有多少“人工愚蠢”系统可以重来？

阿明哥哥资料区 2019-08-20

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在上一篇文章“工业根基，莫让ICT喧宾夺主”中，笔者提到在中国市场上每年都会集中炒作一两个概念：六、七年前热炒互联网思维，五年前热炒工业4.0和大数据，四年前热炒智能制造和机器换人；三年前热炒“互联网+”，两年前热炒人工智能，一年前热炒工业互联网，今年热炒5G。

两年前被热炒的人工智能，现在热度和泡沫下去了不少，因为很多无脑小编的科幻故事已经编不下去了，炒作人工智能的某些“龙头企业”业绩上也栽了跟头，不少真正的AI大咖不断讲述人工智能还有很多局限，“可信赖”的标签也被欧洲贴到了AI上作为强制要求，波音737MAX的自动防失速系统（MCAS）的失效也掉了两架飞机……。因此，现在坊间对人工智能的讨论，多了几分理智和耐心，少了几分喧嚣和浮躁。

人工智能，一定是人造系统的未来，一定会极大地造福人类。但是对于当前AI发展状态，必须有足够清醒的认识，要分清楚未来与现在，分清楚理想和现实。把未来当现实，不仅仅是幼稚，而且是最大的人工愚蠢。

一.人造系统常态是“人工愚蠢”

“人工愚蠢”这个术语，这既是相对于人工智能的一个反义词，也是对过去和现在无数的人造系统现状的一种界定。这是笔者从今年初开始使用的自创词汇。

人造系统的定义有很多，大都是这样描述的：“系统是相互联系相互作用的诸元素的综合体”——贝塔朗菲；“系统是指相关事物按一定的关系组成的整体”——现代汉语词典；“由相互作用、相互联系的元件和运作组成的实现某种功能的事物的集合”——U-TRIZ；“系统是由相互作用相互依赖的若干组成部分结合而成的，具有特定功能的有机整体，而且这个有机整体又是它从属的更大系统的组成部分”——钱学森。

人造系统是为了实现某种功能而构建的，这是公认的准则和事实。至于该系统是非自动实现，半自动实现，自动实现，还是智能的实现了系统功能，就关系到了大家所说的“智能”了。

自从人类学会用两个以上的“零件”组装成一个具有更好功能的“产品（人造系统）”之后，人类已经构建、生产了无数的人造系统。必须指出的是，这些人造系统，基本（99.99%以上）都是笔者认为的“人工愚蠢”系统，基本上无法与人保持和谐的关系，例如，课桌不会自己调节高度来适应不同的人，手机无法预测人长时间玩手机对颈椎/腰/腕的损害，高速运转的机器设备经常伤人，交通路口不会自己根据堵车情况调节通行时间，电灯不会给人发射最合适角度和光强的照明，冰箱不会自动甄别即将腐败的食物等。图1所示一组动画表明了机器的愚蠢程度以及由此而对人产生的极不和谐的伤害。

图1 愚蠢的机器经常伤人

自古以来，人们千呼万唤，日思夜想，在无数的美梦中期待人造系统能够变得聪明、智能一些，能够更好地与人协作，为人服务，更轻松地为人所驾驭。可惜，无数的人工愚蠢机器仍然处于“聋、哑、瞎、傻”状态，即使是近几年新引进的的机器人，也时不时地会对工人造成伤害，不得不把它们圈在栅栏中，人不得靠近。

二.人造系统如何定义与判断智能

笔者在“智能+：智能定义与分级”文章中已经较为详细地介绍了智能的定义和智能的分级。

笔者与其他作者合著的《三体智能革命》一书认为：“可以感知系统外部状态，实时分析计算，自主做出决策，精确控制其它物理设备来执行动作。具备认知能力的人造系统，一定是智能系统。”（正文P006）“状态感知、实时分析、自主决策、精准执行、学习提升”这20个字是判断智能系统的基本判据。

