來(lái)源：中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)

        本年度《發(fā)展報(bào)告》的組織和策劃工作得到了CCF各專(zhuān)業(yè)委員會(huì)和廣大會(huì)員的大力支持與積極響應(yīng)，共收到23份反映不同方向進(jìn)展的報(bào)告申請(qǐng)。CCF學(xué)術(shù)工作委員會(huì)組織評(píng)審，遴選出具有代表性的高水平報(bào)告共14篇。本《發(fā)展報(bào)告》包含體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、理論計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信等方向的報(bào)告，從碳中和體系結(jié)構(gòu)、視覺(jué)－語(yǔ)言交互技術(shù)、生物信息學(xué)組合優(yōu)化、新一代知識(shí)圖譜信息系統(tǒng)、Sketch驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)測(cè)量等多角度闡述了不斷創(chuàng)新的主題，詳細(xì)介紹了相應(yīng)研究方向的現(xiàn)狀、國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展、國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展對(duì)比、發(fā)展趨勢(shì)以及各自的創(chuàng)新見(jiàn)解等。以下是《發(fā)展報(bào)告》中各篇文章的摘要內(nèi)容：

【1】碳中和體系結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)研究發(fā)展報(bào)告——CCF體系結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)

作者：徐子晨、李超、劉方明、陳全、冷靜文、鄭文立、杜子?xùn)|、沈立、王玉皞

        “碳中和”戰(zhàn)略是影響我國(guó)未來(lái)40年經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。如何有效地降低信息產(chǎn)業(yè)中的碳排量，并利用計(jì)算任務(wù)的敏捷性，達(dá)成計(jì)算方法賦能其他產(chǎn)業(yè)碳中和的目標(biāo)，是亟待解決的計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)。為解決這個(gè)問(wèn)題，本文對(duì)面向碳中和的體系結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)研究進(jìn)行分析與綜述。通過(guò)對(duì)碳足跡量化方法、低碳體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，以及面向碳中和的基礎(chǔ)系統(tǒng)軟件與裝備等方向的調(diào)研，凸顯了過(guò)去十年，特別是近三年碳中和計(jì)算領(lǐng)域中的突出工作和主要攻關(guān)方向。在眾多科研成果中，著重描述、分析和研究了相關(guān)方向內(nèi)的典型案例，并提出該方向的愿景、挑戰(zhàn)與趨勢(shì)。經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，中國(guó)在碳中和計(jì)算的整體基礎(chǔ)軟件及器件研究方面方興未艾，亟須進(jìn)一步擴(kuò)大在碳中和計(jì)算上的相關(guān)研究支待，向碳中和的產(chǎn)業(yè)目標(biāo)加速邁進(jìn)。

【2】智能感知的邊緣計(jì)算芯片的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)——CCF集成電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)組

作者：余浩、喬飛、毛偉、劉哲宇、李欽、許晗、劉定邦、李書(shū)瑋

        近年來(lái)，人工智能逐漸從一場(chǎng)技術(shù)革命走向產(chǎn)業(yè)落地，而邊緣智能一直是實(shí)現(xiàn)人工智能落地應(yīng)用的關(guān)鍵。當(dāng)前邊緣計(jì)算芯片研究的三個(gè)主要問(wèn)題是：感算共融架構(gòu)的一體化處理問(wèn)題、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化優(yōu)化問(wèn)題與深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器架構(gòu)低能效問(wèn)題。本文將從這三個(gè)問(wèn)題入手進(jìn)行闡述，總結(jié)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展，并對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析與比較，針對(duì)目前業(yè)內(nèi)可行性方向給出發(fā)展趨勢(shì)的總結(jié)與展望。

【3】眾測(cè)理論與方法的研究進(jìn)展與趨勢(shì)——CCF容錯(cuò)計(jì)算專(zhuān)業(yè)委員會(huì)

作者：黃松、王崇駿、陳振宇、史涯晴、劉雯、鄭長(zhǎng)友、吳開(kāi)舜、陳浩、劉哲、張杰、李玉瑩、蔣力、孫金磊、陽(yáng)真、黃一帆

        眾測(cè)是一種基于眾包模式進(jìn)行信息產(chǎn)品測(cè)試的新型服務(wù)模式，其依托互聯(lián)網(wǎng)，采用分布、協(xié)作的方式開(kāi)展測(cè)試，可協(xié)同測(cè)試需求和測(cè)試資源，聚合形成規(guī)模效益，具有典型的共享經(jīng)濟(jì)特征，其變革了傳統(tǒng)的測(cè)試服務(wù)模式，得到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界廣泛的關(guān)注。本文系統(tǒng)地講述了近年來(lái)軟件眾測(cè)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研究的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)以及工業(yè)界實(shí)踐進(jìn)展：①?gòu)膶W(xué)術(shù)研究主題演變、眾測(cè)的基本工作流程與服務(wù)模式，給出眾測(cè)的基本概念；②圍繞眾測(cè)理論與方法，從眾測(cè)的激勵(lì)機(jī)制、協(xié)同機(jī)制、信任機(jī)制、質(zhì)量評(píng)估技術(shù)和測(cè)試技術(shù)五個(gè)方面分析并總結(jié)了學(xué)術(shù)界國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀；③從測(cè)試領(lǐng)域、測(cè)試類(lèi)型、測(cè)試對(duì)象、交付時(shí)間、眾測(cè)人員的招募方式、報(bào)酬計(jì)算機(jī)制、能力提升機(jī)制等方面分析對(duì)比了當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的10個(gè)眾測(cè)服務(wù)平臺(tái)；④探討了眾測(cè)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)、機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

