王晓:科学利用多智能体,深度推动社会计算

文章来源:科学中国人      发布日期:2021/03/03  

  2019年7月13日,王晓在第十届国际信息安全和保护暑期培训班致开幕词。


  中国有句古语:“秀才不出门,尽知天下事。”在信息媒介十分有限的古代,这只是一种夸张的说法。而在如今的大数据、互联网时代,这一在古代看来“遥不可及”的心愿也变成了可轻易实现的现实。

  特别是近些年来,社会媒体的快速发展使得更多的人开始活跃在网络上,产生的数据量十分巨大。如今,人类正处于技术两重性凸显的时代:以计算机和互联网为标志的信息技术在不断增加社会复杂性的同时,也为我们认识和理解这种复杂性提供了工具和方法。而利用计算方法处理社会媒体数据,人们可以比以往更加有效地进行社会学方面的研究。“我们不仅会更加了解人类个体,而且会更加了解人类社会,一些亟待解决的社会问题也可以通过这种建模计算的方式研究。”中国科学院自动化研究所副研究员王晓说。

  在这一背景下,王晓将研究方向扎根在社会计算领域,并在多年的实践下,在利用多智能体技术来对复杂社会系统进行建模和计算研究中打下了坚实的基础。相关研究成果在自媒体平台建设、智能交通中人群行为与网联车辆建模以及交通舆情监管等领域有着广泛的应用前景。社会行为能够计算吗?王晓一直在通过孜孜不倦的科研探索,来解答这一问题,并通过研究成果服务社会。

  敢为人先:走进社会计算领域

  21世纪初,互联网大潮风起云涌。在这一背景下,王晓于2007年9月顺利考入大连理工大学网络工程专业。网络工程不仅牵扯到很多底层的通信,也涉及了许多社会网络相关的内容,通过这一方向,王晓进一步接触到了与社会媒体分析相关的科研工作。

  2012年,在中国科学院研究生院(现中国科学院大学)的大力支持下,社会计算成为跨“控制科学与工程”“计算机科学与技术”“管理科学与工程”三个一级学科的交叉学科,拥有博士和硕士学位授予权,学位培养工作依托国防科技大学和中国科学院自动化所展开。而作为全国社会计算专业培养的第一批硕士以及博士学位学子,王晓所面临的最大问题便是:各大高校和领域内还没有体系化的工作延续起来。基于对社会网络动力学的兴趣,王晓毅然决然选择成为第一个“吃螃蟹的人”,并顺利成为我国第一批朝着这一领域探索的科研学子。

  在此之前,她曾经在相关网站上拜读过王飞跃教授撰写的关于社会计算领域的相关文章,当时,王飞跃教授在2011年所发表的《基于平行系统的动态网民群体组织研究》的文章中所提出的包括热点话题的发现和预测、群体组织行为背后的机理等多个研究点,让王晓产生了极大的兴趣。通过与王飞跃老师及团队多位老师的探讨,她最终选择了在基于多智能体建模的社会计算研究这一方向,自此开始了她的科研探索之路。

  在王晓的介绍下,记者了解到:利用多智能体建模,一方面能够很好地体现个体的自主性,因为它需要融合智能体对环境的感知、智能体内部的信息处理以及采取相关行动对环境做出响应;另一方面,采用多智能体进行建模的方式,不仅可以模拟网络上群体的行为和决策模式,还能模拟车—车/机器人—机器人之间的交互以及通信方式,具有广阔的应用前景。

  通过硕博期间的专业学习,王晓在这一领域研究中渐入佳境。特别是在读博期间,她就与团队工作人员一同,以众包为动态网群组织(CMOs)的一个实例,引入了社会网络分析的方式,分析并撰写了社会交通领域第一篇基于大数据和众包服务的社会交通综述文章,发表于IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems,CMOs的研究同时可为社会交通的个性化引导服务提供技术支持。2015年,因其在实验室以及代表实验室学生在国际学术组织及服务等工作中的优良表现,她还获得了复杂系统管理与控制国家重点实验室李耀通重大贡献奖。在5年的硕博研究后,王晓顺利成为了国内社会计算领域第一位毕业的博士研究生。


  2017年5月27日,作为第一译者的《机器崛起》新书发布。


  坚定方向:深入社会计算探索

  时刻保持着对生活的热爱、对科学研究源源不断的好奇心,每天都以积极乐观的心态面对生活,是王晓一直以来面对人生的态度。从鼓起勇气踏入一个初创的专业领域,到如今成长为领域内的优秀科研工作者,一路走来,王晓始终在不断挑战自己,在研究领域中一路“升级打怪”。

  对于她来说,网络中的很多行动和行为,往往存在着意外的情况,怎样寻找到这些导致意外发生的关键点,并且去预测形成这些热点活动的背后原因,都在时刻吸引着她。这份“不确定”性,让她更能感受到所从事领域研究的魅力所在。

  近年来,随着人们衣食住行的在线化,动态网群组织(CMOs)已然成为真实社会中个体或群体及其社会行为在网络空间中的映射。在网络社会中,用户通过生成内容进行交互,产生动态连接,形成网络群体。由于网络的“时空压缩”效应,CMOs可以在极短的时间内,以极低的成本从广阔的网络空间中累积大量的能量,甚至释放到现实社会中,产生巨大的效益或破坏。

  2017年,在国家自然科学基金青年基金项目“基于个体及群体影响力量化分析的动态网群组织(CMOs)演化规律及规模预测研究”的支撑下,王晓以真实社交媒体大规模数据为基础,从用户组织行为结构、言论语义分析以及两者结合的角度对CMOs中的个体及群体的影响力进行量化建模与分析,在此基础上对CMOs的演化规律进行分析并规模预测,使CMOs分析成为热点事情预判及舆情引导的有力辅助管理手段,为保障社会稳定与安全提供有力的技术支持。

