机连接起来。互联网崛起之路就此开始。可能它的创造者也没有想到，在短短的 50 年中，互联网已成为对人类社会影响最为深远的技术。无论从互联网的起源还是从它的名称看，网状结构一直是互联网留给人类最突出的印象，即使是在学术领域中，它的定义也是这样描述的“互联网是指将世界范围计算机网络互相联接在一起的网际网络”（如 1 所示）。图 1 互联网的网状模型激烈的竞争和技术的快速应用，使得互联网不断呈现出新的现象和状态。2004 年以腾讯和 Facebook 为代表兴起的社交网络，担负了链接世界范围的人、物、系统和数据的功能，并将自己的触角蔓延到人类社会的各个角落，成为互联网最重要的基础应用之一。如果我们把它们的结构图绘制出来，可以看出有着非常强的类脑神经元网络特征。2015 年 2 月，自然报道了英国科学家的最新城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.07成果，他们发现，脑中的神经元放电就像一个社交网络，也存在社群和好友关系。这表明社交网络与人脑神经元网络的趋同时在两个方向得到体现。早在 2009 年 IBM 提出智慧地球导致物联网兴起之前，2007 年中国的水利部门开始在长江、黄河等水域安放流速传感器，获取水流和水深的变化信息；在土壤中安放化学传感器，获取酸碱度和压力的变化；在空气中安放温度传感器，获取温度和湿度的变化。这些传感器获得的数据通过互联网通讯线路传输到北京水利部的大型计算机中进行处理，形成实时的水文报告，为防汛抗旱提前做出预测和判断，这个基于互联网的传感器网络向人类社会体现了显著的类躯体感觉神经特征。2007 年，谷歌的街景系统开始推出，在世界范围安防摄像头和视频观察汽车，让互联网用户可以实时观看世界各地的场景和景色，不仅仅是 Google 的街景系统，互联网的视频实时监控在 21 世纪初已经开始大范围应用。一些旅游公司在风景区安放摄像头，让人们可以提前看到风景区的实时画面；一些公司提供家庭视频监控服务，把摄像头安放在家中，让用户随时可以查看家庭的安全状况。谷歌街景系统等互联网实时摄像技术涌现出典型的类视觉神经特征。在上述现象的启发下，从 2007 年科学院石勇、刘锋团队开始意识到，在新的世纪里互联网已经明显突破了网状的结构。越来越多的迹象表明，互联网正在向与人类大脑高度相似的方向进化。由此石勇刘锋团队基于人类大脑的构造原理，从 2008 年开始，到 2018 年形成了如下图所示的互联网大脑模型图。图图 2 互联网大脑模型图互联网大脑模型图城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.08如果用文字描述互联网大脑模型（Internet Brain），它的定义是这样的：互联网大脑就是互联网向与人类大脑高度相似的方向进化过程中，形成的类脑巨系统架构。互联网大脑具备不断成熟的类脑视觉、听觉、躯体感觉、运动神经系统、记忆神经系统、中枢神经系统、自主神经系统。互联网大脑通过类脑神经元网络（大社交网络）社会各要素（包括但不仅限于人，AI 系统，生产资料，生产工具）和自然各要素（包括但不仅限于河流、山脉、动物、植物、太空）链接起来，从而实现人与人、人与物、物与物的交互，互联网大脑在云群体智慧和云机器智能的驱动下通过云反射弧实现对世界的认知、判断、决策、反馈和改造。上面的互联网大脑模型图不是描述互联网在 1969 年诞生时的架构，而是根据科技的进展对互联网经过 50 年甚至是 100 年的进化，形成的未来成熟结构。相对与互联网诞生之初的网状模型，互联网大脑的模型出现了如下几个重要的变化和特点：第一个重要变化是将人类用户以及商业机构、军事机构、政府机构等社会组织作为重要元素加入到互联网大脑模型中。第二个重要变化是将音频传感器、视频监控、温度传感器、压力传感器、机器人、交通设备、生产设备等元素加入到互联网大脑模型中，形成互联网的听觉神经系统、视觉神经系统、躯体感觉神经系统、运动神经系统。第三个重要特点是突出社交网络是实现互联网类脑神经元网络的技术基础，提出社交网络不仅仅是人与人的社交，也将发展成为人与人、人与物、物与物的社交网络，我们将其命名为“大社交”网络。