《三体智能革命》将智能系统分成初级智能、恒定智能和开放智能三类系统，如图2所示。

图2 三个级别的智能系统所形成的智能环

《三体智能革命》认为，最少满足以上三个特征并且能形成智能环的系统，都是智能系统。这些判断准则与杨学山教授的《智能原理》书中要点非常类似。

现在人造系统可以大致分为四类，人工愚蠢（无智）系统，初级智能系统、恒定智能系统和开放智能系统。

人工愚蠢系统对外界信息没有任何反应，也没有任何的数据输入与输出，是典型的“聋、哑、瞎、傻”系统。截止目前，人工愚蠢系统占据了绝对的优势，应该说在所有现存的人造系统中，99.99%以上都是此类系统。

三.人造系统的智能分级与实现

在长期的发展过程中，人造系统逐渐有了某些智能，即人造系统不是一直按照既定程序工作或者不工作，而是根据预定的触发条件，来针对“特定场景”实现系统功能。这种预定的触发条件有很多种，可以按照智能的级别来划分。笔者将智能的级别分为五种。

第一级“智效”，是基于科学效应的初级智能，海量存在几百年，构建了基本的实体智能。例如螺栓靠摩擦锁紧，塔吊靠重力平衡，发动机靠爆燃推动活塞产生动力，洗衣机靠离心力脱水甩干，空调靠相变制冷，新型飞机玻璃靠电致变色调透光率等。绝大多数人因为天天使用科学效应却没有了感觉，殊不知，智效级的智能是真正让工业保持生机，让企业吃饱饭的；

第二级“智数”，以数字化、网络化技术为基础，基于电脑的计算内核实现的智能，近几十年来一直在进行中。数字化一切可以数字化的事物，网联一切可以联接的事物，是实现智能制造和工业互联网的基础；

第三级“智巧”，以CPS和软件定义技术为核心实现的智能。经过优化筛选的显性知识不断积累，“人智”不断以知识的形式转化到人造系统中形成“机智”，在比例上，“机智”日益增多，其结果是人体/人脑逐渐从系统回路中撤出，最终不在系统回路中出现，但是“人智”仍然以软件的形式驻留在人造系统中，一直在系统回路中作为知识引擎来驱动智能系统（如智能制造）的实现，即赛博系统与物理系统实现深度融合。

第四级“智能”，以新一代人工智能技术为核心实现的智能，例如大数据智能。在工业场景中，用传感器获得足够的物理机器运行信息，并且将其转换成具有时间标签的工业大数据，加之有适用的算法、足够的算力，以及智能系统不断地“深度学习”，就能通过计算与学习，分析出这些数据背后所蕴含的特定的工况模式和特征（知识），并且根据这些知识来进行设备的预测式维护，优化调整设备的运行参数或改进设备的设计。

第五级“智慧”，并不属于人造系统，目前看来仅限于人类拥有。业内多数专家的共识是，智慧只适用于以人作为对象的场景，智慧的判断标准有自我意识、第六感、直觉、顿悟、创造力等。任何人造系统，就目前能够看到的智能技术而言，都不可能达到智慧的程度，甚至距离第四级“智能”都相差甚远。很多标榜为“智慧”的城市，其实总体水平还是人工愚蠢城市。

四. 人造系统如何变得智能

人工愚蠢系统是人类生存的基础，数量多到无法统计，每天必用，但是自从工业革命以来已经开始逐渐被人类改造。人类一直希望能够对它们赋予一定的智能。

改造成为初级智能系统的技术要点，是巧妙应用科学效应。事实上，如前面所列举的例子，现在已经有很多人工系统是应用了科学效应来实现的。瓦特在第一次工业革命时期发明的蒸汽机转速调节器中就利用了离心力和重力这两个科学效应，当蒸汽机转速增加时，离心力让飞球克服重力升高，带动气阀开口减小，蒸汽机转速随之降低；反之，蒸汽机转速降低时，重力让飞球下降使得气阀开口变大、蒸汽机的转速便随之提升。依靠这样的效应反馈机制，蒸汽机转速就能保持基本恒定。如图3所示。