  观点对抗或者说是舆论斗争,始终是互联网舆论场的一种主要形态,这与互联网在中国发挥的作用、扮演的角色有关。在热点事件的引导中,往往话语权只掌握在少数人的手中。在他们的引导下,舆情一旦失控,网络情绪就会像“猫扑毛线球”一样,没有限制、没有边界地“乱滚”,朝各个方向无序发酵,形成网络情绪打架、舆论乱斗,最后解不开也理不清。这种情况下,舆情将脱离真相引导,进而导致情绪引导成为主要,真相引导反而变成次要。

  在这一背景下,王晓提出并验证了多元融合、级联互动的影响力最大化传播与评估方法,构建了以科普传播舆情引导为主的计算实验及其人工系统验证平台。通过基于人工社区系统对个体内在属性以及社区环境对于个体评论以及发帖行为的激发与汇聚机理开展计算实验,揭示了网民在热点事件引发的群体行为组织演化过程中的行为决策机制,并实现了影响力量化及其稳定性评估的技术突破。相关工作被Q1区的国际权威期刊Future Generation Computer Systems研究展望文章评论为“将这方面的工作往前推进了一大步”。

  除此之外,王晓与其团队还提出并设计了“水军”的舆情对抗博弈模型。在人工社区中模拟真实社区中的信息更新机制,考虑信息更新周期、群体行为密度、群体参与间隔行为频度等因素,计算水军不同干涉行为策略对于社区群体对抗行为的量化影响,实现了自适应的舆情博弈,并应用于交通舆情引导系统,现已部署于十余个城市/地区。


  2019年4月19日,在《智能科学与技术学报》创刊仪式上。


  不负使命:开展科研落地与科普传播

  习近平主席曾提出一系列关爱青年科技人才的要求,目的就是要让有理想、有情怀、有责任、有担当的接班人永不断档。在“万众创新”“人人创新”的大背景下,“怎样推动科研成果的进一步转化,为工业和社会的发展贡献力量”?从2016年9月,王晓一直立足于青岛智能产业技术研究院这一平台,在这片创新创业的沃土上开始了产业化应用的科研创新旅程。

  青岛智能产业技术研究院由中国科学院自动化研究所、青岛高新区管委会、青岛市科技局三方共建。主要按照“需求引导、创新驱动、联合协作、扎实推进”的原则,致力于充分利用各方的资源和优势,集聚国内外信息、软件、自动化、智能化等领域人才,通过智能产业前沿技术的创新、集成创新和成果转移转化,积极开拓具有核心竞争力的新兴智能产业。现如今,王晓也在带领着自己的研究团队,尽全力将产学研的工作一步步做起来。“我也很好奇,自己能够在这一领域中取得什么样的成果。”王晓说。

  产学研转化这部分工作,往往需要多方面协调组织和开放共融。“因为我们打交道的不仅仅是科研人员,在科研转化的过程中,怎样与国际专家进行交流与合作,与本地企业家进行落地转化,项目怎样实施、业务怎样规划、市场怎样推广,都是我们需要考虑的。”王晓说。在这一过程中,发挥团队的力量,发动每个环节的负责人各司其职,及时有效地沟通和合作,发现问题然后解决问题,让团队的产品和技术能够更好地满足市场的要求,便是王晓及其团队一直努力的方向。功夫不负有心人,在她与团队成员们的多年努力下,目前,青岛智能产业技术研究院在产业化方面也取得了很多可喜的成果,4家孵化公司被认定为高新技术企业。2020年,青岛智能院智能医疗项目、智车科技项目分别获得了山东省科技进步奖一等奖和青岛市科技进步奖二等奖。

  科研之外,王晓对科普工作也极为重视。习近平主席曾说过,把科学普及放在与科技创新同等重要的位置。这一思想也在时刻影响着王晓。多年来扎根于多智能体建模的社会计算相关领域,将自己在群体行为激发与汇聚机理的相关工作应用于科普传播自媒体平台建设上,她和团队也取得了显著的效果。在对以论坛为代表的非社会关系约束的网络社区研究过程中她发现,群体行为的激发和汇聚有两个非常核心的要点:发布话题的人非常引人关注(大V),或发布的话题/话题中的人物非常吸引大家的关注探讨。对此,配合中国智能车未来挑战赛的宣传和自动化学会对自动驾驶领域的科普传播工作,王晓创办了专注于自动驾驶领域的学术和技术传播以及行业资讯的自媒体平台——智车科技,现已入驻今日头条、知乎号、百家号、搜狐号等第三方社交媒体平台,跨各平台关注用户人数近20万。

  一直以来,王晓始终认为:团队是给科学研究注入无限能量的源泉。在一个科研团队中,往往每个人都有属于自己的优势方向,集成员之所长一起协同攻关,则会碰撞出更多科研的火花。而在产学研转化时,这种团队的合作也至关重要。如想要将科研产业做到“顶天立地”,仅靠个人之力是远远不够的,而是需要团队所有人投入更多的精力和心思在其中,一起探索产业化的出口,集大家之所长致力于产业落地,将更多的产业化成果惠及到社会之中。

  合抱之木,生于毫末。千里之行,始于足下。敢闯,一直是像王晓一样的青年科研人身上宝贵的特质,从高校毕业初出茅庐,到逐步成长为青岛智能产业技术研究院院长助理、副院长、常务副院长、执行院长。王晓一步一个脚印,走得十分坚定与踏实。未来,在团队引领以及科学研究中,她还将勇担职责,将青年科研人的炽热之火投身在这项值得奋斗一生的科研事业中。


  报道链接:https://mp.weixin.qq.com/s/E0_ldhfW2IB6HAy5iYbTAA

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