第三屆IFAC CPHS（Cyber-Physical & Human Systems，網(wǎng)絡物理與人類系統(tǒng)）研討會于2020年12月5日在中國北京·望京懷德海研究院順利閉幕，人-機-物融合的社會、信息和物理系統(tǒng)正被應用于工業(yè)、能源、交通等多個領(lǐng)域，由此帶來的虛擬物理大融合將使人類的生活和生產(chǎn)變得更安全、更高效、更健康、更清潔，幫助人類社會解決很多目前物理系統(tǒng)難以高效解決的難題。
北京時間12月5日，由中國自動化學會、國際自動控制聯(lián)合會聯(lián)合舉辦的第三屆CPHS研討會在中國北京·望京懷德海研究院順利閉幕。受疫情影響，本屆研討會以分布式混合會議（Distributed Hybrid Workshop）組織，分為在線遠程研討會（Online Sessions）、線下研討會（Workshop）以及Plenary報告3大環(huán)節(jié)。會議得到了中國指揮與控制學會收到論文投稿410余篇，錄用152篇。來自全球28國家的共計132位嘉賓在線/線下分享了信息物理和人融合的學術(shù)以及產(chǎn)業(yè)應用相關(guān)研究成果。
分布式線上會議
受疫情影響，本次會議的絕大部分報告都采用線上直播會議的形式舉辦，自11月18日開始，到12月5日，共計舉辦了27場線上直播會議，百余位嘉賓在線上與各位學者和從業(yè)者匯報工作并互動解答問題。
CPHS2020
(https://www.cphs2020.org/technical-programs/sessions)
主題報告
北京時間12月3日，麻省理工學院機械工程系的主動自適應控制實驗室創(chuàng)始人兼主任Anuradha Annaswamy博士帶來了題為Adaptation and Optimization in Cyber-Physical & Human Systems《信息物理和人融合的系統(tǒng)的適應與優(yōu)化》的報告。在實現(xiàn)全自動系統(tǒng)的宏偉愿景之前，需要滿足混合自主權(quán)的共享決策。在本次報告中，Anuradha Annaswamy博士主要討論了兩個案例。一是，在混合自主飛行控制出現(xiàn)嚴重的異常后，飛行員和基于適應性自動駕駛儀之間的共享控制策略可迅速而平穩(wěn)的恢復異常。二是，介紹了一種新的城市出行解決方案，該方案基于強化學習原理，與預期理論、社會模型以及交通模型、乘客行為模型相融合。
CPS是信息計算和物理過程緊密結(jié)合與協(xié)作的網(wǎng)絡化系統(tǒng)，它能夠在對物理環(huán)境可靠感知的基礎(chǔ)上，通過網(wǎng)絡的實時傳輸，利用信息世界的普適計算和信息處理能力，實現(xiàn)對物理世界的精確控制，為人們提供可信高效的服務。
北京航空航天大學計算機學院院長呂衛(wèi)峰教授帶來了題為《基于物聯(lián)網(wǎng)的智能交通》的報告。呂衛(wèi)峰教授認為，隨著智能物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，城市已經(jīng)積累了大量的數(shù)據(jù)。與網(wǎng)絡物理和人類系統(tǒng)（CPHS）相關(guān)的技術(shù)正在推動智能物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，并正在改變智能交通。技術(shù)將發(fā)生革命性變化，包括交通系統(tǒng)的全息感知、無處不在的數(shù)據(jù)連接、智能知識發(fā)現(xiàn)、普適應用程序和人機交互平臺等等。這些技術(shù)是大數(shù)據(jù)驅(qū)動的智能交通的關(guān)鍵。通過它們，交通運輸系統(tǒng)將變得更加綠色、智能、高效、便捷。在本次演講中，他首先討論城市交通中的問題和挑戰(zhàn)，然后討論了基于智慧物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的智能交通系統(tǒng)框架，并介紹了城市智能交通系統(tǒng)構(gòu)建過程中的四項關(guān)鍵技術(shù)。最后，探討了未來智能交通的前沿技術(shù)與應用場景。
