用計算感知社會——記西北工業大學普適與智能計算研究所所長、洪堡學者於志文

本刊記者 吳應清

用計算感知社會
——記西北工業大學普適與智能計算研究所所長、洪堡學者於志文

本刊記者 吳應清

2009年在青島

當歷史的車輪駛進二十一世紀，科技以前所未有的速度發展著，人類的生活也發生了重大的變革。隨著嵌入式設備、無線傳感網絡、移動計算等快速發展，集成感知、計算和通信能力的普適智能系統被廣泛部署，并逐步融入到人類的日常生活環境。人類生活在由通信網、互聯網、傳感網等相互融合所形成的混合網絡環境中。

在這樣的環境中，僅僅依靠傳統的“感覺器官”，已經無法滿足人類對社會的感知需要。普適計算技術，特別是傳感技術和情境感知（Context Aware）技術正以前所未有的方式增強著我們收集、分析和利用數據的廣度和深度。

基于此，西北工業大學普適與智能計算研究所所長於志文教授將“社會感知計算”帶入了我們的生活。

於志文，教授，博士生導師，洪堡學者，西北工業大學計算機學院副院長，普適與智能計算研究所所長，主要從事普適計算、移動互聯網、社會感知計算等領域的研究工作。擔任《ACM/Springer Personal and Ubiquitous Computing》、《International Journal of Social Network Mining》、《International Journal of Pervasive Computing and Communications》、《International Journal of Technology Enhanced Learning》等國際期刊和《中國計算機學會通訊》編委，擔任《ACM Transactions on Intelligent Systems and Technology》、《ACM Multimedia Systems Journal》、《Multimedia Tools and Applications》(Springer出版社)、《Pervasive and Mobile Computing》(Elsevier出版社) 等國際期刊客座編輯。2009年入選教育部“新世紀優秀人才支持計劃”和陜西省青年科技新星計劃，2011年獲得中國計算機學會青年科學家獎。

“社會感知計算”開辟計算機研究新領域

2005年美國MIT科學家Alex Pentland在IEEE Computer雜志上發表了題為“Socially Aware Computation and Communication”的論文，首次提到了社會感知計算。文章通過對人際交往中的社會情境（Social Context），如說話聲調、面部動作和姿勢進行量化，并可視化呈現，以此促進人們在日常生活中的社會交往。2009年2月Alex Pentland和哈佛科學家David Lazer等在美國科學雜志（Science）上撰文闡述了通過收集和分析海量現實生活數據流理解個體、組織和社會，其思路和目標與社會感知計算不一而同，但是更側重于計算和分析。

於志文針對“社會感知計算”的概念和問題展開了系統的研究工作，并在此基礎之上展開了大量的實踐活動。

1996年，於志文考入西北工業大學。四年后，他被免試推薦為碩博連讀研究生，師從著名的計算機專家周興社教授，從事普適計算方面的研究工作。2005年12月，他以優異的成績畢業，獲得博士學位。

2006年初，剛剛博士畢業的於志文加入日本名古屋大學，從事博士后研究工作，在那里他參與了日本文部省關于普適教育重大項目的研究與開發，為自己日后的工作積累了豐富的經驗。次年，他來到世界著名的京都大學做特別研究員，專業仍是普適計算。正是在這里，他開始對“社會感知計算”產生濃厚的興趣，主要源于當時的研究課題——現實世界社會交互的分析與支持。

2009年，於志文被自己的母校西北工業大學作為海外人才引進，特聘為計算機學院教授。同年底，他在德國洪堡基金的資助下赴德國曼海姆大學從事合作研究。洪堡基金是德國吸引國外優秀學者到德國合作研究，在國際上享有很高的聲譽，據統計迄今有43位洪堡學者獲得諾貝爾獎。該基金側重于基礎研究，在工程技術領域很少有人獲得。

隨著研究的不斷深入，於志文在國際上率先系統地闡述了“社會感知計算”的基本概念、核心問題和技術挑戰。研究開發了智能空間群體協作支持機制與系統，即利用智能空間的傳感設備和智能技術，支持群體協作，提高工作效率，增進群體和諧。在關鍵理論和技術，包括用戶行為識別、群體交互分析、交互模式挖掘等方面取得系列研究成果，相關論文發表在《ACM Computing Surveys》、《IEEE Computer》、《IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering》、IEEE PerCom等。

目前，該研究已經引起了國家的重視，得到了國家自然科學基金、國家973計劃、863計劃和教育部“新世紀優秀人才支持計劃”資助。

“社會感知計算”改變傳統生活

究竟什么是“社會感知計算”呢？它是如何產生，如何發展的呢？它的研究范圍有哪些？它將在哪些領域得到應用？它未來的發展前景如何呢……

與於志文教授的談話，解決了我們心中的重重疑問。

於志文介紹說：“社會感知計算是通過人類社會生活空間日益部署的大規模多種類傳感設備，實時感知識別社會個體的行為，分析挖掘群體社會交互特征和規律，輔助個體社會行為，支持社群的互動、溝通和協作，從而高效地支持社會目標的實現。社會感知計算的核心在于‘感知’二字，有兩層涵義，首先感知物理世界（即Sensing），然后覺察并做出響應（也就是Aware）。”

早期的研究人員通過書面問卷調查、面談和第三方觀察，收集人類活動和社會現象數據，采用統計歸納法，分析理解人類活動規律和特征。但是這種原始的數據采集以及分析方法無疑夾雜了過多的人類主觀意向，并且很難做到廣泛采樣，顯然其結果不會十分理想。

