本刊記者 吳應(yīng)清

用計(jì)算感知社會
——記西北工業(yè)大學(xué)普適與智能計(jì)算研究所所長、洪堡學(xué)者於志文

本刊記者 吳應(yīng)清

2009年在青島

當(dāng)歷史的車輪駛進(jìn)二十一世紀(jì)，科技以前所未有的速度發(fā)展著，人類的生活也發(fā)生了重大的變革。隨著嵌入式設(shè)備、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、移動計(jì)算等快速發(fā)展，集成感知、計(jì)算和通信能力的普適智能系統(tǒng)被廣泛部署，并逐步融入到人類的日常生活環(huán)境。人類生活在由通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)等相互融合所形成的混合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。

在這樣的環(huán)境中，僅僅依靠傳統(tǒng)的“感覺器官”，已經(jīng)無法滿足人類對社會的感知需要。普適計(jì)算技術(shù)，特別是傳感技術(shù)和情境感知（Context Aware）技術(shù)正以前所未有的方式增強(qiáng)著我們收集、分析和利用數(shù)據(jù)的廣度和深度。

基于此，西北工業(yè)大學(xué)普適與智能計(jì)算研究所所長於志文教授將“社會感知計(jì)算”帶入了我們的生活。

於志文，教授，博士生導(dǎo)師，洪堡學(xué)者，西北工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副院長，普適與智能計(jì)算研究所所長，主要從事普適計(jì)算、移動互聯(lián)網(wǎng)、社會感知計(jì)算等領(lǐng)域的研究工作。擔(dān)任《ACM/Springer Personal and Ubiquitous Computing》、《International Journal of Social Network Mining》、《International Journal of Pervasive Computing and Communications》、《International Journal of Technology Enhanced Learning》等國際期刊和《中國計(jì)算機(jī)學(xué)會通訊》編委，擔(dān)任《ACM Transactions on Intelligent Systems and Technology》、《ACM Multimedia Systems Journal》、《Multimedia Tools and Applications》(Springer出版社)、《Pervasive and Mobile Computing》(Elsevier出版社) 等國際期刊客座編輯。2009年入選教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”和陜西省青年科技新星計(jì)劃，2011年獲得中國計(jì)算機(jī)學(xué)會青年科學(xué)家獎。

“社會感知計(jì)算”開辟計(jì)算機(jī)研究新領(lǐng)域

2005年美國MIT科學(xué)家Alex Pentland在IEEE Computer雜志上發(fā)表了題為“Socially Aware Computation and Communication”的論文，首次提到了社會感知計(jì)算。文章通過對人際交往中的社會情境（Social Context），如說話聲調(diào)、面部動作和姿勢進(jìn)行量化，并可視化呈現(xiàn)，以此促進(jìn)人們在日常生活中的社會交往。2009年2月Alex Pentland和哈佛科學(xué)家David Lazer等在美國科學(xué)雜志（Science）上撰文闡述了通過收集和分析海量現(xiàn)實(shí)生活數(shù)據(jù)流理解個體、組織和社會，其思路和目標(biāo)與社會感知計(jì)算不一而同，但是更側(cè)重于計(jì)算和分析。

於志文針對“社會感知計(jì)算”的概念和問題展開了系統(tǒng)的研究工作，并在此基礎(chǔ)之上展開了大量的實(shí)踐活動。

1996年，於志文考入西北工業(yè)大學(xué)。四年后，他被免試推薦為碩博連讀研究生，師從著名的計(jì)算機(jī)專家周興社教授，從事普適計(jì)算方面的研究工作。2005年12月，他以優(yōu)異的成績畢業(yè)，獲得博士學(xué)位。

2006年初，剛剛博士畢業(yè)的於志文加入日本名古屋大學(xué)，從事博士后研究工作，在那里他參與了日本文部省關(guān)于普適教育重大項(xiàng)目的研究與開發(fā)，為自己日后的工作積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。次年，他來到世界著名的京都大學(xué)做特別研究員，專業(yè)仍是普適計(jì)算。正是在這里，他開始對“社會感知計(jì)算”產(chǎn)生濃厚的興趣，主要源于當(dāng)時的研究課題——現(xiàn)實(shí)世界社會交互的分析與支持。

2009年，於志文被自己的母校西北工業(yè)大學(xué)作為海外人才引進(jìn)，特聘為計(jì)算機(jī)學(xué)院教授。同年底，他在德國洪堡基金的資助下赴德國曼海姆大學(xué)從事合作研究。洪堡基金是德國吸引國外優(yōu)秀學(xué)者到德國合作研究，在國際上享有很高的聲譽(yù)，據(jù)統(tǒng)計(jì)迄今有43位洪堡學(xué)者獲得諾貝爾獎。該基金側(cè)重于基礎(chǔ)研究，在工程技術(shù)領(lǐng)域很少有人獲得。

