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图片来源:Unsplash  近日,中国科学院自动化研究所(以下简称自动化所)宣布开放“庙算·智胜”战术兵棋即时策略人机对抗平台,旨在进一步推动人机对抗智能技术研究。据了解,该平台曾用于“先知·兵圣”智能博弈对抗系列赛事,具有平台开放、在线对抗、技术共享等特点。  人机对抗是国际公认的探索决策智能重要途径之一。作为国家新一代人工智能的重要发展方向,决策智能的研究和发展方兴未艾。同时,由于决策智能涉及多个学科的交叉,相关的探索尚须各方共同努力。  涉及多个学科  到底该如何定义决策智能?在近日举办的“首届智能决策论坛”上,自动化所所长徐波认为,由于我们对人类智能的机理仍缺乏系统了解,对人工智能做内涵式、学科式的定义仍然困难重重。但他介绍说,决策智能强调智能“产生于与其所处环境的交互”,且智能应具备“对不确定性环境的探索和发现”的能力。  他解释,决策智能要求智能体能在不确定的环境中做出合适的行动、选择和决定。而这里的“环境”,指的是人们试图用人工智能更好地了解、探索、建模和驾驭的物理世界、人类社会等系统。  有别于感知智能,决策智能主要基于对不确定环境的探索,因此需要获取环境信息和自身的状态,从而进行自主决策,使由环境反馈的收益最大化。这一反馈形成的系统闭环,将使人工智能拥有更完整的表现形式。  自动化所是国内率先开展人工智能与脑科学交叉研究、建立国内第一个人工智能学院的科研单位。目前,该所正将自主进化智能作为重点投入、发展和突破的方向,已组织20余个团队开展决策智能基础理论、算法、环境、评价、应用等研究。  在上述论坛上,欧洲科学院外籍院士、北京大学前沿计算研究中心教授邓小铁,清华大学交叉信息科学院助理教授张崇洁,伦敦大学学院计算机系教授汪军等学者也对决策智能的内涵进行了探讨。学者们指出,决策智能带有强烈的“行为主义”流派的色彩,而同时又能吸收“符号主义”和“连接主义”的精华。这种特点,使得决策智能涉及计算机、控制、数学、认知心理学、神经科学等诸多学科。  “目前基于强化学习等方法的决策智能,主要还是在学习‘状态’到‘动作’的映射,与可解释的、因果关系的、可以互动的决策还有很远距离。”邓小铁表示。  与博弈论相互影响  在探索决策智能的诸多路径之中,多智能体系统(以下简称多智能体)是国际上人工智能技术的前沿学科。人们寄希望于彼此通信和协调的多智能体采取协调行动,以解决大型、复杂的现实问题。但目前,很多基于强化学习的多智能体研究方法并不够成熟。  “博弈论是刻画和分析多智能体相互之间竞争最好的理论框架。”邓小铁认为,博弈论在多智能体系统研究中将扮演理论基础的角色,同时人工智能的发展也给博弈论学科带来了深远的影响。  “从博弈论已有的理论中借鉴想法指导设计强化学习方法,常常能够获得较优的结果;而反之,如果没有相应的理论作为指导,研究者们容易出现‘脚踩西瓜皮,滑到哪儿算哪儿’的尴尬局面。”邓小铁说,多智能体系统若想有更好的发展,需要有相应的理论基础,而博弈论正扮演这个角色。  此外,汪军认为,机器学习系统本质上只是信息处理系统的一个子集,目前的机器学习与信息理论紧密结合,未来将有越来越多的信息学理论被应用到机器学习以及多智能体系统之中。  应重点投入  “强化学习”是当前互联网经济场景中,人们希望实现决策智能的核心方法之一。在工业场景下,目前的做法一般是先在平台上模拟,再到现实中进行适应。这种场景下的强化学习一般可以相对准确地进行模拟和应用。  然而,在样本有效性问题上,一旦模拟器模拟出的数据不精确,数据的意义将大打折扣。  