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工业4.0研究院引入美军人工智能标准课程

      为了帮助全体员工掌握现代人工智能技术,工业4.0研究院决定引入美军人工智能标准课程,该课程是美国军官必须掌握的知识体系,主要分为四个层次,分别为入门、应用基础、应用和主题应用。

      本系列课程将对外公开,以吸引创新人才加入工业4.0研究院。课程内容将采用延迟的方式对外公开,即内部人员或实习生将提前获得原始资料(包含视频),对外公开资料是经过编辑的资料。

      率先公开的美军人工智能课程为“认识未来战场上的人工智能”(Understanding AI in the Future Battlefield),涵盖人工智能基础知识、战略、战术应用以及作战影响等内容。

认识未来战场上的人工智能

      工业4.0研究院建立了完善的培训体系,主要以麻省理工学院和哈佛大学的教材为基础,标杆DARPA及美国国防部的研发创新,面向工业4.0研究院的70%主攻方向,力求解决未来影响巨大的的颠覆性技术难题。

      “认识未来战场上的人工智能”课程分为22讲,初步计划每周一课,通过“数字孪生体挑战赛”公众号发布,相关疑问的解答将在同名微信群开展。如果需要加入,请联系公众号文章后面列出的联系人零点壹。

      按照计划,该课程将由工业4.0研究院人工智能研究中心负责,将由胡权署名。数字太空实验室主任刘继业、中科院大学教授徐俊刚等作为专家将加入课程导师团,解答读者在公众号文章后面留下的疑问。

      即日起,工业4.0研究院人工智能研究中心启动实习生招聘,要求为本科高年级或研究生(包括硕士及博士),每周3天*连续3个月以上的时间保障,计算机及相关专业为主。实习生将由导师团指导,参与具有挑战的项目研发工作。

      附:认识未来战场上的人工智能提纲

      课程1:什么是人工智能?

      自1950年代出现人工智能以来,该领域获得了稳步进展,得益于超高速微处理器、大数据的可用性以及我们对自动化人类认知任务的至高需求,人工智能的发展和应用进入了新的时代。

      课程2:自动化

      自动机是可以比人类更快更好地完成工作的机器。传统自动机可能具有自适应反馈,但它们不会学习新功能。人工智能通过提供学习新功能的自动机来改变自动化。

      课程3:基于规则的演绎算法

      专家系统是第一批旨在学习专家技能的机器之一。它们将专家描述的规则编码为数据库中的逻辑公式,以便机器可以遵循相同的逻辑并解决相同的问题。然而,由于人类专家采取的行动不能被描述为规则,因此没有专家系统软件成为专家。

      课程4:监督学习

      识别图像中的人脸是一种人类功能,我们不知道如何用规则来描述。借助包含1亿张标记图像的数据库,我们可以教人工神经网络在显示图像时为人脸命名。然而这些网络无法解释它们的作用,并且对图像中小的像素级变化非常敏感。

      课程5:无监督学习算法

      足以训练神经网络的大型高质量数据集很难找到或成本太高。人类社会有办法让机器成为国际象棋或围棋大师,通过相互对战数百万场比赛并奖励自己获胜。不需要对学习进行外部监督,能转化为其他人工智能吗?

      课程6:人机交互人工智能

      当IBM人工智能在1997年获胜时,国际象棋大师卡斯帕罗夫发明了一种由人机团队下的新型国际象棋。团队击败了最好的机器。寻找使用机器来增强而不是取代人类智能的方法是人工智能的核心问题。

      课程7:人工智能的前景

      能够进行智能对话、思考、理解、创造、关心、自我意识或有感知的机器远远超出了我们目前的理解。这种愿望激发了寻找智能机器的毅力。我们近期最好的赌注是专注于与人类合作、增强和放大我们的机器。

      课程8:安全性和对抗性人工智能

      通过使用生物识别技术并监控用户行为与授权用户资料的偏差,人工智能增强了网络安全性。但新的人工智能工具存在我们尚不了解的漏洞,例如当停车标志图像的几个像素发生变化时,神经网络会将停车标志误认为是限速标志。对抗性人工智能会变得如此出色,以至于没有人可以依赖人工智能工具进行军事行动吗?

