仪器网络化智能的兴起
2025年04月20日 08:47:15
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仪器网络化智能的兴起
人类进入网络时代，现实世界中的复杂网络无处不在，从因特网到万维网，从航空路线图到大型电力网格，从超大规模集成电路图到人际关系网，从细胞神经网络到传染病传播过程等等，网络还可以用来描述人与人之间的社会关系，物种之间的捕食关系，词与词之间的语义联系，科研文章之间的引用关系，以及科学家之间的合作关系，甚至产品的生产与被生产关系等众多现实世界中的现象，人们对各种网络的依赖程度日益增加，凸现了一个广受关注的问题：这些物理意义迥然不同的网络，在拓扑结构上有没有什么共同的特征和规律？是否体现出生物界网络的进化以及整体的仪器智能行为？能否用网络拓扑的方法表现人类的智能行为？
网络拓扑作为知识表示来研究，还是一个新课题。
传统意义的仪器网络智能，一般基于以计算机为核心的网络，研究解决其中的各项问题，网络中的路由算法、搜索引擎、分布式计算等，在方法上更多的是使用人工智能的理论、方法和技术成果去研究，仪器领域发明出了人工智能气候室、种子低温标准库等，这就是人们常说的仪器的网络智能。
而仪器网络化智能研究，是把网络拓扑作为知识表示的整体形态，把拓扑知识抽象为节点和边，用度分布、集聚系数和网络直径等参数表示知识的属性，研究网络的演化过程和网络的动力学行为，发现不确定性中的规律性。
节点和边仅仅是把知识和智能问题映射到复杂网络拓扑的步，网络拓扑知识表示的核心问题是对拓扑中节点和边的属性进行研究，这是利复杂网络数学研究的不同之处。
首先分析节点届性。现实世界中的复杂网络，如：交通网络中的城市人口规模，通信网络中节点的吞吐量，万维网中网站的点击率，人际关系网络中的个人威望以及个人价值，病毒传播网络中感染病毒的种类等等，不妨用节点的质量、介数绰属性来表示。其次分析边的属性。如：从人际关系网络中人与人之间的亲情关系，和同事关系、邻居关系、朋友关系、合作关系都是不同的，不妨用边的带宽、介数等属性来表示。节点的生长和消亡，也会反映为复杂网络在拓扑结构上的规模，还可以反映网络在新陈代谢动态过程中的自愈或灾变的影响。
为使复杂网络拓扑具有更强的知识表示能力，不如把复杂网络拓扑的基本要素从节点、边两个要素扩展到节点、边、节点属性、边的属性、以及网络生长与消亡等五个要素，并把人类对客观世界的认知，映射到人类对自身的认知上来，成为仪器网络化智能研究的重要内容。仪器网络化智能研究成为不确定性人工智能、复杂网络和认知物理学的交叉学科。
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