上述论坛与会学者介绍说,这是因为,当前的“模拟”多数仅是机械模拟环境,且常用高斯过程的混合模型模拟,仍然处于相对初级的阶段。可以看到,当前的强化学习技术在较复杂场景中往往不能很好地工作,只有序列性强、动作空间简单的场景(如网易云、快手等的音视频推荐)才比较容易刻画。  这也导致,相比于计算机视觉等感知智能,决策智能目前的应用落地仍不明显。针对这一现象,与会学者们认为,虚实混合、数字孪生、教育场景下的搜索推荐等场景都是强化学习有可能产生应用的地方,学术界可以主动进入工业界,一边创业一边研究,进而推动工业界变革。  “人工智能还处在对环境没有适应、认知和学习能力的发展初级阶段。”与会学者认为,决策智能作为人工智能三个流派的融合入口,将成为研究的主流。  “决策智能的基础理论、算法、环境、评价、应用等研究方兴未艾。我国应当将面向重大需求的决策智能作为重点投入、发展和突破的方向。”徐波表示。  (原载于《中国科学报》2020-11-19第3版信息技术)

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  10月14日,由中国科学院上海微系统与信息技术研究所牵头的科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目“面向新一代人工智能的新型感知器件和芯片技术”项目启动暨实施方案论证会在上海微系统所召开。该项目将面向人工智能产业发展对新型感知器件与芯片的需求,为我国信息产业培养高层次人才,培育具有国际竞争力的企业。  上海微系统所副所长谢晓明介绍了研究所在项目相关研究领域的科研基础,表示将全方位支持项目开展,保障项目顺利实施并取得突出成果。上海市科学技术委员会高新处有关负责人对项目的启动筹备工作表示肯定,表示市科委会大力支持项目开展,促进项目规范、有序、健康实施。科学技术部高技术中心信息处有关负责人围绕重点专项相关过程管理要求,介绍了专项总体情况、过程管理规范和流程、实施方案编制要求、管理经验和项目实施中的常见问题等,表示项目责任主体下放落实到法人单位的转变、实施方案编写的必要性与重大意义、项目的管理组织具体落实到位对项目开展的深远意义,希望各方高度重视,做好统筹协作,高标准完成项目目标。  项目负责人、上海微系统所研究员陶虎从项目概要、组织管理、实施计划、成果与考核方式及保障措施等五个方面对项目实施方案进行详细介绍,围绕项目研究目标,介绍了项目课题分解、技术路线、时间节点、考核指标,明确了各课题任务分工与相互联系,同时,对项目的组织管理保障机制进行介绍。与会专家围绕项目的核心技术创新点、项目实施期间可能出现的技术风险、项目组织管理方案的落实、课题与承担单位接口等方面进行质询,并提出具体意见建议。专家组同意通过项目实施方案论证。  科技部、上海市科学技术委员会、上海微系统所等30余人参加会议。

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ZKBH均相加氢技术将“地沟油”提炼成二代生物柴油。青岛能源所供图  一瓶是浑浊如酱油的“地沟油”原料,一瓶是无色无味的二代生物柴油样品,装在瓶中透亮见底——在中国科学院青岛生物能源与过程研究所(以下简称青岛能源所),记者见到两瓶截然不同的油品取样。  通过“地沟油”等废弃油脂提炼的二代生物柴油,不仅清洁、低碳,还不涉及与人争粮、争地等问题,因此备受行业青睐。然而,生产技术难度大也一直是阻碍二代生物柴油实现量产的“绊脚石”。  好消息是,近日,青岛能源所与河北常青集团石家庄常佑生物能源有限公司(简称常佑公司)联合攻克了沸腾床改造均相加氢工艺生产二代生物柴油技术,并在常佑公司20万吨/年规模二代生物柴油生产装置上实现成功开车。  