在昨天研究生课上,我建议大家用控制论的逻辑,去理解数字化和智能化。控制论到底是什么?我欣赏维纳在《人有人的用处》中的观点:控制论是(系统)获取并利用信息抵御增熵的学问。对此,我还进一步将其简化为,信息感知、决策和执行过程的统一,也就是通过获取信息、对信息进行加工并采取行动。或者说,是信息带来的“知”与执行过程的“行”整合在一起,是通过信息获知的外部的“变”引发“行动”的、自主的“变”的统一,是“知行合一”、是“以变应变”。
用这样的逻辑来理解智能化,可以理解过去、把握现在、预见未来的技术发展。比如,控制论在什么背景下产生的?是在弱电技术产生的背景下产生的。弱电为什么重要?因为弱电是表示信息的、强电是控制物理世界的,弱电可以驱动强电(当时是通过电子管)以控制物理世界。这样,信息域的和物理域就打通了,才会有“知行合一”、才会“以变应变”。弱电所起到的作用,在《控制论》这本书中,维纳自己也提到过。
控制论较早被用于自动化领域,最典型的理论体系是基于传递函数的。为什么?这其实是受制于当时的技术条件。早期人们是通过电阻、电容、电感等电子元件搭建控制器的。这些电子元件构成的系统,恰恰能够用传递函数来描述。但对复杂的非线性、离散系统、分布式系统就不合适了。怎么办呢?要等待新的技术手段走向历史舞台。所以,计算机控制成为下一波的技术动力和机会来源。众所周知,计算机可以用来描述数学模型和数学问题。而“数学是宇宙的语言、是上帝用来书写世界的符号”。从某种意义上说,能描述数学,就能描述我们深处的世界。所以,从控制论的逻辑看,计算机的出现是一个非常伟大的技术进步,为控制论的应用创造了难以历数的机会。
我们设想:如果没有计算机网络,控制论针对的系统往往只是小系统。比如,一个阀门、一台设备。但是,随着网络技术的发展,控制论的应用范围开始拓展到大系统,如一个车间、一个工厂、一个城市、整个国家。于是,我们来到了智能时代。
在智能时代,数据的来源多了麻烦也就来了。这种麻烦包括存储问题、处理速度、通信带宽等问题,都会成为瓶颈。但幸运的是云技术、大数据技术产生了。系统变大以后、特别是走出车间以后,“开放”的特征越来越明显、系统和环境也越来越复杂。这时,决策成了瓶颈。决策的知识从何而来?幸运的是AI技术可以解决这些问题。
在传统的自动化系统中,系统响应往往是实时的。进入企业、社会大系统后,可能做不到实时;许多问题也做不到自动化。比如,设备的研发设计工作、软件系统开发工作、商务谈判活动等等。这时,技术走了一条迂回的变通线路(也就是我常说的“养花不生烂叶子”的变通)。这就是:在数字化的空间中,通过多方协同、资源共享、知识复用等手段提高人的做事速度和效率、提高快速响应能力。前几年,我们谈智能制造(Smart Manufacturing)时,往往就是来解决这些卡点问题。数字化研发和设计,往往是需要重点攻克的难题、是智能制造的主要内容之一。我之所以称之为“卡点”,是因为对一个高效运行的系统来说,人类参与的事情(相对于自动化)往往就是个断点或者卡点。
我们回顾一下10多年前提出的工业4.0。从某种意义上说,理想的纵向集成和端到端集成,就是能够消除这些卡点的。理想的情况可以做到机器自动决策。。注意到:我这里没有提到从设计研发到服务的“端到端集成”。因为在当时的技术条件下是做不到的。
AI技术首先是解决复杂决策问题,但背后解决的根本问题是知识获取问题。事实上,对人类来说,获取知识是不确定性非常高、效率最难掌控的工作。而且,人类的某些知识难以表达出来、进而难以变成计算机软件、赋能智能化。但是,AI解决了这些问题。所以,AI4S,是个巨大的机会。在我看来,数据分析,可以堪称AI4S同一类的工作。虽然不怎么高大上,但对企业来说价值是很大的。
但是,如果我们面向未来的发展,所有的、能够被机器取代的环节,本质上都可以消除卡点。从这个角度看,AI技术的发展,能起到重要的作用。在未来的某些时候,某些“端到端”集成可能也会成为自动化的。
认识技术发展的规律,有一个更大的逻辑:技术的发展,往往首先是解决过去遇到的问题。然而,随着技术能力的提升,这些技术就能用来解决一些过去解决不了的问题。这样,技术应用的领域就拓展了。这就好比,控制论从传统的自动化拓展到人类社会。当技术应用的领域拓展了,又会产生新的问题和困难。而解决这些问题和困难,又会推动下一轮的科技进步。
这个逻辑,不仅便于我们理解“昨天”控制论是如何产生的、“今天”的数字化转型的方向何在,还能帮助我们预见“明天”AI带来的机会。
人们常说的大模型等人工智能,针对的是人脑的功能。我称之为“狭义的人工智能”。控制论是人工智能的三大学派之一,我称之为“广义的人工智能”。与狭义的人工智能相比,控制论关注的眼睛、人脑和肢体的整个系统。这个系统的任务不仅是理解世界,更是通过行动来改变世界。最近火热的“龙虾”不就是朝着这个方向发展的吗?
来源:微信号 蝈蝈创新随笔
作者:郭朝晖
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