群智感知：理论、方法与系统平台（2020-07-17）

一、介绍

于志文，西北工业大学，2020.07.17；
西北工业大学院长，长江学者，；

二、重点收获

1. 趋势

• 论文的重要性下降，需要做系统，需要将系统真正的跑起来，而不是简单的发论文；

2. 群智感知的重大挑战：
   1）隐私性：

• 如何保护用户的隐私？
• 解决办法
  利用噪声加密的方式；

2）激励：

• 问题：如何确保用户参与进来；
• 解决办法
  互利共赢的解决办法；

三、研究内容

1. 国家需求
   《国家十三五科技创新规划》、国家重点研发计划，将“人本计算”，“群智感知”等列为重要发展方向；

2. 传统感知网络
   依赖于传感设施和专业人员；

3. 群智感知

• 大量普通用户使用移动设备作为基本的感知单元，通过物联网、互联网进行协作，实现任务分发与感知数据收集利用，最终完成大规模的、复杂的社会感知任务。
• 利用大众的广泛分布性、灵活性和即时连接性进行数据采集；
• 主动征集（用户意识） vs. 机会采集（用户无意识）；

4. 解释（希亚·拉博夫旗帜定位）

• 希亚·拉博夫反对特朗普，支持者赶走希亚·拉博夫；
• 希亚·拉博夫 为了反对定位，仅利用旗帜定位；
• 利用群智感知进行定位，找到了希亚·拉博夫的旗帜；

5. 引发的问题

• 如何从大量的数据中，找到想获得的无标志数据；
• 如何使用激励机制，让用户参与进来；

6. 多种多样的 Applications

• 水质感知；
• 交通拥堵情况；
• 购物商业行情；

7. 感知能力发现

• 主要问题：
  针对不同感知任务，发现合适的感知节点；
• 研究内容：
  跨空间感知能力描述；
  跨感知任务和敢直接点的特征建模和分析；

8. 感知任务分配

• 主要问题：
  已知感知节点与感知任务，如何组合不同节点与任务，实现高效，且低开销的任务感知；
• 研究内容：
  面向任务特征：时延任务、非时延任务、空间分布（稠密、稀疏）；
• 面向节点特征：轨迹特征；单、多任务分发；激励机制；
• 多任务NP优化组合问题：启发式搜索、贪心、遗传算法；

9. 空间关联

• 主要问题：
  建立跨空间联系，理解跨空间用户行为之间的影响，挖掘信息空间与物理空间的时空关联关系（蝴蝶效应）；
• 研究内容：
  跨空间用户行为的交互影响；
  事件要素关联：关联同一事件在不同空间的要素信息；

10. 系统平台
    当前缺少系统凭条：
    由技术方法到系统平台的转变（提供系统级支撑）；
    提供应用运行：infrastructure；
    提供开发支持：programming framework；

11. 研究框架

12. 平台体系
    1）方法创新

• 参与者感知能力发现及准确评估：静态（动态）；个体（群体）；单维（多维）；
• 数据质量驱动的感知任务优化分配：感知资源；感知成本；数据质量；
• 任务执行不确定下参与者激励机制：隐私差异化激励、任务可容错激励、用户-任务执行心理模型；

2）理论创新

• 概念空间模型：任务模型；数据模型；参与者模型；
• 参考体系架构：任务发布；能力评估；多维适配；参与激励；优选汇聚；

3）核心挑战

• 感知能力复杂多元、感知任务异构多样、参与者自主随机；

  
  
  核心挑战

四、理论方法

1. 群智感知理论：概念空间模型及参考体系结构
   1）概念多维空间模型：

• 任务者模型：
  类型、主题、成本、方式、属性；
• 参与者模型：
  行为偏好、可信度、感知机能、时空情景；
• 数据模型：
  数据质量、数据历史、数据模态；

2）参考体系架构：

• 传统群智感知框架：
• 效率-质量协同驱动的新型框架
  任务发布、能力评估、多维适配、参与激励、

2. 群智感知：物理、信息与跨空间
   物理空间：
   信息空间：
   跨空间：融合信息空间、屋里空间和社会空间、

3. 物理空间
   1）问题：物理感知任务分配

• 在多任务感知环境下，为提高感知资源的有效利用，需要对感知任务进行优化。
  2）技术方案：
• 针对感知节点资源匮乏的情况，提出改进的最小费用最大流多任务分配模型，在最小化移动距离的同事，实现任务完成率最大化；
• 针对感知节点资源充足的情况，提出双目标优化的多任务分配方法，最小化移动距离和激励成本；

4. 信息空间
   利用人在信息空间的数字足迹，无意识参与的群智感知

基于LBSN群体足迹的城市性格感知
通过群体足迹挖掘重叠社交群，

问题定义：

基于LBSN群体足迹的旅游包推荐
传统旅游代理——缺乏个性化；
网上旅游功率——费时；
现有的推荐大多只推荐单个地点，如经典、餐馆、

旅游包推荐过程：
信息提取——排序——路线；

5. 信息物理跨空间
   利用群舞交互特征对拍照推向进行分类与语义标注
   物理空间：
   信息空间：
   社会空间：拍照群体的特征；

五、平台

1. CrowdOS 设计目标
   1）可部署于易购硬件设施；
   2）系统资源管理；
   3）群智任务解析与调度；
   4）任务质量评优与优化；
   5）系统资源管理；
   6）丰富的智能功能、隐私保护、信用分级、激励机制；
   7）SDK、可扩展库、API；

2. 任务进程调度管理

• 发布者：创建任务；
• 系统：认证授权，产生状态；
• 系统：分配状态，调度；
• 参与者：执行状态，并上传；
• 系统：处理状态，修改代理或者结果显示；
• 发布者：反馈状态：原因，质量；

3. 申请的重大专项
   1）研究挑战：
   2）科学问题：
   3）研究内容：

专项内容