这也标志着,青岛能源所开发的“ZKBH均相加氢技术”成为世界首个采用液态分子催化成功量产商业化二代生物柴油的技术。  “在芬兰、美国等国家加氢生产二代生物柴油技术领域长期领先中国10余年的背景下,该技术的诞生具有里程碑的意义。”该项目负责人、青岛能源所研究员陈松告诉《中国科学报》,“目前,全部装置各项运行指标稳定,在生产中可实现高达80%以上的生物柴油收率,达到世界先进水平,产品质量满足出口欧盟标准。”  二代生物柴油成完美替代者  今年4月,国家能源局发布的《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》提出,国家鼓励高效清洁开发利用能源资源,支持优先开发可再生能源。  国家发展替代能源的政策主要是以新能源替代传统能源,以优势能源替代稀缺能源,以可再生能源替代化石能源。未来,对可再生能源的布局是国家能源的重点方向,生物质能源将扮演重要角色。  “生物柴油,作为一种新兴的能源,扩充了国家能源的结构和组成,解决了化石柴油存在的诸多问题。”陈松表示,生物柴油既完善和优化了能源结构,补充了国家在能源战略上的短板,又充分利用和节约了资源,最大限度降低了对环境的破坏,减少碳排放,是一个可循环、可持续、健康环保的朝阳产业,具有良好的经济和社会效益。  生产生物柴油的原料主要是餐饮业废油、榨油厂下脚料、废弃动物脂肪、东南亚棕榈油等植物油。  “简单来说,第一代生物柴油和第二代生物柴油的生产原料相同,但是采用不同的生产工艺,分别为酯交换和催化加氢。两者得到的产品化学结构不同,第二代生物柴油与石油基柴油属于同性质产品,是高质量柴油,不影响柴油储运,不影响发动机和尾气处理。”陈松介绍说。  从产品性能上看,与第一代生物柴油即脂肪酸甲酯相比,第二代生物柴油在化学结构上与柴油完全相同,具有与柴油相近的黏度和发热值,具有较低的密度和较高的十六烷值、硫含量较低、倾点低以及与柴油相当的氧化安定性等优势。  与此同时,第二代生物柴油的二氧化碳排放量比柴油低,可以减少限制的和非限制的污染物排放(包括SOx、NOx),还可以减少颗粒物排放量,并且能大大减少发动机结垢,噪声明显下降。  自主研发ZKBH均相加氢技术  然而,在世界范围内,第二代生物柴油生产技术难度高,现有主流装置全部采用固定床生产,固定床加氢技术是目前工业应用最多、发展最快的加氢技术。但是,固定床加氢对原料要求较高,催化剂容易丧失活性,特别对含磷、含硅量较高的油料来说,容易受影响中毒降低反应活性,导致产量有限。而生产生物柴油的原料成分比较复杂,杂质多、酸值高,直接用固定床加氢困难大。  记者采访获悉,此前,拥有第二代生产技术的企业在全球屈指可数,主要掌握在芬兰、意大利、美国、丹麦、巴西等国的少数几家公司手里。芬兰奈斯特石油公司(Neste)作为全球著名二代生物柴油公司,其在新加坡的一套生物柴油装置在2015年投产,设计产能80万吨/年,装置投资达5.5亿欧元,是目前全球产能最大的生物柴油装置。在技术上,以固定床加氢为主流技术,但固定床投资规模很大,基本为1亿美元/10万吨,对催化剂要求也极高。  陈松团队自主研发的“ZKBH均相加氢”技术借鉴了悬浮床的优势,并利用沸腾床渣油加氢的优点,通过开发高效液体催化剂解决了固体催化剂容易磨损失活和处理生物油脂易于粉化的问题。同时,液体催化剂可以与青岛能源所自主研发的半陶瓷化抗水固态催化剂协同,实现更高的转化率,并保障工业装置长期运行的生产稳定性。  经过工业化验证,陈松团队的产品收率达到世界领先水平,产品质量满足出口欧盟标准。