Десятый международный научный симпозиум «Научная конвергенция вычислений, коммуникации и управлении» успешно состоялся
С бурным развитием информационных технологий нового поколения интеллектуальные системы, представленные интеллектуальными роботами, беспилотными системами, промышленным интернетом, искусственным интеллектом больших моделей и т. д., постепенно ведут новый виток крупных изменений в общественном производстве и жизни, и стали важной позицией для национальной стратегической научно-технической конкуренции в условиях невиданных в мире за столетие великих изменений. Вычисления (IT), коммуникации (CT) и управление (ОТ) являются тремя краеугольными камнями интеллектуальных систем и постепенно демонстрируют тенденцию развития к глубокой кросс-интеграции.
Для ускоренного решения ключевых технологических проблем в области робототехники, беспилотных систем и промышленного интернета вещей, а также повышения инновационного потенциала в критически важных сферах, в 2023 году в районе Чэнчэн города Гуанчжоу состоялись Десятый международный симпозиум «Научная конвергенция вычислений, коммуникации и управления» и Форум по интеллектуальным системам Большого залива Гуандун-Хонконг-Макао. В мероприятии приняли участие академики Китайской инженерной академии Ли Гоцзе и Сунь Нинхуэй, возглавлявшие команды Института вычислительной техники и других научных учреждений, включая компанию «Sinsegye».
«Международный симпозиум Научная конвергенция вычислений, коммуникации и управления» под руководством академика Ли Гоцзе из Китайской инженерной академии в 2014 году успешно прошел в течение девяти сессий и оказал глубокое влияние как в стране, так и за рубежом. Тем не менее, интеграция OICT для интеллектуальных систем по-прежнему сталкивается со многими проблемами. Какая теория может служить руководством для интеграции OICT в интеллектуальные системы? В чем заключается прорыв в интеграции OICT для интеллектуальных систем? Академик Ли Гоцзе в своей вступительной речи отметил, что для глубокой интеграции вычислений и управления вычислительные технологии должны развиваться дальше, в том числе на периферию и терминалы. Две дисциплины вычислительная техника и управление родились практически в одно и то же время, обе в 40-х годах прошлого века, в первые дни, сочетание этих двух областей было очень очевидным, например, в Китае управление называется автоматизацией. На самом деле, ученые в то время в основном занимались распознаванием образов и искусственным интеллектом, который мало чем отличался от компьютеров. Однако совместить автоматизацию с технологией ОТ сложнее.
Рождение iComputer
На заре конвергенции вычислений, коммуникации и управлении типичной технологией был программируемый логический контроллер (PLC). С компьютерной точки зрения, PLC — это небольшая встраиваемая компьютерная система, которая объединяет определенные функции управления. Однако с увеличением спроса на вычислительные мощности в интеллекте PLC больше не могут удовлетворить спрос. Таким образом, iComputer с большой вычислительной мощностью добавляется в качестве верхнего уровня на промышленной площадке, в то время как PLC и контроллер движения используются в качестве нижнего уровня, верхний уровень отвечает за взаимодействие человека и компьютера, планирование принятия решений и мониторинг, а нижний уровень отвечает за обнаружение и выполнение. Тем не менее, эта архитектура по-прежнему имеет дело с относительно простыми элементами управления и не может рассматриваться как истинное слияние вычислений и управления. В настоящее время многие интеллектуальные приложения включают в себя восприятие, суждение, принятие решений и действие, мы называем кольцо OODA, это кольцо выдвигает более высокие требования к вычислительной платформе программного обеспечения и алгоритмов на месте, подобно эволюции функциональных телефонов в смартфоны, традиционные автомобили эволюционировали в умные автомобили, промышленная автоматизация нуждается в развитии в направлении компьютеризации, то есть нам нужен продукт «все в одном», как iPhone, с учетом вычислительной мощности и возможностей терминала в реальном времени, мы называем эту машину iComputer, Оригинальная архитектура вычислений и управления, реализованная на разных машинах, должна стать системой управления и коммуникации между процессами в машине, что устранит исходную межмашинную и межоперационную связь между так называемыми верхним и нижним уровнями.