隨著研究的不斷深入，於志文在國際上率先系統(tǒng)地闡述了“社會感知計(jì)算”的基本概念、核心問題和技術(shù)挑戰(zhàn)。研究開發(fā)了智能空間群體協(xié)作支持機(jī)制與系統(tǒng)，即利用智能空間的傳感設(shè)備和智能技術(shù)，支持群體協(xié)作，提高工作效率，增進(jìn)群體和諧。在關(guān)鍵理論和技術(shù)，包括用戶行為識別、群體交互分析、交互模式挖掘等方面取得系列研究成果，相關(guān)論文發(fā)表在《ACM Computing Surveys》、《IEEE Computer》、《IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering》、IEEE PerCom等。

目前，該研究已經(jīng)引起了國家的重視，得到了國家自然科學(xué)基金、國家973計(jì)劃、863計(jì)劃和教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”資助。

“社會感知計(jì)算”改變傳統(tǒng)生活

究竟什么是“社會感知計(jì)算”呢？它是如何產(chǎn)生，如何發(fā)展的呢？它的研究范圍有哪些？它將在哪些領(lǐng)域得到應(yīng)用？它未來的發(fā)展前景如何呢……

與於志文教授的談話，解決了我們心中的重重疑問。

於志文介紹說：“社會感知計(jì)算是通過人類社會生活空間日益部署的大規(guī)模多種類傳感設(shè)備，實(shí)時感知識別社會個體的行為，分析挖掘群體社會交互特征和規(guī)律，輔助個體社會行為，支持社群的互動、溝通和協(xié)作，從而高效地支持社會目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。社會感知計(jì)算的核心在于‘感知’二字，有兩層涵義，首先感知物理世界（即Sensing），然后覺察并做出響應(yīng)（也就是Aware）?！?/p>

早期的研究人員通過書面問卷調(diào)查、面談和第三方觀察，收集人類活動和社會現(xiàn)象數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)歸納法，分析理解人類活動規(guī)律和特征。但是這種原始的數(shù)據(jù)采集以及分析方法無疑夾雜了過多的人類主觀意向，并且很難做到廣泛采樣，顯然其結(jié)果不會十分理想。

科學(xué)計(jì)算機(jī)的發(fā)明，為分析人類行為和社會現(xiàn)象提供了高效的計(jì)算和仿真工具，程序模擬法應(yīng)運(yùn)而生。接下來互聯(lián)網(wǎng)走進(jìn)了千家萬戶，隨之而來的是Web社區(qū)、博客、論壇等為研究人員分析在線行為和社會網(wǎng)絡(luò)提供了海量數(shù)據(jù)來源，社會計(jì)算得以蓬勃發(fā)展，社會軟件和應(yīng)用不斷涌現(xiàn)。這些方法較之前的人工方法顯然“理性”了許多，也“能干”了許多，但是，這種方法的不足之處在于，它們分析的對象是一種“虛擬行為”，與真實(shí)世界具有時空特征的人類移動和交互有著本質(zhì)的差別。

很快普適計(jì)算的出現(xiàn)極大地豐富和增強(qiáng)了研究人員獲取數(shù)據(jù)的途徑和能力，社會感知計(jì)算正是在社會計(jì)算需求和普適計(jì)算技術(shù)發(fā)展的推動下問世，或者說是社會計(jì)算與普適計(jì)算的融合產(chǎn)物。

社會感知計(jì)算通過大規(guī)模多種類傳感設(shè)備，包括普適傳感器（RFID、運(yùn)動傳感器、音視頻傳感器等）、智能手機(jī)（GPS、加速度傳感器、藍(lán)牙等），結(jié)合電子郵件、Web等，能夠獲取關(guān)于人類社會行為和交互的大規(guī)模、客觀、實(shí)時、連續(xù)、動態(tài)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，為人類行為理解和交互規(guī)律認(rèn)識的研究提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。除了分析理解之外，社會感知計(jì)算還強(qiáng)調(diào)從個體、群體和社會三個層面為人類行為和交互提供智能輔助和支持。

“社會感知計(jì)算的研究內(nèi)容主要包括現(xiàn)實(shí)世界實(shí)時數(shù)據(jù)感知、人類行為與交互分析、社會交互高效支持、社會感知計(jì)算軟件框架，以及社會感知計(jì)算應(yīng)用五個方面?！膘吨疚慕榻B說。

相對于理論和技術(shù)的研究，項(xiàng)目成果的應(yīng)用當(dāng)之無愧的成為科學(xué)研究的終極目標(biāo)。目前社會感知計(jì)算可以應(yīng)用在很多重要領(lǐng)域，如：健康衛(wèi)生（傳染病防范）、公共安全（突發(fā)事件預(yù)警）、大規(guī)模系統(tǒng)工程（群體協(xié)作支持）、智能交通管理（道路交通協(xié)同監(jiān)測）、城市規(guī)劃與發(fā)展（人口、資源、環(huán)境預(yù)測與規(guī)劃）等。

