如何理解和定義城市大腦

文｜劉鋒

（作者單位：中國(guó)科學(xué)院虛擬經(jīng)濟(jì)與數(shù)據(jù)科學(xué)研究中心）

2020年以來，城市大腦伴隨著新基建、數(shù)字社會(huì)的發(fā)展成為新的產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)。目前在中國(guó)已經(jīng)有近500個(gè)城市正在推動(dòng)城市大腦的研究、規(guī)劃和建設(shè)。

但作為一個(gè)新興的科技概念，究竟如何理解城市大腦，不同領(lǐng)域的專家和企業(yè)有著不同的解讀。2015年，我們?cè)诳茖W(xué)網(wǎng)《基于互聯(lián)網(wǎng)大腦架構(gòu)的智慧城市建設(shè)探討》一文中提出：城市大腦是城市建設(shè)伴隨著21世紀(jì)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的類腦化過程，逐步形成自己中樞神經(jīng)（云計(jì)算）、城市感覺神經(jīng)（物聯(lián)網(wǎng)）、城市運(yùn)動(dòng)神經(jīng)（工業(yè)4.0，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)）、城市神經(jīng)末梢發(fā)育（邊緣計(jì)算）、城市智慧的產(chǎn)生與應(yīng)用（大數(shù)據(jù)與人工智能）、城市神經(jīng)纖維（5G、光纖、衛(wèi)星等通訊技術(shù)），在上述城市類腦神經(jīng)的支撐下，形成城市建設(shè)的兩大核心：第一是城市神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)（城市大社交網(wǎng)絡(luò)），實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)城市服務(wù)的快速智能反應(yīng)。云機(jī)器智能和云群體智慧是城市智慧涌現(xiàn)的核心動(dòng)力。這樣基于互聯(lián)網(wǎng)大腦模型的類腦城市架構(gòu)稱之為城市大腦。

應(yīng)該說這是一種基于互聯(lián)網(wǎng)大腦模型的概括，此后產(chǎn)業(yè)界和研究機(jī)構(gòu)對(duì)城市大腦分別從超級(jí)人工智能系統(tǒng)和城市生命體的角度進(jìn)行了解讀，如：城市大腦要搭建的是整個(gè)城市的人工智能中樞，是一個(gè)對(duì)城市信息進(jìn)行處理和調(diào)度的超級(jí)人工智能系統(tǒng)。

再比如，城市大腦就是基于城市生命體理念，以系統(tǒng)科學(xué)為指引，將散落在城市各個(gè)角落的數(shù)據(jù)（包括政務(wù)數(shù)據(jù)、企業(yè)數(shù)據(jù)、社會(huì)數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等）匯聚起來，用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù)構(gòu)建的平臺(tái)型人工智能中樞。通過對(duì)城市進(jìn)行全域的即時(shí)分析、指揮、調(diào)動(dòng)、管理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)城市的精準(zhǔn)分析、整體研判、協(xié)同指揮，幫助管理城市。

作為一個(gè)新生事物和新科技概念，對(duì)于城市大腦如何理解出現(xiàn)不同認(rèn)知和定義，說明這個(gè)領(lǐng)域正處于從萌芽到快速發(fā)展的階段。但每一種理解對(duì)于如何建設(shè)城市大腦，在頂層設(shè)計(jì)和戰(zhàn)略定位上會(huì)有重大影響。本文將按照互聯(lián)網(wǎng)大腦模型的框架進(jìn)行分析，從城市大腦的產(chǎn)生、支撐技術(shù)、建設(shè)重點(diǎn)、服務(wù)對(duì)象和未來目標(biāo)進(jìn)行介紹，力圖形成一個(gè)較為完整的城市大腦定義。

一、城市大腦產(chǎn)生的根源和背景：互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過50年發(fā)展，從網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)發(fā)展成為大腦模型，到21世紀(jì)，數(shù)十億人類群體智慧與數(shù)百億智能設(shè)備機(jī)器智能通過互聯(lián)網(wǎng)大腦架構(gòu)形成一個(gè)世界級(jí)的復(fù)雜智能巨系統(tǒng)。

二、城市大腦與互聯(lián)網(wǎng)大腦的關(guān)系：城市大腦是互聯(lián)網(wǎng)大腦發(fā)育過程中與城市建設(shè)結(jié)合的產(chǎn)物，一方面會(huì)繼承互聯(lián)網(wǎng)大腦的特征，同時(shí)作為互聯(lián)網(wǎng)大腦的子集，通過互聯(lián)網(wǎng)大腦全球架構(gòu)，城市大腦之間也將進(jìn)行信息互動(dòng)。

三、城市大腦與前沿科技的關(guān)系：物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計(jì)算、數(shù)字孿生都是互聯(lián)網(wǎng)大腦架構(gòu)發(fā)育過程的產(chǎn)物，它們也是支撐城市大腦運(yùn)轉(zhuǎn)的技術(shù)基礎(chǔ)。

四、城市大腦的核心要素：從互聯(lián)網(wǎng)大腦模型中可以看出，建設(shè)城市大腦的兩個(gè)關(guān)鍵要素分別是連接人、物、系統(tǒng)的類腦神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和能夠?qū)Τ鞘懈鞣N問題，各種需求進(jìn)行解決的云反射弧。

五、城市大腦的未來目標(biāo)：城市大腦的發(fā)展和規(guī)劃不應(yīng)局限在一個(gè)城市、一個(gè)地區(qū)或一個(gè)國(guó)家內(nèi)部，而應(yīng)該實(shí)現(xiàn)世界范圍科技生態(tài)的應(yīng)用層對(duì)人、物、系統(tǒng)交互的規(guī)范。進(jìn)而推動(dòng)形成一個(gè)為人類協(xié)同發(fā)展提供支撐的世界級(jí)類腦智能平臺(tái)。

通過上述五個(gè)方面的探討，可以形成如下城市大腦的解讀和定義：

城市大腦是互聯(lián)網(wǎng)大腦架構(gòu)與智慧城市建設(shè)結(jié)合的產(chǎn)物，是城市級(jí)的類腦復(fù)雜智能巨系統(tǒng)，在人類智慧和機(jī)器智能的共同參與下，在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、邊緣計(jì)算、5G、云機(jī)器人、數(shù)字孿生等前沿技術(shù)的支撐下，城市神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)和城市云反射弧將是城市大腦建設(shè)的重點(diǎn)。

城市大腦的作用是提高城市的運(yùn)行效率，解決城市運(yùn)行中面臨的復(fù)雜問題，更好的滿足城市各成員的不同需求。城市大腦的發(fā)展目標(biāo)不僅僅局限在一個(gè)城市或一個(gè)地區(qū)，當(dāng)世界范圍的城市大腦連接在一起，城市大腦最終將形成世界神經(jīng)系統(tǒng)，為人類協(xié)同發(fā)展提供一個(gè)全球性的類腦智能支撐平臺(tái)。