      课程9:数据科学与人工智能

      在大型数据集中发现模式和趋势的统计推断工具非常有用。从我们不断增长的物联网中理解大量传感器数据需要巨大的计算能力。协同工作,数据科学提供了提高训练数据质量的方法和帮助人工智能从数据中学习的新算法。

      课程10:人工智能项目管理

      当对软件的需求稳定时,用于生产软件系统的传统模型效果相对较好。当系统结合人工智能时,由于数据在这些系统中的核心作用,需求可能会发生快速变化。在这种情况下,必须拥有一支强大的团队,其专业知识涵盖软件中的所有内容,现在包括人工智能。

      课程11:计算机视觉和人工智能

      自动识别图像中的人和物体一直是1950年代的长期追求。关于特征提取已经了解了很多——边缘和区域的模式组合成可识别的对象。这与“卷积神经网络”相结合以提供复杂的图像识别。

      课程12:人工智能的开发运营周期

      大型软件系统开发的最大挑战是系统由多人开发,以服务多个版本的多个用户。近年来,软件开发人员已经转向能够快速适应不断变化的需求的“敏捷”团队。这个过程称为DevOps,被描述为连接开发人员和用户的不断循环演进。

      课程13:物流与人工智能

      将材料从供应商转移到接收者是所有部门、民用、政府和军事部门长期关注的问题。军事供应网络不断变化,并不断受到威胁。人工智能规划工具正在进入物流领域,它们可以帮助规划路线、指定库存和仓库,并预测在不久的将来需要供应的地方。对于不断变化和演变的现代供应网络,它们正变得不可或缺。

      课程14:自然语言和人工智能

      寻找计算机可以理解文本和语音并在语言之间进行翻译的方法一直是计算领域的一项长期任务。进展缓慢但稳定。我们现在只有有限的人工智能工具,例如Alexa和Siri,作为我们与计算机、语言翻译器、听写记录器和语言之间的实时语音翻译的接口。

      课程15:机器人和人工智能

      早在电子计算时代之前,机器人就已经让人类着迷。您可能还记得机械土耳其人的著名故事,它是1770年发明的下棋机器人,最终它被揭露为一个骗局——柜子里藏着一个人类棋手。但即便如此,它还是激发了人们对是否可以建造国际象棋机器人的兴趣。人们花了200年的时间,才对这个问题做出了肯定的回答。

      课程16:道德与人工智能

      人工智能引发了许多伦理困境。当人工智能机器出现故障并造成伤害时,谁来负责?是否应该允许武器系统全自动,在不咨询人类的情况下做出杀伤决定?军事行动中使用的人工智能工具的程序员是战斗人员吗?在不知道我们可以控制它们的情况下寻找智能机器是否明智?

      课程17:人工智能、战略和权力

      军事战略涉及在技术和地缘政治背景下制定指导方针,以最大限度地减少战争的可能性,但在战争发生时最大限度地提高获胜的机会。人工智能在大国竞争的背景下发挥了核心作用。什么样的人工智能最有用?

      课程18:美国国防部人工智能战略

      出于对现实应对新兴大国竞争的关注,美国国防部发布了各种人工智能研究、实施和产业合作战略文件。国防部设立了哪些办公室和项目来加速人工智能技术的采用?

      课程19:人工智能系统的风险

      人工智能可能具有诱人的吸引力,因为它可以完成超出人类能力范围的某些工作。它也可能令人震惊地没有吸引力,因为它可以如此迅速地犯严重错误,以至于没有人可以干预。我们在本课程中讨论的各种人工智能的风险在哪里?

      课程20:对人工智能的偏见和信任

      当今地缘政治冲突的性质是采取行动为侵略者占得先机,但没有发动战争。计划和执行行动的决策系统越来越依赖人工智能。如果受到对手的攻击,如果对包含看不见的偏见的数据进行训练,或者如果依赖于脆弱的人工智能技术,人工智能系统可能会犯严重错误。值得信赖的人工智能不仅对于成功至关重要,而且对于避免引发战争的错误至关重要。

      课程21:人工智能驱动的战场

      1979年,约翰·基根出版了一本书,《战斗的面孔》,他在书中分析了战斗的实际机制以及它们如何影响结果,而不是战略。人工智能正在从根本上改变指挥官和作战人员可用的可能性空间。它强调大型平台上的小型、网络化、分布式、蜂群、自治代理。人工智能还增加了一个新维度,代理人拥有自己的决策权。

      课程22:对人工智能的总体结论

      本课程试图通过揭示AI的基本原理来消除AI炒作。虽然我们目前没有智能机器,但我们确实有六种机器可以快速学习完成复杂的人工任务。这些机器在视觉、机器人、自然语言处理和网络安全等重要领域产生了重大进步和漏洞。

 

 