Руководствуясь данным подходом, Исследовательский центр интеллектуальных вычислений Института вычислительной техники Китайской академии наук развернул соответствующие исследования. На уровне операционных систем, прикладного программного обеспечения и даже микросхем была проделана значительная работа — в частности, разработан чип «Даду» для систем реального времени управления. В 2022 году при организационной поддержке Института вычислительной техники была создана компания, производящая iComputer-«Sinsegye» для предоставления продуктов промышленной автоматизации на основе технологии PC и программно-определяемой технологии, привлекла средства пять раз за один год и запустила 5 продуктов iComputer,.годовой оборот продукции, вероятно, превысит ожидания, достигнув передового отраслевого уровня, а сами продукты уже внедрены в таких компаниях, как Huawei. «Sinsegye» сделала небольшой, но значимый шаг в области интеграции вычислений и управления. Благодаря применению больших языковых моделей глубокого обучения для продвижения ИИ-технологий, iComputer получили более разнообразные возможности тестирования и более мощные комплексные решения. Это способствует преодолению фрагментированности OT-технологий и открывает новые возможности для реализации интеллектуального производства и промышленной автоматизации.
Обсуждение вопроса об интеграции вычислений, коммуникации и управлении
Сразу после этого академик Сунь Нинхуэй поделился в докладе своими краткими способами и методами: мы делим информационную эпоху на три этапа, 1.0 – это эра компьютеров, которая опирается на компьютерные сети, чтобы соединить этот компьютер с новым пространством; 2.0 — это эра Интернета, соединяющая компьютеры и людей в эру двоичных вычислений; Эти две эпохи создали новое виртуальное цифровое пространство. Таким образом, мы живем в эпоху 3.0, то есть, если добавить физический мир, нам нужно глубоко интегрировать пространство данных, которое мы создаем, и существующее физическое пространство, или искусственное физическое пространство. В эпоху 1.0 управление вычислительными коммуникациями было полностью независимым и не особенно интегрированным друг с другом, только в первые годы, когда информатика и наука об управлении были только просвещены. Затем, в эпоху 2.0, мы обнаруживаем, что IT и CT очень тесно интегрированы, поэтому мы часто смотрим на эту отрасль, иногда ее называют индустрией IT, иногда ее называют индустрией ICT, так что эти две отрасли неразделимы, затем в эпоху 3.0 есть отрасль под названием OICT, эти три неразделимы, будь то любая вычислительная система, коммуникационная система или система управления, эти три вещи связаны вместе, это невозможно разобрать. С точки зрения вычислительной техники, существует три способа интеграции, один из которых называется интеграцией на системном уровне, другой — обобщением или компьютеризацией компьютерных технологий, а другой — что вычисления также играют роль в улучшении и производительности связи. На самом деле этот сплав был первым, когда академик Гао Вэнь начал работать в вычислительном институте, он предложил понятие «вычислительная машина», это название (вычисление: компьютинг, связь: коммуникация), в то время эта сеть была не так хороша, как сегодня, и тогда наш терминал был очень тяжелым, он упомянул понятие «вычислительная машина», и превратил этот «толстый» терминал в «тонкий» терминал, но сейчас мы все привыкли называть его сетевым компьютером. По сути, он преобразовывал мощность сети в уменьшение вычислительной мощности, и ему не нужно было много вычислительных мощностей. Это один из самых ранних прототипов интеграции. Всем известно, что смартфоны – это комбинация вычислений и коммуникаций, а суть в том, что функция телефона ничего не рассчитывает, поднимаясь вверх будь то аппаратное и программное обеспечение – это компьютерная профессиональная вещь, CPU, GPU, операционная система, рендеринг графики, общая среда программирования – все это компьютерные концепции, только ниже – концепция коммуникации. OODA — это способ создания интеллектуальных систем, начиная с военной сферы, он заключается в том, чтобы разложить относительно сложный интеллектуальный процесс на четыре этапа: восприятие, суждение, принятие решений и исполнение, а затем его можно многократно повторять, чтобы разложить сложную систему на простую суперпозицию системы. Таким образом, идея OODA заключается в том, чтобы отобразить интеллектуальный процесс в вычислимый, каждый шаг может быть рассчитан, а коммуникация между шагами может быть установлена с помощью алгоритмов, что также очень похоже на принцип замкнутого цикла итераций теории управления. Так много реальных интеллектуальных систем, будь то военные, промышленные или сельскохозяйственные, являются подобными. В дополнение к датчикам, все его исполнительные механизмы связаны с физической сферой, поэтому для создания такой системы, ее программный интерфейс еще не универсален, каждый может сделать такую систему, но нет единого интерфейса изменений.