目前，於志文將社會感知計(jì)算應(yīng)用于“智慧校園”和“老年人健康輔助”兩個項(xiàng)目?！爸腔坌@”通過校園的靜態(tài)傳感設(shè)施（WiFi）和移動電話上的傳感器（藍(lán)牙、GPS、加速度傳感器等）分析識別校園人群的活動和交互，實(shí)現(xiàn)校園信息的感知、共享和搜索，如通過WiFi定位技術(shù)分析教室空位情況；通過藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)資源發(fā)布與共享；通過智能手機(jī)上的拍照功能，讓每個人參與到感知任務(wù)中，師生可以隨時隨地請求或提供餐廳信息、球場使用信息、校園環(huán)境等信息。“老年人健康輔助”項(xiàng)目致力于為老年人，尤其是我國現(xiàn)有的數(shù)量眾多的“空巢老人”提供智能化的服務(wù)。如：老人獨(dú)自在家發(fā)生意外時，會通過感知系統(tǒng)向家屬發(fā)送短信通知；當(dāng)家里有燒水、煮飯等正在執(zhí)行的“任務(wù)”時，人不需要在旁邊等候，系統(tǒng)可以提供智能的提醒服務(wù)；除此之外，老人們還可以通過智能輔助系統(tǒng)與相隔甚遠(yuǎn)的兒女加強(qiáng)聯(lián)系，以解相思之苦……

由此看來，“社會感知計(jì)算”將使我們傳統(tǒng)的生活發(fā)生革命性的變化，它的出現(xiàn)使得感知物理世界，分析社會交互，支持宏觀社會成為可能，同時，也為中國計(jì)算機(jī)的研究與發(fā)展帶來了新的機(jī)遇，通過計(jì)算機(jī)科學(xué)與人文社會科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、社會心理學(xué)的交叉融合，感知揭示人類社會內(nèi)在活動規(guī)律，體現(xiàn)了重大基礎(chǔ)和原始創(chuàng)新研究。

現(xiàn)階段，於志文正在就“社會感知計(jì)算”的研究項(xiàng)目不斷加強(qiáng)與國際的聯(lián)系。他先后擔(dān)任國際人本計(jì)算會議（HumanCom 2012）、國際社群智能會議（SCI 2011）、國際普適智能與計(jì)算會議(UIC 2010)、國際智能家庭會議(SmarTel’09/07)、第五屆全國普適計(jì)算學(xué)術(shù)會議(PCC 2009) 等程序委員會主席或聯(lián)合主席11次，擔(dān)任國際普適計(jì)算領(lǐng)域頂級會議 UbiComp 2011的研討會主席，PerCom 2010 和 PERVASIVE 2008 的宣傳主席。擔(dān)任包括重要國際會議IEEE PerCom、IJCAI、DEXA、Euro-Par、GLOBECOM等在內(nèi)的四十余次國際會議程序委員會委員。在日本京都大學(xué)、早稻田大學(xué)、德國曼海姆大學(xué)等國內(nèi)外著名高校做邀請報(bào)告10余次。與美國卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)、德州大學(xué)阿靈頓分校、法國國立電信學(xué)院、德國曼海姆大學(xué)、日本京都大學(xué)、名古屋大學(xué)、Microsoft、Nokia等開展廣泛密切的合作。

於志文相信：“開展社會感知計(jì)算研究，形成具有獨(dú)立自主知識產(chǎn)權(quán)的理論體系和支撐技術(shù)，提供社會性輔助和支持，提高社會活動的效益和水平，增強(qiáng)社會凝聚力并實(shí)現(xiàn)和諧社會，將具有重大的科學(xué)意義和社會價值。”

專家檔案：

於志文，博士，教授，博士生導(dǎo)師，洪堡學(xué)者，西北工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院副院長、普適與智能計(jì)算研究所所長。主要從事普適計(jì)算、移動互聯(lián)網(wǎng)、社會感知計(jì)算等領(lǐng)域的研究工作。主持或參加了國家自然科學(xué)基金、973計(jì)劃、863計(jì)劃、國際合作等十余項(xiàng)課題。已在國際頂級學(xué)術(shù)期刊和會議上發(fā)表論文90余篇，被SCI、EI收錄60余篇次。擔(dān)任多個國際期刊編委和國際會議的程序委員或主席。擔(dān)任IEEE高級會員、中國計(jì)算機(jī)學(xué)會普適計(jì)算專業(yè)委員會常務(wù)委員、CCF YOCSEF西安分論壇副主席 (2011-2012)。