《数字孪生矿山白皮书》发布会在京成功举办

      2021年12月29日,数字孪生矿山联合实验室召开白皮书发布会,北京华电力拓能源科技有限公司(简称“华电力拓”)、工业4.0研究院以及数字孪生体联盟十来家成员单位在华电煤业大厦,见证了《数字孪生矿山白皮书》的正式发布。

      华电力拓总经理孙长春携副总经理许晋飞、技术总监徐金陵和智能控制事业部总经理李伟东等人参加了会议,并对参加本次白皮书发布会的嘉宾表示欢迎。

      孙总回顾了数字孪生矿山联合实验室成立以来的点点滴滴,对比了煤炭行业智能化和数字化之间的关系,表示华电力拓将立足数字孪生矿山关键核心技术的突破创新,为我国数字孪生创新计划开展做出应有之贡献。

数字孪生矿山白皮书发布会

      针对本次《数字孪生矿山白皮书》的发布,孙总表示,这是一个新的起点。展望2022年,华电力拓将围绕安全高效矿山建设目标,加强关键核心技术攻关,释放“AI+数字孪生体”在煤矿领域的应用价值和潜能。

      随后孙总代表华电力拓,胡权和王明芬代表工业4.0研究院,共同发布了《数字孪生矿山白皮书》。

数字孪生矿山白皮书发布会

      工业4.0研究院院长胡权代表白皮书编委会,从“数字化”驱动下的矿山发展、数字孪生矿山概念体系、演进和关键技术,以及华电力拓数字化生态等方面,对《数字孪生矿山白皮书》的核心内容做了生动系统的解读。

      针对数字孪生矿山联合实验室的定位和发展,华电力拓与工业4.0研究院将紧密合作,围绕数字孪生矿山操作系统,主攻数字孪生体关键核心技术,在数字孪生基础设施之上搭建一套开放数据机制,发挥数据的要素能力。

数字孪生矿山白皮书发布会

      华电力拓领导和专家对《数字孪生矿山白皮书》呈现的内容表示赞赏,期待在解决“安全高效”痛点方面尽快落地实施,先从公司自身业务入手,推动基于数字孪生体的数字化转型工作。在数字孪生矿山关键技术有所突破的基础上,进一步把创新成果分享给行业,带动更多的企业创新发展。

      与会专家针对白皮书中的一些内容,提出了不少有价值的问题,包括跟物联网为主的智能化矿山解决方案的关系,以及数据中台跟数字孪生矿山体系如何融合发展等内容。

      胡院长对相关问题一一进行了解答,他指出,白皮书提出的数字孪生矿山跟目前一些专家提法不同,它是建立在数字孪生体开放架构基础上的,展现了“数据驱动”的技术思路,有助于为行业建立一套数据标准和机制。

      经过紧张而热烈的交流之后,与会嘉宾介绍了各自企业的业务情况,纷纷表示希望加入数字孪生矿山联合实验室建设中来,贡献自己的一份力量。

 

《数字孪生体报告(2022)》在成员日正式发布了

      2021年12月16日,数字孪生体联盟正式发布了《数字孪生体报告(2022)》,这是工业4.0研究院编写的年度报告。报告围绕“AI+数字孪生体”战略突破,分析了中美数字孪生体联盟的异同,并介绍了产业和资本动向、数字工程等议题。

      数字孪生体联盟秘书长王明芬主持了这次成员日和发布会,本次活动主题为“解密2022数字孪生体发展机遇和挑战”,相关内容引起了与会人员的强烈兴趣。

      工业4.0研究院院长胡权介绍了达钯科技发展中心(DAPA,Digital Advanced Projects Accelerator),它承接了UXV创新实验室、数字太空实验室和数字孪生战场实验室等组成的X实验室,DAPA将成为2022年推动数字孪生体创新的重要平台。

数字孪生体报告(2022)

      除了《数字孪生体报告(2022)》的发布,胡权还代表第三届数字孪生体挑战赛组委会介绍了最新进展,对“无人系统兵棋推演理论研究”赛题(即赛题1)的内容设计、赛制及赛程做了介绍,同时还就参赛团队关注的问题做了说明。

      根据《无人系统兵棋推演理论研究计划》,赛题1将分为三个阶段,分别为兵棋推演理论学习、标杆对象OFFSET分析和南海想定无人系统兵棋推演。

第三届(2021)数字孪生体挑战赛

      考虑到参赛个人或团队对理论知识的掌握能力不尽相同,赛题1从兵器推演理论学习考察开始,推荐了《兵棋推演手册》(Wargaming Handbook),同时还将组织兵棋推演、作战仿真及无人系统方面的专门培训。