智能交通系統(tǒng)及面向智能交通的物聯(lián)網(wǎng)研究是學術(shù)界廣泛重視的研究領(lǐng)域。其研究將對未來世界交通產(chǎn)生深刻影響。將信息物理融合系統(tǒng)運用于現(xiàn)代交通系統(tǒng)中，利用信息物理融合系統(tǒng)計算，通信與控制的高度融合的特點，實現(xiàn)對交通系統(tǒng)的實時感知，動態(tài)控制與信息服務。
12月4日，巴黎薩克萊大學教授、CNRS杰出研究員Franc?oise Lamnabhi-Lagarrigue分享了她對于信息物理與人融合的系統(tǒng)思考的報告，該報告主題為《邁向負責任的研究與創(chuàng)新》。報告展示了一些有效控制作用的CPHS示例，并描述了其潛在影響，強調(diào)CPHS控制社區(qū)在以下方面的重要性：i）從設計到實施，使人們意識到道德方面的問題；ii）參與與技術(shù)發(fā)展有關(guān)的道德問題。她堅信CPHS社區(qū)具有跨學科的觀點，非常適合領(lǐng)導創(chuàng)建新框架和組織，以確保新興技術(shù)以道德方式得到開發(fā)和使用。
"負責任研究與創(chuàng)新"逐漸成為歐美科技政策研究領(lǐng)域的熱議概念,它強調(diào)科技創(chuàng)新過程的倫理和社會影響,并試圖通過協(xié)商參與對創(chuàng)新進行綜合治理。隨著近年來中國社會的快速轉(zhuǎn)型發(fā)展,社會公眾,科技共同體,企業(yè)和政府針對創(chuàng)新社會責任的態(tài)度和行為方面出現(xiàn)了一系列新變化,為負責任研究與創(chuàng)新在中國落地成長創(chuàng)造了有利條件。未來該理念在中國的推行還面臨著如何平衡責任與創(chuàng)新，加強各行動主體間的溝通合作以及推動公眾參與科技治理等諸多挑戰(zhàn)。
張俊教授在題為《電網(wǎng)分析與控制中的人機混合增強智能》的報告中，介紹了最近在電力系統(tǒng)領(lǐng)域中對人機混合增強智能（HM-HAI）的研究工作。主題包括人工智能技術(shù)的兩個軌跡：用于復雜電力系統(tǒng)調(diào)度的認知圖譜和智聯(lián)網(wǎng)（Internet of Minds）。具體來說，這些技術(shù)包括用于電力系統(tǒng)控制的深度強化學習，基于異構(gòu)信息網(wǎng)絡的人機復雜調(diào)度控制行為建模，深度強化學習模型中可解釋的AI，融合或知識表示以及融合人類經(jīng)驗和知識的教程學習。通過這些技術(shù)，人機混合增強智能變得可行，并正在為電力系統(tǒng)分析和控制應用實現(xiàn)。
現(xiàn)階段,我國電網(wǎng)正處于擴建階段,在其擴建的過程中,采用先進的技術(shù),實現(xiàn)電力調(diào)控的一體化,這樣電網(wǎng)就會減少對人員的依賴,同時工作質(zhì)量與工作效率也會提高。調(diào)控一體化系統(tǒng)的建設包括了先進的技術(shù)以及完善的平臺,并結(jié)合系統(tǒng)模型建立統(tǒng)一基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺,從而實現(xiàn)現(xiàn)有調(diào)度自動化應用功能的集成。
12月5日，CPHS線下研討會在中國北京·望京懷德海研究院如期舉行。在研討會歡迎儀式上，本屆會議主席中國科學院王飛躍教授隆重致辭，他表示“CPHS研討會旨在匯集來自學術(shù)界和工業(yè)界的研究人員、學生和實踐者，分享科技進步，加深對網(wǎng)絡物理系統(tǒng)與人類之間相互作用的理解。特別關(guān)注的是以人為中心的技術(shù)在各方面的應用中，包括交通、能源、機器人、制造業(yè)和醫(yī)療保健等方向和領(lǐng)域?！?