Идея iComputer
Академик Сунь Нинхуэй, говоря об iComputer, сказал: «При производстве iComputer одним из наших сценариев применения является устройство в области национальной обороны, а сцена этого оборудования очень фрагментирована и нуждается в общей платформе для поддержки. Это очень похоже на потребности промышленного сектора, который также очень фрагментирован. Таким образом, мы разворачиваем это промышленное O кольцо и обнаруживаем, что мы используем промышленную инфраструктуру, и если вы добавите интеллектуальные требования, она становится очень фрагментированной и сложной для поддержки сложных промышленных сценариев. У каждого слоя есть недостатки, если речь идет только о выполнении простых функций управления, то традиционный PLC имеет лучшую управляемость, а время разработки очень зрелое. Но если вы добавите к этому интеллект, то обнаружите, что начать невозможно. Поэтому нам нужно использовать компьютерное мышление, чтобы обеспечить достаточную поддержку снизу, а не выделенный MCU, выделенный чип или операционную систему реального времени, а использовать CPU Haiguang, карту кембрийского ускорения, а затем использовать Linux и другие общие платформы на верхнем уровне и преобразовать его так, чтобы он мог поддерживать виртуализацию. Поскольку виртуализация приведет к тому, что производительность в реальном времени не может быть гарантирована, отрасль нуждается в хорошем режиме реального времени, все операции должны определяться во времени, а ресурсы должны быть гарантированы немедленно. Поэтому нам нужна архитектура, которая может гарантировать, что система реального времени работает, а оригинальная компьютерная система об этом не думала. Имея дело с этой ситуацией, мы должны использовать идею вычислительного и управляющего слияния. Это эквивалентно интеллектуальному приложению, которое может быть реализовано на одной платформе. Это тоже интересная, но незрелая идея, и мы воспользовались возможностью обсудить с экспертами в области контроля и выяснили, что приложения промышленного интернета тоже фрагментированы, есть много разных приложений, но у нас нет единого цифрового подхода. Поэтому нам нужно добавить к ней слой абстракции и назвать ее вычислимой производственной промышленной операционной системой. Идея состоит в том, чтобы развить концепцию компьютерной операционной системы и добавить слой абстракции между лежащим в его основе сложным и разнообразным оборудованием и верхним слоем программного обеспечения.
Симпозиум был посвящен теме «Перекрестная интеграция вычислительной коммуникации и управления для содействия развитию технологий интеллектуальных систем» и был посвящен слиянию восприятия-коммуникации-вычислений интеллектуальных автономных беспилотных систем, промышленной цифровой архитектуре интеграции управления вычислительной связью, методу слияния управления вычислительной связью для промышленного интернета, парадигме искусственного интеллекта интеграции вычислений-коммуникаций-управления и связанным с этим вопросам расширения. Совместно вносить предложения по научным и технологическим инновациям и трансформации достижений в области Индустрии 4.0 и компьютерного производства. Являясь одним из представительных предприятий Индустрии 4.0 в Китае, «Sinsegye» будет и дальше реализовывать промышленные технологии, такие как отечественные чипы, двухдоменные операционные системы внутренней виртуализации и отечественное промышленное программное обеспечение, создавать независимую и управляемую промышленную инфраструктуру с «iComputer» в качестве ядра, менять полосы движения и обгонять с новой формой компьютерно-вычислительных машин следующего поколения, решать проблему узких мест в промышленности, способствовать трансформации от «Сделано в Китае» к «Создано в Китае», бросить вызов международным конкурентам, стимулировать развитие национальной промышленности и возглавить новую эру вычислительного производства.