      在完成基本的兵棋推演知识学习并通过考核之后,参赛个人或团队将进入标杆对象DARPA所提OFFSET无人机蜂群兵棋推演案例分析和南海想定无人系统兵棋推演分析和设计两个阶段。

      第三届数字孪生体挑战赛规定,每个阶段比赛结果将成为参与下一个阶段比赛的前提,为了鼓励参赛人员或团队的积极性,对于任何认真参赛并完成作品提交的人员,都给予一定程度的奖金鼓励。

      南征兵推研究院院长杨南征作为赛题1的首席专家,详细听取了赛题的设计思想和内容,对把DARPA正在开展的兵棋推演作为赛题1内容表示赞赏。他表示,通过对标兵棋推演先进实践,结合我国实际情况,有助于我国兵棋推演人才掌握先进理念和方法。

      在热烈的交流气氛中,本次成员日和发布会获得圆满成功,这是数字孪生体联盟2021年度最后一个成员日,2022年再见,我们即将跨入第4个年头了。

 

 

达钯科技发展中心(DAPA)的定位与任务

      为了适应2022年数字孪生体产业化需要,工业4.0研究院于2021年12月9日设立了“达钯科技发展中心”(DAPA,Digital Advanced Projects Accelerator),中文含义为“数字先进项目加速器”,承接了工业4.0研究院多个X实验室和数字工程预研项目。

      作为物理世界和数字空间交互的技术体系,数字孪生体在新军事革命和产业变革中具有独特地位,这在《数字孪生体:第四次工业革命的通用目的技术》中有详细的阐述。

      过去几年时间,为了探索颠覆性技术的理论体系,工业4.0研究院设立了系列X实验室,包括UXV创新实验室、数字太空实验室和数字孪生战场实验室等,为了更好跟合作方和投资方合作,以上X实验室将转移到达钯科技发展中心。

达钯科技发展中心牌匾

      近期工业4.0研究院召开了2022年度战略研讨会,在2021年“数字孪生+”战略实施基础上,确定了加速“AI+数字孪生体”(AI-enabled Digital Twin)应用的计划。

      按照计划,达钯科技发展中心将聚焦数字孪生操作系统(DTOS,Digital Twin Operating System),通过跟需求方建立战略合作关系,重点开展数字工程、数字孪生战场和数字孪生训练等应用示范。

      数字孪生操作系统作为工业4.0研究院人工智能研究中心的成果,已经解决了理论体系相关问题,为构建适应未来数字孪生工程需要的内核提供了前提条件。

达钯科技发展中心组织体系

      从国防和工业的需求来看,数字工程成为一个需求较大、技术含量较高的方向,依托工业4.0研究院在工业领域的长期积累,能够帮助合作方建立以数字孪生工厂和数字孪生装备为核心的数字孪生制造体系。

      经过较长时间的探索实践,数字孪生战场实验室掌握了数字孪生靶场建设的关键技术,成功引入了数字孪生体、机器学习、数据科学和物联网等新一代数字技术。

      随着深度学习在人体姿态识别上的突破,它在安全保障、军事训练、体育运动等领域的应用价值非常突出,这成为数字孪生训练中的关键技术之一。

      达钯科技发展中心拟于2022年开展试点应用,推动“基于深度学习的人体姿态识别应用”项目落地实施。

      秉承包容和开源的核心价值观,达钯科技发展中心将继续支持数字孪生体开源社区建设工作,帮助数字孪生体联盟举办好第三届数字孪生体挑战赛,吸纳成员单位参与合作方“AI+数字孪生体”项目建设工作。

      欢迎拥有人工智能知识和技能的人员加入达钯科技发展中心,成为数字孪生体时代的颠覆者和塑造者。

 

达钯科技发展中心简介

为了推动颠覆性技术创新,工业4.0研究院设立达钯科技发展中心(DAPA,Digital Advanced Projects Accelerator),分为X实验室和数字工程项目两个板块,X实验室包括UXV创新实验室、数字太空实验室和数字孪生战场实验室等。

联系人:零点壹,微信号:punkt1

 

 

第三届(2021)数字孪生体挑战赛“3+X”赛题更新了

      自2021年9月16日正式启动“第三届数字孪生体挑战赛”以来,已经有十多支团队做了报名,但由于针对数字孪生工厂的报名比较集中,经过多方努力,挑战赛组委会围绕“无人系统”主题,更新了原有“3+X”赛题。