第四个重要特点是依托“大社交”形成的类脑神经元网络架构，形成互联网的左右大脑架构，一方面是人类、商业机构、军事机构、政府机构链接起来形成互联网的右大脑-云群体智能，另一方面是传感器、音频视频监控、机器人、交通、生产、办公、家庭智能设备链接起来形成互联网的左大脑-云机器智能。云群体智能与云机器智能的结合也是超级智能实现的基础。第五个重要特点是体现了人工智能、大数据等关键技术在互联网大脑中的位置，同时由于互联网感觉神经系统、运动神经系统、类脑神经元网络，神经纤维的形成，使得互联网产生类同与人类神经反射的现象，我们将这个新机制命名为云反射弧。城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.09第四章 互联网大脑、城市大脑的“大脑”概念阐述因为在神经学领域“大脑”有特定的含义，主要是脑的中枢神经高级部分，主导生物的智能活动，这里大脑是脑的一部分，脑除了包含大脑，还包含小脑、间脑、脑干，以及延伸出去的神经纤维与神经末梢。一些产业和企业大脑沿用了生物学大脑的内涵，成为产业级人工智能的一部分。但另外一方面，包括互联网大脑，城市大脑等科技概念中，大脑的内涵并不是特指神经学的大脑，而是“巨大的，范围广大”的类脑系统，类同于神经科学的脑概念，但是一种“大”脑。科技领域大脑的两种不同含义，对研究互联网类脑模型，构建城市大脑，工业大脑等产业级智能系统时会带来混淆和误区，这篇文章重点对这两种大脑概念和外延进行阐述。3.1 第一种：“大脑”是神经学领域“大脑”概念的延伸在神经学领域，生物脑特别是人脑由大脑、小脑、间脑、脑干组成。其中：大脑是中枢神经系统的最高级部分，也是脑的主要部分，人类的大脑最为发达，是思维的器官，主导机体内一切活动过程，并调节机体与周围环境的平衡，所以大脑是高级神经活动的物质基础。图图 3 大脑的主体结构大脑的主体结构城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.010目前产业界或企业界所提出的大脑概念，如谷歌大脑，百度大脑，工业大脑，一些城市建设的城市大脑等主要对应了神经学的这个大脑含义，主要表达建设一个企业级，行业级或城市是级的人工智能巨系统，对来自企业，行业或城市感知传入的各种信息进行综合处理，并作出判断或决策，实现相关的管理需求。3.2 第二种：大脑是指产业界形成的类脑复杂巨系统2008 年开始，在互联网产业领域诸多新现象的启示下，互联网大脑模型被提出，含义是互联网通过 50 年的进化，从网状结构发展成为类脑模型，因为互联网涉及的设备元素众多，覆盖的范围非常庞大，因此互联网的这个类脑模型被成为互联网”大”脑，这里的“大“脑主要是指非常庞大或巨大的类脑结构。是包含了神经元网络，中枢神经，感觉神经，运动神经，神经纤维，神经末梢，神经反射弧在内较为完整的神经系统体系概念。并不等同于神经学的大脑概念。2015 年，论文基于互联网大脑模型的智慧城市建设（作者：刘锋）提出了城市大脑的定义。提出城市的智慧化建设会伴随互联网的类脑化进程，出现智慧城市的类脑化特征。城市大脑的两个重要的特征是城市级神经元网络和城市级云反射弧。同样，城市大脑的“大”脑也是巨大的庞大的脑的概念，是互联网大脑的子集，而不是神经学里的大脑，因此，从 2015 年提出城市大脑定义时，并不认为城市大脑是一个城市级的 AI 巨系统或信息管理系统。3.3 城市大脑的起源与定义城市的起源可以上溯到 6000 年前以前，考古学证明最早的城市起源于美索布达米亚平原，但城市产生以后并不是从一个地方扩散的，而是在不同地域产生后各自传播，这就是城市产生的多元学说。城市的智慧程度是伴随人类科技和文明的进步发展起来的。18 世纪中叶开始的工业革命，城市迎来了一个崭新的发展时期。作为工业化原动力的各种原料产地，特别是煤炭、沿海地区，资本、工厂、人口的迅速集中，形成了人口集中、密度高、工业发达的城市。如英国的蓝开夏地区、德国的鲁尔地区、美国的大西洋沿岸和五大湖沿岸等。城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.011到 1950 年世界城市化水平为 29.2%，1980 年上升到 39.6%，2000 年达到46.6%，预计到 2020 年将达到 57.45%。