该项目的成功开车,标志着中国拥有了生产二代生物柴油自主产权的先进技术。  春天即将到来  谈到二代生物柴油技术成果的研发生产过程,青岛能源所多相催化转化研究组负责人、研究员李学兵表示,这项技术成果凝聚了团队的智慧与心血,是产学研结合的结果。  2019年,青岛能源所在稠油分子均相催化研究方面取得重大突破,开发出先进的“ZKBH均相加氢”技术。其特征是采用液体催化剂和均相加氢反应器设计,可加工全组分废弃矿物油和可再生生物油脂,实现废弃油脂的资源循环利用,更适用于制备二代绿色生物柴油。  今年年初,常佑公司寻求二代生物柴油生产技术,经过调研后与青岛能源所进行合作。5月,青岛能源所提出液态催化沸腾床加氢耦合固态催化加氢脱氧提质的ZKBH工业化技术改造方案,并迅速在常佑公司启动,一期目标处理20万吨生物质油脂生产二代生物柴油。  7月30日,双方完成所有设备调整和工艺流程改造施工,启动装置正式试料开车,8月6日成功试运行。陈松介绍,常佑公司20万吨/年二代生物柴油装置,在世界上第一次采用液态催化模式对煤焦油加氢装置进行改造,成功实现了从传统能源化工向生物燃料和绿色能源产业的转型升级,促进能源产业新旧动能转换。  “这次合作进展迅速,我们觉得有两方面原因。一是青岛能源所在‘均相加氢’方面技术成熟度较高,企业对技术的价值认同度高,双方有着良好的合作基础。二是二代生物柴油市场需求和企业转型升级迫切需求的双轮驱动,企业决策机制快,使得项目合作短期内得以高效完成。”李学兵总结道。  据常佑公司总经理容磊介绍,该装置一期改造后,二期能力希望扩大一倍,按40万吨设计改造。在他看来,二代生物柴油作为一个可循环、可持续、健康环保的朝阳产业,具有良好的经济和社会效益。  据陈松预计,二期100万吨/年生物柴油装置改造完成后,可实现销售收入约104亿元,年利润10亿元,纳税约4亿元/年,提供就业岗位约500个。  “中国的可再生能源与生物质燃料的春天即将到来。”陈松兴奋地对记者说。  (原载于《中国科学报》2020-09-16第3版能源化工)

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  数据信息与知识目前已成为生产的关键要素,信息化社会中如何做到最大程度的信息利用和最小程度的信息泄漏?如何做到溯源定责,保证电子证据真实性和可认证性?14日,以“护航数字经济共话数据安全”为主题的2020数据安全高峰论坛在重庆召开。  作为2020线上中国国际智能产业博览会的重要论坛之一,2020数据安全高峰论坛聚焦数据安全法制建设、数据开发与开放、数据安全保护技术、数据安全应用、数据安全治理及个人信息保护等内容。同时,论坛汇集了多位专家学者和企业代表,采取线上线下相结合的形式,以主题报告、专题演讲、圆桌讨论等方式进行深入探讨。  中国科学院院士、国际密码协会会士(IACRFellow)王小云表示,密码是网络安全的核心与基础支撑。“目前,区块链是一种变革性技术,不仅针对链上承载的数据,也为群体工作模式带来了新的思路。”王小云称,今后密码技术将深度融合到5G、区块链、人工智能,卫星通信、物联网、智慧城市等新技术发展中。  “随着不断的发展,我们的密码系统既要抵抗现有计算机计算能力的攻击,也要抵抗未来量子计算机的攻击。”王小云表示,抵御量子计算机攻击的密码时代已经到来,国家需要着力培养高水平的计算机学科和密码安全学科的交叉型人才。  中国科学院院士郑建华表示,在当前形势下,解决好网络安全问题就能很大程度解决好信息安全的问题。而网络安全问题需要发挥好密码技术的作用。“计算机网络中每一个节点包括计算节点和交换节点,它逻辑的完备性不被恶意篡改,这是网络安全要解决的问题。”郑建华说。  中国工程院院士、清华大学计算机科学与技术系教授郑纬民表示,有了复杂的密码技术后,还需有安全的存储环境。“高容错系统会出现模块错误累积,如果不进行数据自愈,累积错误将导致数据丢失。数据可靠性越高,越能保证数据不丢失。这也让密码安全更有意义。”