图3 蒸汽机的转速调节器

瓦特的发明尽管很伟大，但是“信息的感知和处理全部由机械来完成”是个极大的约束与限制，只适用于蒸汽机的工作场景，在结构上缺乏通用性，很难被其他类型的机器借鉴。

电诞生后，很多与电有关的科学效应开始登场，如电磁转换、电致变色、电致伸缩效应、压电效应、声电效应、光电效应、温差电效应、挠曲电效应、介电效应、电笼效应、电性效应、生电效应、液电效应、应电效应、激电效应、电涡流效应、电动力效应、电迁移效应、热释电效应等大幅度增加，使得基于电学（/磁学）的科学效应普及应用到工业领域，在大量工业系统的局部，以传感器的方式实现了智效级别的智能，让很多人工愚蠢系统有了一些针对特定场景的反应。例如，光电效应可以判断冲头下面是否有人手，避免工伤事故；声传感器可以判断楼道是否有人而自动开关电灯。所有的传感器都是利用科学效应而构建的，因此，有传感器的机器，就比没有传感器的机器要“聪明”一些。

电脑面世后，其基本计算原理是通过晶体管中的高低电平（即0和1）的不断变换而实现超高速计算，因此极大地改变了世界和影响了人类的生产/生活方式，数字化时代来临。电脑本身就是一个智能载体，基于计算内核来实现人造系统的智能，已经变为一个通用基本手段。给物理机器中加入电脑，通常就可以让原有的人工愚蠢系统向智能系统转变。从数字化、智巧化再到智能化，人造系统的智能级别不断提升。

五. 人造系统开始向智能系统冲刺

今天，在“智效、智数、智巧、智能”四种不同级别的智能技术阵列的冲击下，体量和惯性极其巨大的人工愚蠢系统阵地已经被撬开了一角，某些部分开始被改变、被融合、被创新。特别是伴随着软件算法和电脑算力的飞速提升，以云、大、物、移等ICT技术为基础的智数、智巧、智能技术发展十分迅猛。“智能+”的工业时代已经来临。智能制造和工业互联网，都是实现“智能+”的利器。

例如绣花机设备制造企业是典型的传统行业，千年之前即有刺绣，百年前就已经发展为机绣，例如德国在1928年前就已经实现了由穿孔纸带控制的三机联动绣花。但是，绣花机既不会自己编花，也不会规避人的肢体，更不会自动提供工况数据，是典型的人工愚蠢设备。

近十年，国内的绣花机设备行业发展迅速，但是绣花机设备产能过剩，厂家利润持续下降，厂家利润率压力向上游传导，导致设备材料和加工标准质量降低，纺织生产厂商在使用设备时容易出现绣品质量差、机器易损坏、厂家服务不到位等现象。因此，浙江某绣花机企业希望通过云、大、物等智能手段，让绣花机变得“聪明、智巧”一些，打造以智能服务云平台为核心，集专家系统、远程运维、统计决策等功能于一体的业务模式，构筑新的缝制行业生态圈。该企业重点做了三件事情。

1、数物相联，预测维护

该企业采用根云平台进行设备物联，并将设备的物理状态映射到云端，所有的故障和运行状态均在云端实时呈现，由此可以对设备的主要消耗件进行兼容管理，针对客户提供低于市场价的原厂原装备件，根据备件的上次更换时间，备件使用周期等参数，以“预测式服务”的方式自动提醒设备使用方进行备件更换，同时提供在线商城，根据使用方购买设备及故障维修单推荐备件购买方式。

2、设备/图样，模式创新

绣花机需要按照指定图案工艺来进行刺绣。于是，图案的编制成为了绣花机的重要驱动要素。使用方可以自行编制新版绣花图案工艺，或者通过APP（或网页端）自行购买某几种新版图案工艺，并基于根云平台的工艺更新流程自动将指定的新工艺下发至终端机器，这样既减少了在车间现场更换图样的繁琐步骤，也产生了图案交易这种新商业模式，该公司已经做到出售“设备+图样”。

3、多元服务，结果经济

此外，针对刺绣行业提供如图4所示的多项功能。

通过绣花设备的互联，开拓后市场服务，提供备件的在线销售渠道和刺绣花样的在线购买与下载，增加了客户黏性，扩展了后市场服务带来的利润收益；

让该公司实现从硬件销售到按结果收费的模式创新，既包括花样打版费用，也包括软件更新费用等。在使用方式上也是按照实际使用绣花机的机时付费。客户体验满意度大大提升。