这个时期城市现代化的标志，包括城市内部与城市之间的分工与协作；基础设施高能化；道路、交通（国内与国际）、通讯、供排水、供电、供气等现代设施的灵敏化；城市管理工作的信息化等【2】。2009 年 1 月，IBM 公司首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”，由此延伸的智慧城市概念极大推动了世界各个国家的城市现代化进程。随着互联网类脑化进程的加速，对人类社会结构的不断深入，智慧城市的建设也无可避免会受到互联网大脑模型的影响。近 20 年以来，数百万家前沿科技企业不断推进城市、人类社会的智慧发展，应该说智慧城市原本是互联网发展到一定程度，向城市建设自然蔓延和深入的结果。因此建设智慧城市就不能忽略互联网的发展趋势和进化规律。城市大脑作为互联网大脑与智慧城市建设结合的产物，会继承互联网大脑的基本特点，因此基于互联网大脑架构实现的智慧城市系统也可以被称为城市大脑（City Brain），而基于互联网大脑架构建设的城市可以成为类脑城市（Brain City），如图 3.1所示。图图 4 城市大脑示意图城市大脑示意图城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.0122015 年基于互联网大脑架构的智慧城市建设一文提出城市大脑的概念，并在之后形成了更为更为详细的内容和定义：城市大脑就是城市建设伴随着互联网的发展过程中，逐步形成自己中枢神经系统（云计算），城市感觉神经系统（物联网），城市运动神经系统（工业4.0），城市神经末梢发育（边缘计算），城市智慧的产生与应用（大数据与人工智能），城市神经纤维（通讯技术）。以此为基础形成城市的两个核心功能：第一是城市神经元网络系统(城市大社交网络），实现城市中人与人，人与物，物与物的信息交互。第二是城市大脑的云反射弧，实现城市服务的的快速智能反应。云机器智能和云群体智慧是城市智慧涌现的核心动力。这样基于互联网大脑模型的类脑城市系统称之为城市大脑。城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.013第第五五章章 从互联网大脑模型中提炼的三个重要特征从互联网大脑模型中提炼的三个重要特征图图 5 互联网大脑模型互联网大脑模型从互联网大脑的定义和互联网大脑模型中，我们可以看到存在三个最重要的特点。通过这个三个特点的分析可以为建设未来成熟的城市大脑超级智能系统提供理论基础。4.1 类脑神经元网络的建设与万物互联与神经元网络是人类大脑最重要的结构一样，类脑神经元网络也是互联网大脑最重要的结构之一，如上图中的 1 所示，世界万物需要映射到互联网大脑类脑神经元网络上，世界万物包括真实世界的人，人造设备，自然元素，虚拟世界的应用程序，控制系统，虚拟人工智能角色，每一个元素都应该在互联网大脑的类脑神经元网络中映射成一个神经元节点(用户信息管理与控制空间），通过这个神经元节点，世界万物可以同步自己的信息与知识，运行属于自己的功能程序。更为重要的是，世界万物可以通过自己的神经元节点相互关注，相互通讯，实现互联网大脑类脑神经元网络的构成与激活。城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.0144.2 云群体智能与云机器智能的双智能中心控制如上图中的 2 所示，数十亿人类在互联网大脑神经元网络的映射云群体智能。数百亿设备在互联网大脑神经元网络的映射构成了云机器智能。这样互联网大脑运行的智能驱动力来源与 云群体智慧和云机器智能，这两种智能类型联合控制着互联网大脑的运行。但因为互联网大脑的形成还是为人类提供服务。需要受控与人类，因此在这两种智能联合控制时，必须保证人类智能拥有最高的权限。4.3 云反射弧的形成与信息的跨节点传递如上图中的 3 所示，随着人类用户，传感器、云机器人、智能设备、类脑神经元网络的加入，互联网大脑模型的各神经系统逐渐完善起来。这样在人类神经系统中一个非常重要的智能现象-反射功能在互联网的大脑模型中也将出现，我们将互联网大脑的这个反射过程称为云反射弧。它是互联网大脑成为一个超级智能体，从而可以对世界外部和互联网内部的信息刺激产生反应的关键。在具体实现上，与人类大脑的机制相同，互联网大脑的云反射弧也需要不同种类的神经元之间形成联动，将信息从一个神经元节点传送到另一个神经元节点，在根据需求不断向其他神经元传递。