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  近日,由中科院沈阳自动化研究所牵头制定的“工业无线网络WIA规范第4部分:WIA-FA协议一致性测试规范”正式发布,成为中华人民共和国国家标准(国家标准编号为GB/T26790.4-2020),并将于2021年2月1日出版实施。  此次发布的规范规定了WIA-FA一致性测试系统结构、现场设备测试集、接入设备测试集和网关设备测试集,用于基于GB/T26790.2—2015标准的无线网络设备的协议一致性测试,将解决不同生产厂家的WIA-FA无线网络设备的互联互通问题。  据悉,由中科院沈阳自动化研究所牵头制定的工业无线网络WIA系列国家标准,依据具有自主知识产权的WIA技术体系形成,包括“工业无线网络WIA规范第1部分:用于过程自动化的WIA系统结构与通信规范”“工业无线网络WIA规范第2部分:用于工厂自动化的WIA系统结构与通信规范”“工业无线网络WIA规范第3部分:WIA-PA协议一致性测试规范”以及最新发布的“工业无线网络WIA规范第4部分:WIA-FA协议一致性测试规范”。  (原载于《中国科学报》(2020-09-10第2版综合)

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  深海是地球上最后未被人类全面系统感知和利用的地理空间,充满许多科学之谜,也蕴藏着人类社会未来发展所需的各种战略资源和能源,成为国际海洋科技发展的热点和焦点。  在中科院海洋研究所(以下简称“海洋所”),有一支年轻善战、富有特色的队伍,他们肩负着从浅海走向深海、从蔚蓝走向深蓝的使命,坚持多学科交叉融合,集海洋地质、海洋生物、物理海洋等精锐骨干,一路劈波斩浪,在深海大洋中孜孜探索,试图寻找生命最初的奥秘。  这便是深海极端环境与生命过程研究中心(以下简称“深海中心”)团队。自2017年成立以来,深海中心建立了国际先进的深海综合探测体系;获取深海热液/冷泉/海山区大型生物样品6000余号,发现1新科2新亚科6新属82新种;建成我国迄今样品量最大、物种数最多的深海大型生物样品库和唯一深海大型化能营养生物活体库……  布局筹备  进入21世纪,世界各国纷纷将目光转向深海,我国也确定了拓展深海战略发展空间、开辟国家安全新疆域、维护国家深海利益的深海战略。为实现这一战略目标,2016年,习近平总书记在全国科技创新大会上首次提出深海战略“三部曲”,“深海进入、深海探测、深海开发”的计划路线图首次展现在世人面前。  对此时的海洋所来说,经过60多年的耕海,在浅海生物种类与演化过程、生态与环境特征等领域已有了较为系统全面的积累。面对国家对深海探测研究的重大需求,海洋所充分发挥自身科研优势,布局由海洋地质学、地球化学、海洋生物学、海洋生态学和海洋技术等多学科交叉组成的深海中心。  谈到深海中心的规划初衷,时任海洋所所长孙松说,“‘科学’号建成之后,我们希望通过深海中心把探测体系、研究体系搭建起来,让深海中心像一本指南或手册,在前期准备、取样、设备仪器、研究等各个方面都能建立起标准。”  “深海研究是不分学科的,既独立又不完全独立,它要成为一个多学科交叉融合的平台,从所里各实验室汲取力量,所以是开放共享的。”孙松说。  