科學計算機的發明，為分析人類行為和社會現象提供了高效的計算和仿真工具，程序模擬法應運而生。接下來互聯網走進了千家萬戶，隨之而來的是Web社區、博客、論壇等為研究人員分析在線行為和社會網絡提供了海量數據來源，社會計算得以蓬勃發展，社會軟件和應用不斷涌現。這些方法較之前的人工方法顯然“理性”了許多，也“能干”了許多，但是，這種方法的不足之處在于，它們分析的對象是一種“虛擬行為”，與真實世界具有時空特征的人類移動和交互有著本質的差別。

很快普適計算的出現極大地豐富和增強了研究人員獲取數據的途徑和能力，社會感知計算正是在社會計算需求和普適計算技術發展的推動下問世，或者說是社會計算與普適計算的融合產物。

社會感知計算通過大規模多種類傳感設備，包括普適傳感器（RFID、運動傳感器、音視頻傳感器等）、智能手機（GPS、加速度傳感器、藍牙等），結合電子郵件、Web等，能夠獲取關于人類社會行為和交互的大規模、客觀、實時、連續、動態的現場數據，為人類行為理解和交互規律認識的研究提供堅實基礎。除了分析理解之外，社會感知計算還強調從個體、群體和社會三個層面為人類行為和交互提供智能輔助和支持。

“社會感知計算的研究內容主要包括現實世界實時數據感知、人類行為與交互分析、社會交互高效支持、社會感知計算軟件框架，以及社會感知計算應用五個方面。”於志文介紹說。

相對于理論和技術的研究，項目成果的應用當之無愧的成為科學研究的終極目標。目前社會感知計算可以應用在很多重要領域，如：健康衛生（傳染病防范）、公共安全（突發事件預警）、大規模系統工程（群體協作支持）、智能交通管理（道路交通協同監測）、城市規劃與發展（人口、資源、環境預測與規劃）等。

目前，於志文將社會感知計算應用于“智慧校園”和“老年人健康輔助”兩個項目。“智慧校園”通過校園的靜態傳感設施（WiFi）和移動電話上的傳感器（藍牙、GPS、加速度傳感器等）分析識別校園人群的活動和交互，實現校園信息的感知、共享和搜索，如通過WiFi定位技術分析教室空位情況；通過藍牙實現資源發布與共享；通過智能手機上的拍照功能，讓每個人參與到感知任務中，師生可以隨時隨地請求或提供餐廳信息、球場使用信息、校園環境等信息。“老年人健康輔助”項目致力于為老年人，尤其是我國現有的數量眾多的“空巢老人”提供智能化的服務。如：老人獨自在家發生意外時，會通過感知系統向家屬發送短信通知；當家里有燒水、煮飯等正在執行的“任務”時，人不需要在旁邊等候，系統可以提供智能的提醒服務；除此之外，老人們還可以通過智能輔助系統與相隔甚遠的兒女加強聯系，以解相思之苦……

由此看來，“社會感知計算”將使我們傳統的生活發生革命性的變化，它的出現使得感知物理世界，分析社會交互，支持宏觀社會成為可能，同時，也為中國計算機的研究與發展帶來了新的機遇，通過計算機科學與人文社會科學、認知科學、社會心理學的交叉融合，感知揭示人類社會內在活動規律，體現了重大基礎和原始創新研究。

現階段，於志文正在就“社會感知計算”的研究項目不斷加強與國際的聯系。他先后擔任國際人本計算會議（HumanCom 2012）、國際社群智能會議（SCI 2011）、國際普適智能與計算會議(UIC 2010)、國際智能家庭會議(SmarTel’09/07)、第五屆全國普適計算學術會議(PCC 2009) 等程序委員會主席或聯合主席11次，擔任國際普適計算領域頂級會議 UbiComp 2011的研討會主席，PerCom 2010 和 PERVASIVE 2008 的宣傳主席。擔任包括重要國際會議IEEE PerCom、IJCAI、DEXA、Euro-Par、GLOBECOM等在內的四十余次國際會議程序委員會委員。在日本京都大學、早稻田大學、德國曼海姆大學等國內外著名高校做邀請報告10余次。與美國卡內基-梅隆大學、德州大學阿靈頓分校、法國國立電信學院、德國曼海姆大學、日本京都大學、名古屋大學、Microsoft、Nokia等開展廣泛密切的合作。

於志文相信：“開展社會感知計算研究，形成具有獨立自主知識產權的理論體系和支撐技術，提供社會性輔助和支持，提高社會活動的效益和水平，增強社會凝聚力并實現和諧社會，將具有重大的科學意義和社會價值。”

專家檔案：

於志文，博士，教授，博士生導師，洪堡學者，西北工業大學計算機學院副院長、普適與智能計算研究所所長。主要從事普適計算、移動互聯網、社會感知計算等領域的研究工作。主持或參加了國家自然科學基金、973計劃、863計劃、國際合作等十余項課題。已在國際頂級學術期刊和會議上發表論文90余篇，被SCI、EI收錄60余篇次。擔任多個國際期刊編委和國際會議的程序委員或主席。擔任IEEE高級會員、中國計算機學會普適計算專業委員會常務委員、CCF YOCSEF西安分論壇副主席 (2011-2012)。