这种机制与当前的社交网络点对点通讯是不一致的。城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.015第六章 构建城市大脑和超级智能城市的核心规范从第四部分互联网大脑的理论基础探讨中，我们对三个重要的特征进行了深入的探讨。根据这三个特征可以形成三个重要规范。第一个规范简要的说是统一的神经元节点技术框架（为人类，设备和软件系统建立）；第二个规范简要的说是对于每个神经元节点人机双智能控制，人类权限最大；第三个规范简要的说是跨节点信息路由，实现云反射弧这个三个特征既是构建未来超级智能顶层规范的基础，同时作为互联网大脑的子集，城市大脑本质上也是一个链接城市居民智慧和城市机器智能的类脑超级智能系统。因此城市大脑的建设也应该遵循着三个规范。下面就对这三个规范进行详细介绍：5.1 世界范围统一的神经元技术框架从互联网大脑模型可以看出，无论是互联网大脑或者作为子集的城市大脑，其建设核心并不是人工智能系统，云计算，大数据，边缘计算等技术，而是世界范围超级智能类脑神经元网络的构建。基于互联网大脑模型的超级智能类脑神经元网络的建设，一方面能够将世界范围（特别是城市范围内）每一个人，物和系统元素，包括大楼，路灯，汽车，燃气管道，城市的居民，医生，商业机构，市政管理人员(市长），监控城市交通，医疗，安全的智能系统 提供一个统一的神经元节点空间。图图 6 超级智能类脑神经元网络超级智能类脑神经元网络城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.016在这个节点空间里，人，物，系统可以将自己的信息进行映射同步，可以运行相应的管理控制程序，通过这个节点空间实现，人与人，人与物，物与物，人与系统，物与系统，系统与系统的相互关注与信息交流。我们提出在城市神经元节点中应该有 5 个重要的组成部分，分别是;1)信息展示区，对映射对象发布的信息进行显示的权限控制2)功能模块区，根据不同的映射对象需求提供不同的功能模块3)智能控制区，对信息展示和功能模块进行管理的区域，要求同时允许人类和 AI 控制4)神经元节点编码，对所有的城市大脑神经元节点进行统一的编码5)空间位置编码，对所有城市大脑神经元节点所处的地理位置和海拔高度进行统一的编码，标注其位置（如果是网络智能系统，空间位置将为 0）图图 7 城市神经元节点中城市神经元节点中 5 个重要的组成部分个重要的组成部分另一方面，也是更为重要的是，每个神经元节点都应该就有统一的技术结构，节点编码，和地址编码，不但在一个城市内统一，而且在不同城市之间的神经元节点的规范也要统一，不但是城市大脑要统一，在农业大脑，工业大脑，建筑大脑等等专业领域里也也要统一，这样才能保证符合城市大脑、行业大脑都是互联网大脑的子集，各城市大脑和行业大脑可以通过互联网大脑架构实现相互协同合作。城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.0175.2 每个神经元节点实现人类智能和机器智能双重控制，同时人类的使用权限最高互联网的左右大脑分别由人类的群体智能和设备的机器智能构成，互联网大脑在这两种智能的驱动下运转，这是概念的描述，但具体技术实现就落在人类和AI 程序对互联网大脑（城市）神经元节点的双重控制上。也就是人类用户可能登陆到神经元节点(用户空间）完成人类控制下的神经元节点运行，在人类不在的情况下，AI 程序在人类的授权下对这个神经元节点进行控制。譬如市长登录到自己的神经元节点空间同步自己的信息和资料，对某些城市事件进行处理，链接城市突发事件现场的摄像头观看，但当市长暂时退出节点时，AI 程序可以根据市长授权对文件和请示进行处理。同样对于一辆自动汽车，正常情况下 AI 程序对这个汽车进行控制，并将信息随时同步到这个汽车城市神经元节点上，供其他居民查看，但当汽车出现异常时，人类管理员应该可以登录到汽车神经元节点对这个自动汽车进行接管。图图 8 神经远节点中人类的控制权神经远节点中人类的控制权为了保证人类具有绝对的控制权，每个神经元节点，不论是人，物或系统都要保证至少有一个人类用户对该节点具有最高控制权。