海洋所副所长、时任深海中心筹备负责人李超伦介绍,筹备前期,海洋所从各研究室抽调12名骨干,形成了最初的研究力量。这些人员的管理、评价、招生等都在原研究室进行,以项目带动人员、带动学科,最大程度地保证其开放性。  为响应国家重大战略布局,经过长达5年的精心筹备,2017年12月深海中心正式成立。  深海中心致力于开展深海极端环境地质过程—水文过程—化学过程—生物过程的综合性研究。研究方向主要分三部分:一是板块俯冲造成的海底热液、冷泉研究,二是深海极端环境下生物的演化与生命过程研究,三是深海探测技术设备研发。  建立体系  走向深海建立国际一流的探测与研究平台、取得国际一流的科研成果一直是海洋所科学家的梦想。但没有现代化的科考船,如何进行深海探测与研究?  2012年,我国自主研发和建造的新一代海洋综合科考船“科学”号交付使用。“科学”号配备了大气、水体、海底、深海极端环境等船载探测与实验系统,搭载了高精度导航、缆控水下机器人、走航自动观测等多种国际先进的探测设备,使我国真正有能力走向深海大洋。  “科学”号搭载的“发现”号缆控水下机器人是国际上下潜作业能力最强的水下机器人之一,搭建了能够搭载各种水下探测、取样和实验设备的综合平台,在“科学”号的深海科考中起到了至关重要的作用。  面向深远海探测的国家重大需求,依托中科院海洋先导专项,海洋所自主研发了世界首台高温热液流体拉曼光谱原位探测系统、深水可视化沉积物柱状取样系统、“海洋之眼”深海着陆器等系列原位探测和取样设备,成功构建了“宏观与微观、走航与定点、梯度与原位相结合”“船基—潜器—原位”一体化的国际先进的深海系统探测与技术体系。  该体系突破了10000米深海定点探测、6000米深海探测与采样等关键技术,实现了“室内模拟实验→海洋移动实验室→深海原位实验室”的跨越,实现了深海探测“下得去、看得清、采得上、测得准、功能全、用得起”的目标,使我国深海探测与取样能力达到国际先进水平。  成果频出  “深海中心像黏合剂,联合不同学科、不同方向的研究者,不仅局限在所内,还积极寻求国内外的合作。”深海中心主任孙卫东说。  持续的合作交流,碰撞出不少新的火花,也结出许多喜人的成果。  依托深远海综合探测与研究平台,海洋所取得了多项突破性成果:在南海首次观测到裸露在海底的“可燃冰”,首次在自然界发现超临界态二氧化碳,发现深海冷泉环境细菌氧化硫代硫酸钠形成单质硫新型途径;成功开展深海大型生物原位现场实验和实验室培养,揭示了温度对热液系统生物群落空间格局的影响,阐明共生体系的建立在深海化能生物的环境适应性中发挥重要作用;提出化能营养生物阿尔文虾的系统演化新模式;在南海首次发现碳酸盐质母岩浆向碱性玄武岩连续转化的现象,对推动有关深部碳对岩浆活动、地表环境的影响等相关研究有重要意义;研究发现板块俯冲样式从地球早期的间歇式俯冲转变为持续性俯冲会加快地幔的降温速率,造成碱性玄武岩在全球范围大量增加,并首次确定地质历史时期的持续性板块俯冲开始于21亿年前。  “目前地球上的资源越来越紧缺,将来的资源40%都在深海。因此,了解和认识深海对社会可持续发展至关重要。未来,深海中心将在深海环境与生命过程研究领域继续发力,同时在维护国家权益、深海资源开发等方面展开探索。”李超伦表示,“我们对深海科学的发展充满信心。”  “我们还将关注资源环境、宜居地球等前沿科学问题,重点在板块俯冲起始、碳氧循环、极端环境生命演化和深海原位观测等方面发力。”孙卫东补充道。  (原载于《中国科学报》2020-08-31第3版医药健康)

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