项目概况

项目名称：众智科学基础理论与方法研究

项目编号：2017YFB1400100

执行期限：2017年12月至 2020年11月

所属专项：现代服务业共性关键技术研发及应用示范

项目经费：1326万元

牵头单位：山东大学

项目负责人：李庆忠

项目简介

    众智现象广泛存在于人类社会，既有“三个臭皮匠顶个诸葛亮”的经典案例，又有“三个和尚没水喝”的经验教训。随着人类进入网络时代，众智现象更加广泛而复杂，物理空间的自然人、企业、政府、智能装备和物品越来越智能，这些众多智能主体之间的联结深度、广度和方式不断拓展，形成大量众智网络系统（如电子商务平台、网络化生产制造供应链、维基百科、网络大选等），即物理空间的智能主体及其意识空间的思想，统一映射到信息空间的智能数体，智能数体通过互联构成众智网络。众智网络呈现物理空间、意识空间与信息空间三元深度融合特征。
    众智网络系统是现代服务业及未来经济和社会的主要形态。要想实现经济、社会、政府治理活动更有效、更人性、更可持续，最大限度地避免可能的混乱、动荡和突变，项目以众智网络为研究对象，通过研究众智网络的运行机理和基本规律，为构建科学高效的未来网络化众智经济社会形态提供理论基础。为实现该研究目标，亟待解决若干众智科学关键科学问题：1）智能的度量与自我进化问题；2）个体智能与群体智能的关系问题；3）信息物理意识三元融合的众智网络建模问题；4）众智的协作分工问题；5）众智网络的鲁棒性问题。
    针对上述关键科学问题，项目拟围绕众智科学基本原理及其进化、众智网络建模与互联、智能交易理论与方法、众智网络生态结构演化与鲁棒性、众智网络理论仿真与实验平台研发等内容开展深入研究。采用多领域多层次多尺度多方法的融合交叉研究方法论，按照“理论—假设—分析—验证”渐进迭代螺旋式研究路径，基于以下技术路线建立系统性众智科学理论体系：1）基于机器学习、深度学习和统计拟合技术建立智能度量方法，为智能交易协作过程中的智能数体选择提供依据；采用元胞自动机等对众智协作机理进行建模；基于智能熵等表达众智网络智能进化。2）基于语义网技术，结合多智能体建模理论和社会物理学，融入心理学方法，从结构、行为、多态性以及心理倾向分析四个角度对众智网络智能数体建模；基于环形链互联结构和供需关系，为智能数体之间的互联建模。3）基于智能数体供需交易大数据，实现供需智能、精准获取；智能分析偏好信息建立智能匹配交易方法；采用博弈理论实现动态定价；通过计量经济模型构建智能交易评估技术。4）运用经济学理论，建立交易效率的数学表达；运用超边际分析方法计算最优专业化分工，给出众智网络专业化分工协作演进路径；采用混沌、控制等理论，分析信息传播及事件演进，通过对可控参数施加微小扰动增强系统鲁棒性。5）基于理论研究成果，研发仿真系统和工具，并研发面向农牧业、政务服务等未来网络化产业运行的实验平台和验证性应用。
    项目团队依托众智科学与工程国际联盟（crowdscience. org）和电子商务交易技术国家工程实验室的基础和优势，是国内外最先开展众智科学与工程理论与应用研究的多学科交叉研究团队。创办了第一个众智科学国际学术期刊，首期已于2017 年3 月出版；举办了两届众智科学与工程国际学术会议（ICCSE2016/2017）；联合发表了若干较为系统性阐述众智科学定义和理论体系的学术成果。
    通过项目研究，形成不少于论著5 部、论文100 篇、专利或软件著作权50 项、标准20 项的源头创新成果，组织众智科学国际会议和编辑国际学术期刊，研制仿真和实验平台支持新兴服务业关键领域的验证与实践。在揭示众智科学基本原理和规律、信息物理意识三元融合的众智网络建模、基于精准供需的智能匹配交易理论、面向众智优化分工的众智网络生态结构演化机理等方面实现理论创新，为有效推进未来经济社会形态建设进程，创新更多现代服务业及未来网络化众智型经济和社会系统，促进网络化经济社会升级转型奠定系统性理论基础。

主要研究内容

1. 众智科学基本原理及其进化
    针对众智网络中智能数体智能度量与自我进化问题、个体智能与群体智能关系问题，项目首先需要研究众智网络中单个和多个智能数体的度量模型和分析方法，解决众智网络的智能表达和可计算性的问题，为构建科学的、可交易的众智网络系统提供基础；研究基于智能数体互联的广度、深度和规则的众智机理；研究众智网络中智能数体的进化机理，包括个体进化及在大数据驱动下的专业知识进化、异质多智能数体协同进化及资源利用方式的进化，形成自组织、生态化、可持续创新、可控的众智网络系统。
2. 众智网络建模与互联
    将物理空间中的自然人、企业、机构、物品等智能主体及其各自意识空间的思想，真实、准确、同步地映射为信息空间各自的智能数体，构建信息物理意识三元融合的自组织、生态化众智网络系统。需要首先为众智网络的智能数体进行建模。众智网络中智能数体模型是具有物理意识信息三元融合特征的网络心智模型。项目拟从结构、行为、多态性以及心理倾向分析四个方面对众智网络智能数体的网络心智进行建模。针对众智空间中多智能数体的互联，提出新型互联结构和算法、寻址标识模型，实现实时、动态的快速精准互联，形成自组织、生态化的网络系统。
3. 智能交易理论与方法
    为了解决众智网络中大规模智能数体多模式、多规则的智能交易问题，实现众智网络中众智之间能够高效、快速、低成本的交易，智能匹配最合适的交易对象（智能数体），项目研究以精准供需为主导的智能交易，研究众智网络智能主体之间基于供需关系的交易模式和原理、交易规律；研究优化智能交易，提高智能交易效率并降低交易成本的方法；研究需求规律及精准需求获取方法、供给规律及精准供给获取方法，提出智能匹配交易方法、动态定价形成机制与方法、智能交易评估方法等。
4. 众智网络结构演化与鲁棒性
    针对众智网络产业分工带来的生态结构性演化与鲁棒性问题，项目通过量化分析影响众智网络中专业化分工协作关系的因素及研究其演变趋势，预测未来网络产业和众智协作分工的发展方向，为政府和企业制定发展战略提供理论指导。通过控制和引导信息在众智网络中的传播来影响各智能数体的行为，实现对事件的演进过程的可控性，降低发生负面事件或破坏性革命的可能性。主要研究和分析众智网络中生态结构的演化，即各智能数体之间的专业化分工协作关系的动态演变过程，并提供理论指导；针对如何避免破坏性事件发生成为新挑战，研究众智网络的鲁棒性及控制策略。
5. 众智网络理论仿真与实验平台研发
    为了系统性地验证众智科学与工程机理、理论和方法，项目需要研究众智网络仿真相关的理论、方法与工具集；研发众智网络实验平台相关的框架、方法与系统；提出众智网络环境下的新型仿真理论，为本项目其他课题的研究成果提供仿真方法与工具的支撑；提出众智网络环境下的未来产业运行体系，为本项目其他课题的研究成果提供实验验证平台，构建未来网络化农牧业、政务服务验证系统，验证众智科学与工程的项目研究成果。