这样反应在大尺度的城市大脑和互联网大脑上，人类的群体智慧就是超过机器智能的权限，避免全部交给机器和 AI 系统进行决策导致的失控现象。城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.0185.3 在类脑神经元网络中实现信息路由功能，与世界范围（城市）人类的需求结合从而实现需求云反射弧当世界范围(城市）的人，设备，物，系统都被链接到类脑神经元网络中，大量的需求，问题，服务就可以通过诸多城市神经元节点的协作完成，从感知城市的事件需求到中枢神经处理，最后反馈到现场执行，形成一条条超级智能的需求云反射弧，满足一个城市，行业，居民区或一个国家的智慧运转和发展。在这种情况下，信息就不能只是在一个神经元节点与另一个神经元节点之间传递，而是可以根据需求，信息从一个神经元到达另一个神经元，并根据路径规划，继续向下一个神经元节点传递，直到完成需求。图 9 城市云反射弧机制譬如在一个大楼里，当某个传感器发现火情信息后，通过自己的城市神经元节点将该事件调度给灾害管理节点。灾害管理节点中的 AI 控制程序对火情信息进行判断，将判断结果和火灾信息持续传递给人类管理者，并等待人类管理者反馈，如果在规定时间内没有人类管理者反馈，同时有人类管理者之前的授权，AI 控制程序根据事件内容，确定了火情发生的地点、火情的严重程度，生成新的指令，发送给移动灭火机器人。城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.019移动灭火机器人收到指令以后，移动到火情发生的地点，执行灭火任务。移动机器人同样有 AI 控制程序和人类控制程序，在执行 AI 控制指令时，如果出现人类指令，优先执行人类指令城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.020第七章 构建城市大脑与超级智能城市产业分析框架图图 10 城市大脑与未来超级智能产业分析框架城市大脑与未来超级智能产业分析框架城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.021超级智能（互联网大脑超级智能（互联网大脑/城市大脑）的产业架构城市大脑）的产业架构1 类脑神经元网络2 视觉神经系统3 听觉神经系统4 躯体感觉神经系统5 运动神经系统6 定位与空间位置服务7 神经纤维系统8 中枢神经系统9 神经反射弧系统10 梦境世界构建11 记忆忆系统（大数据存贮与大数据处理）12 人工智能算法13 群体智能方向14 人机交互界面方向15 超算与大规模计算16 安全防护17 芯片方向18 操作系统方向19 神经系统综合应用（系统集成）1.超级智能（互联网大脑超级智能（互联网大脑/城市大脑）城市大脑）-类脑神经元网络方向（范例）类脑神经元网络方向（范例）第三方符合三个顶层规范（空）微信、QQ微博Tiktok，抖音、多闪脸书 FacebookTwitterline阿里巴巴（B2B）2.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-视觉神经系统方向（范例）视觉神经系统方向（范例）海康威视类脑神经元网络旷视科技商汤科技云从科技依图科技中科视拓日本基恩士美国康耐视3.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-听觉神经系统（范例）听觉神经系统（范例）科大讯飞云知声声智科技捷通华声思必驰NuanceMSRA 语音出门问问4.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-躯体感觉神经系统（范例）躯体感觉神经系统（范例）美国MEAS传感器公司霍尼韦尔国际公司美国凯勒公司中电 13 所/55 所盾安传感华天科技明皜传感矽睿5.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-运动神经系统（范例）运动神经系统（范例）GE海尔达闼科技abb发那科（FANUC）大疆pony.aiWaymo新松机器人6.