隨后，UC伯克利創(chuàng)新基金主席交通運輸研究所所長Alexandre M Bayen Liao-Cho以《為混合自主交通制定Deep-RL決策》為題，分享了無人駕駛汽車將如何改變城市出行方式的問題。該演講描述了在增強學習領(lǐng)域中的科學貢獻，這些學習是在實現(xiàn)混合自治機動性，將自動車輛逐步復雜地集成到現(xiàn)有交通系統(tǒng)的背景下提出的。演講使用無模型的深度強化學習中的新技術(shù)，探索了一小部分自動駕駛汽車對低水平交通動態(tài)的潛在影響。將在名為FLOW的新開源計算平臺的上下文中提供說明性示例，演示了混合自主交通在交通的突發(fā)行為的背景下的有趣行為。
這將交通的物理對象和信息系統(tǒng)融合在一起，基于計算、通訊、控制的3C技術(shù)，深度打通交通信息源和交通物理，通過信息系統(tǒng)和物理系統(tǒng)間相互作用和反饋，實現(xiàn)交通系統(tǒng)的感知、溝通、協(xié)同和決策的優(yōu)化。
報告人中國工程院院士、IFAC會士、IEEE會士柴天佑，以《CPS 驅(qū)動控制系統(tǒng)》為題，介紹了在CPS框架下，用于高耗能設備的CPS驅(qū)動控制系統(tǒng)的綜合和實現(xiàn)。柴院士提到，能源密集型爐與提取物的廣泛不確定的特征一起形成了系統(tǒng)的混合復雜性，而現(xiàn)有的建模，優(yōu)化和控制方法僅獲得了有限的成功。當前，選礦廠通常采用手動控制，并且已知對能源有更高的要求，同時產(chǎn)生不合理的廢物和較差的運行效率。
其團隊最近開發(fā)的網(wǎng)絡物理系統(tǒng)（CPS）為應對這些挑戰(zhàn)提供了新的方法,采用嵌入式控制系統(tǒng)，無線網(wǎng)絡和工業(yè)云，不僅實現(xiàn)了使用DCS（PLS）的計算機控制系統(tǒng)，優(yōu)化計算機和用于異常狀態(tài)識別和自優(yōu)化調(diào)整的計算機的功能，而且還實現(xiàn)了對工業(yè)過程的移動和遠程監(jiān)視的功能，所提出的CPS驅(qū)動控制系統(tǒng)的工業(yè)應用已成功應用于中國最大的氧化鎂生產(chǎn)企業(yè)，取得了豐厚的回報。CPS驅(qū)動控制系統(tǒng)未來研究前景廣闊。
頒獎環(huán)節(jié)
本屆IFAC CPHS共選出4篇最佳學生論文（Best Student Paper Prize）、6個最佳研究論文獎（Best Research Papers Award）。同時，會議優(yōu)秀文章將被推薦到IFAC旗艦期刊Automatica (SCIE, IF 6.355)、系統(tǒng)與控制方向與計算機控制論雙學科的最頂級期刊IEEE Transactions on Cybernetics (SCIE, IF 10.387)、自動化領(lǐng)域世界學術(shù)影響力Q1區(qū)唯一的中國期刊 IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica (SCIE，CiteScore 5.31，國際排名前9%，IF指數(shù)將于6月正式發(fā)布) 和IEEE Transactions on Computational Social Systems (ESCI，2018年的CiteScore排名位列社會與交叉科學世界前3%)。
本屆IFAC CPHS研討會匯集了來自學術(shù)界和工業(yè)界的研究人員、學生和實踐者，通過研究成果分享，進一步加深對網(wǎng)絡物理系統(tǒng)與人類之間相互作用的理解。未來在交通、能源、機器人、制造業(yè)和醫(yī)療保健等以人為主的方向和領(lǐng)域中，信息-物理-人融合的混合智能系統(tǒng)將發(fā)揮更重要的作用。
2020年是數(shù)字經(jīng)濟大趨勢下的基建年，也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展三年行動收官之年。根據(jù)工信部新發(fā)布的《關(guān)于推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展的通知》，首要任務是加快新型基礎(chǔ)設施建設，明確改造升級工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)外網(wǎng)絡、增強完善工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標識體系、提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺核心能力、建設工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)中心等四項基本工作，第三屆CPHS會議的召開，為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展找到了方向，為融合應用做強“數(shù)字底座”，賦能制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
更多信息，詳詢大會官網(wǎng)：https://www.cphs2020.org/
來源：大會組委會