      考虑到参赛团队的实际情况,保证大部分参赛团队能有收获,结合到工业4.0研究院已经对接项目情况,加强研究和应用的有机融合,并面向国家支持的能源和国防两大领域投入更多支撑和项目资源,帮助参赛团队快速发展。

      第三届数字孪生体挑战赛组委会决议如下。

准备:基于开源环境的系列基础培训

      我国目前缺乏真正开放的创新环境,大部分团队难以获得高水平专家的培训指导,匆忙参加挑战赛不符合主办方和参赛团队的利益,为此,挑战赛组委会决定开展持续3个月的培训活动。

      结合到“3+X”赛题的要求,一方面让更多的创新团队参与进来,另一方面希望参赛团队可以掌握更有效的研究和开发方法,提高本次赛事的参赛水平。

      结合到数字孪生战场实验室近期在开发环境的进展,将在12月正式启动对参赛团队的培训工作,分享方式为在线分享和微信群交流。

      目前已经确定的分享主题有飞机结构研发设计和无人系统兵棋推演,欢迎具有分享能力的专家加入,成为本届数字孪生体挑战赛志愿者。北京翼络数字技术有限公司(简称“翼络数字”)将为分享专家提供补助。

赛题一:无人系统兵棋推演理论研究

      根据工业4.0研究院已有研究成果,推荐参与理论赛题(即“赛题一”)的团队参考两个标杆:第一个是DARPA的OFFSET无人机蜂群战术项目;第二个是CNAS在2015年举办的长达两天的无人机兵棋推演活动。

无人机蜂群的兵棋推演

      参赛团队需要完成以下工作:

      1. 分析无人系统兵棋推演相关资料,包括以上推荐的两个标杆。

      根据以上分析结果(可以增加标杆对象),递交一份不少于1万字的标杆分析报告(报告版权归参赛团队)。

      2. 在兵棋推演专家指导下,设计无人系统兵棋推演体系。

      本部分不需要真正开发相关系统,开发工作不列入本次数字孪生体挑战赛内容。参赛团队可以根据需要,获得投资基金关注和资金支持,进一步把相关成果开发成兵棋推演系统。

赛题二:无人系统数字孪生体管理平台

      DARPA的OFFSET无人机蜂群战术项目使用了Raytheon的数字孪生体管理平台,赛题二推荐大家借鉴参考。为了降低开发难度,推荐采用商用的无人机系统,选择具有开放接口的架构。

      对于部分商业企业已经有相关平台,但应可以提供给数字孪生体挑战赛参赛团队使用。具体合作情况将根据情况商定。

无人机蜂群的兵棋推演

      如果赛题二参赛团队开发进度较快,可以把该平台引入赛题一,作为无人系统兵棋推演理论验证的平台,能够很好实现“理论联合实际”的效果。

      以上情况需要根据报名参赛团队掌握的技术情况来确定。

赛题三:基于OpenPose开发数字孪生工厂

      对于能源领域的企业来讲,安全防护是一个刚需。

      赛题三计划引入OpenPose开源项目,在相关专家指导下,针对工业4.0研究院已有煤矿和石化厂的安全防护需求,开放一个数字孪生工厂平台,能够有效的实现巡检和安全预警分析。

人体骨骼检测深度学习方法

      截止到本文发布的时候,已经有多支团队报名参加赛题三。

      根据实际需要,工业4.0研究院将在参赛过程中,选择具有技术创新能力的团队,参与数字孪生矿山联合实验室建设和其他项目。

X赛题:数字孪生战场操作系统

      根据X赛题预设目标,将涉及到大量先进技术,参赛团队需要掌握深度学习、自动系统和数据科学等知识,拥有较强的软件开发能力。

      挑战赛组委会将根据报名情况单独沟通,目前暂无团队报名。

评选:挑战赛开展周期及奖金标准

      第三届数字孪生体挑战赛将延续到2022年6月底,期间预计开展两轮比赛:第一轮为方案设计或研究思路;第二轮为研究或开发,需要提交最终的开发平台参与验证。

      本次挑战赛奖金采用资金池方式,即通过赞助商和客户提供。赞助商目前有翼络数字公司,提供了共计30万奖金,每个赛题有10万奖金;客户项目目前有近1000万,预计赛题完成单位可以参与项目建设,每个项目100万左右。

      关于本次挑战赛的具体情况,将在12月开展宣讲活动。