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-定位与空间位置服务（范例）定位与空间位置服务（范例）GPS 卫星导航系统“北斗”卫星导航系统俄罗斯 GLONASS百度地图“伽利略”卫星导航北斗网格编码千寻位置高德地图7.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-神经纤维系统（范例）神经纤维系统（范例）AT&T中国移动Verizon日本软银集团Communications沃达丰德国电信中国电信中国联通华为思科semtech 的LoRa标准8.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-中枢神经系统（范例）中枢神经系统（范例）亚马逊 AWS微软 Azure阿里云腾讯云华为云百度云世纪互联金山云网易云中国移动云计算9.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-神经反射弧系统（范例）神经反射弧系统（范例）UBER滴滴淘宝京东拼多多美团亚马逊顺丰城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.022哈啰出行货拉拉10.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-梦境世界构建（范例）梦境世界构建（范例）AutodeskUnityOculus Rift3ds MAXEpic Games小签科技谷歌地球海云科技数字冰雹暴雪娱乐魔兽世界Secondlife口袋妖怪 GO11.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-记忆系统（大数据存贮与大数据处理）记忆系统（大数据存贮与大数据处理）谷歌百度搜狗中科五极沃民高科Palantir明略科技神策数据Salesforce字节跳动OracleSplunk12.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-人工智能算法方向人工智能算法方向（范例）（范例）OpenAIDeepmind图灵机器人深思考AIBrainCloudMinds第四范式H2OZebra Medical VisionIris AI地平线寒武纪13.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-群体智能方向（范例）群体智能方向（范例）知乎猪八戒网得到Quora喜马拉雅维基百科互动百科一品威客ElanceFreelancer14.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-人机交互界面方向（范例）人机交互界面方向（范例）华为手机苹果手机三星手机戴尔联想OculusHTC Vive微软 Hololens亮丰台NeuralinkBrainCo15.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-超算与大规模计算（范例）超算与大规模计算（范例）美国国际商用机器公司（IBM）美国克雷美国惠普企业中科类脑联想比特大陆曙光国家超级计算济南中心国家超级计算无锡中心国家超级计算天津中心国家超级计算广州中心国家超级计算郑州中心国家超级计算深圳中心国家超级计算长沙中心16.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-安全防护（范例）安全防护（范例）Optiv Security安天奇虎 360安恒信息Nexusguard瀚思绿盟深信服奇安信美国雷神Herjavec Group英国 BAE 系统以色列 CyberArk17.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-芯片方向（范例）芯片方向（范例）英特尔AMD英伟达中芯国际ARM高通华为海思赛灵思科技荷兰 ASML 公司台基电北京神州龙芯18.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-操作系统（范例）操作系统（范例）微软Windows苹果 iOS谷歌 安卓JollaLinuxYunOSFirefox OSInternetworkThree OSHuawei LiteOS城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.023RT-ThreadIOS19.超级智能（互联网大脑）超级智能（互联网大脑）-神经系统综合应用（系统集成）神经系统综合应用（系统集成）亚信科技太极信息数字政通中国软件与技术服务锐安科技神州泰岳网御星云易华录讯飞智元科大国创擎天科技东软系统集成城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.024第八章 构建未来超级智能和城市大脑关键技术与企业名录8.1 北斗时空网格码（定位与空间位置服务）简评：北斗时空网格码可以为解决神经元节点的地理位置编码提供重要支持。（信息来源：http:/ 973 项目“全球空天信息剖分组织机理与应用方法研究（2009 年-2013 年）”。提出了地球剖分方法（地球空间剖分成无缝无叠的多层次离散网格）和提出大数据组织参考框架（为现有各种规格的数据统一组织提供空间参考系，地球上所有区位信息和空间实体信息均可通过编码关联到相应的参考网格上，形成空间大数据的降维机制，提升数据关联计算效率，加快分析与决策）。通过三次地球扩展，实现整度、整分、整秒的四叉树剖分，形成一个上至地球、下至厘米级面元（32 级）的多尺度四叉树网格。北斗网格码是在 GeoSOT 地球空间剖分理论的基础上发展出的一种离散化、多尺度区域位置标识体系，它可以为地心至地上 6 万公里地球空间中各种大小不等、最高精度达 1.5 厘米的任意网格赋予全球唯一的一维整型数编码，并可在同一区城范围内，与任意一个实体对象和各种不同的数据建立起内在的相互关联。北斗网格码与北斗导航系统相结合，将提供一种全新的空间位置服务模式，特别适合作为现代信息社会的大数据入口，并贯穿整个信息链的所有环节。它的推广应用，不仅能给高精度位置服务、物联网、智慧城市、人工智能、精准农业、大众消费等各行各业的应用带来显著效益，而且对于国家信息化建设、一带一路倡议以及国家大数据监控体系的建立都具有十分重大的意义。基于全球领先的 GeoSOT 全球剖分网格编码技术，可对陆、海、空、天等地球空间多源数据进行高效的组织管理和应用，为测绘、导航、气象、海洋、遥感、减灾、公安等不同行业提供完整的大数据应用一体化解决方案。北斗在提供服务的时候，输出的是经纬度信息，同时会输出北斗网格码编码。北斗网格码编码与经纬度一一对应，这使我们的这项技术得以实现。这项技术已经获得国家北斗办认证，并在去年颁布了国家有关标准城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.025围绕这套多尺度的编码，9 项核心技术、13 项专利、北斗时空网格编码成果正在形成国防及重要行业部门的应用标准，其中包括：1）GJB（国军标）：全球剖分地理空间网格与编码标准；2）国家卫星北斗卫星导航位置输出标准：卫星导航定位网格编码标准。8.2 云机器人技术与达闼科技（运动神经方向）云机器人并不是指某一个机器人，也不是某一类机器人，而是指机器人信息存储和获取方式的一个学术概念。这种信息存取的方式的好处是显而易见的。比如，机器人通过摄像头可以获取一些周围环境的照片，上传到服务器端，服务器端可以检索出类似的照片，可以计算出机器人的行进路径来避开障碍物，还可以将这些信息储存起来，方便其它机器人检索。所有机器人可以共享数据库，减少开发人员的开发时间。如果机器人之间可以共享知识、相互学习、共同进步，未来将会怎样？这已不是科幻小说的场景。2014 年，欧盟资助四年的 RoboEarth 项目由荷兰埃因霍恩大学的科学家发布，四个机器人在模拟医院的环境中相互协作来照顾病人，它们通过与云端服务器的交互来进行信息共享和互相学习。例如，一个机器人可以对医院房间进行扫描并将完成的地图上传至RoboEarth，而另外一个对这个房间完全不了解的机器人就可以通过访问云端的城市大脑与超级智能城市建设规范研究报告 1.026这张地图来找到房间中一杯水，而不需要再进行额外的搜索。按照相同的原理，类似于打开药盒式的任务解决方式也可以通过 RoboEarth 进行分享，其他机器人不