【4】安全攸關(guān)系統(tǒng)的領(lǐng)域建模與形式化驗(yàn)證方法的研究進(jìn)展與趨勢(shì)——CCF抗惡劣環(huán)境計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)

作者：馬殿富、牛文生、程勝、馬中、宋富、羅杰、葛寧、陸平、牟明、王闖、邱化強(qiáng)、唐憶濱、戴新發(fā)

        本文從安全攸關(guān)軟件系統(tǒng)的領(lǐng)域建模方法和形式化驗(yàn)證兩個(gè)方面出發(fā)，對(duì)領(lǐng)域建模語(yǔ)言設(shè)計(jì)，安全攸關(guān)軟件系統(tǒng)的需求、架構(gòu)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)建模的研究和應(yīng)用進(jìn)展進(jìn)行了分析，對(duì)形式化驗(yàn)證方法在操作系統(tǒng)、CPU、編譯器和軟件模型四個(gè)層面上的研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析，并提出了未來(lái)可能的研究方向。同時(shí)，本文也對(duì)領(lǐng)域建模和形式化驗(yàn)證方法在我國(guó)航空、航天、航海三個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)研分析，整理了這些領(lǐng)域未來(lái)的需求，并提出了發(fā)展建議。

【5】視覺(jué)－語(yǔ)言交互技術(shù)的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)——CCF計(jì)算機(jī)視覺(jué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)

作者：牛凱、黃巖、王鵬

        視覺(jué)－語(yǔ)言交互技術(shù)研究是近年來(lái)蓬勃發(fā)展的新興交叉研究方向，主要關(guān)注在對(duì)視覺(jué)領(lǐng)域的目標(biāo)、行為、關(guān)系等基礎(chǔ)內(nèi)容識(shí)別理解的基礎(chǔ)上，將其與語(yǔ)言模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行跨模態(tài)的語(yǔ)義對(duì)齊、轉(zhuǎn)換、檢索等交互行為的研究，屬于人工智能領(lǐng)域的前沿方向，在智能安防、智能家居、自動(dòng)駕駛、娛樂(lè)和教育等諸多領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景，吸引了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。本文旨在針對(duì)視覺(jué)－語(yǔ)言交互技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行研究綜述及未來(lái)趨勢(shì)分析。首先，介紹視覺(jué)－語(yǔ)言交互研究中近年來(lái)值得關(guān)注的若干關(guān)鍵技術(shù)方向，主要包括注意機(jī)制方法、特征融合方法、圖方法、模塊化方法、遷移學(xué)習(xí)方法、生成式方法、因果分析方法等，重點(diǎn)論述其方法特點(diǎn)和適用場(chǎng)景。其次，對(duì)該領(lǐng)域中代表性的研究任務(wù)進(jìn)行介紹，主要包括跨模態(tài)檢索、指稱(chēng)表達(dá)、視覺(jué)推理、視覺(jué)問(wèn)答與對(duì)話(huà)、視覺(jué)－語(yǔ)言導(dǎo)航、視覺(jué)－語(yǔ)言跨模態(tài)生成、大規(guī)模視覺(jué)－語(yǔ)言預(yù)訓(xùn)練任務(wù)等，對(duì)其任務(wù)定義及特點(diǎn)、數(shù)據(jù)集、評(píng)測(cè)指標(biāo)、國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展等進(jìn)行論述及概括總結(jié)。最后，對(duì)視覺(jué)－語(yǔ)言交互技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展進(jìn)行深入比較分析，并對(duì)該方向未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)進(jìn)行討論和展望。

【6】中國(guó)計(jì)算機(jī)教育發(fā)展報(bào)告——CCF教育專(zhuān)業(yè)委員會(huì)

作者：蔣宗禮、魏曉輝、秦磊華、張莉、黃嵐、董開(kāi)坤

        本文分綜述、計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育、計(jì)算機(jī)學(xué)科建設(shè)與研究生教育、社會(huì)團(tuán)體及教學(xué)研究與交流4篇，分析了當(dāng)前我國(guó)計(jì)算機(jī)教育的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)。具體討論了本科專(zhuān)業(yè)的內(nèi)涵、設(shè)置、專(zhuān)業(yè)點(diǎn)布局和人才培養(yǎng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以及校企協(xié)同、卓越工程師培養(yǎng)、拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)、新工科建設(shè)、一流專(zhuān)業(yè)建設(shè)、工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證對(duì)專(zhuān)業(yè)建設(shè)的推動(dòng)作用、本科生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力、系統(tǒng)能力的培養(yǎng)、優(yōu)秀教材與一流課程建設(shè)、教學(xué)方法改革；研究生培養(yǎng)基本目標(biāo)、學(xué)科劃分、學(xué)科授權(quán)點(diǎn)布局和建設(shè)成效，博士研究生、工學(xué)碩士研究生和工程碩士研究生的社會(huì)需求、培養(yǎng)模式、培養(yǎng)規(guī)模和新形勢(shì)下的新要求；以及計(jì)算機(jī)教育相關(guān)的組織和社會(huì)活動(dòng)；強(qiáng)調(diào)了本科生和研究生培養(yǎng)走內(nèi)涵式發(fā)展之路的基本趨勢(shì)，展現(xiàn)了我國(guó)計(jì)算機(jī)相關(guān)的教育組織和社會(huì)團(tuán)體對(duì)推動(dòng)我國(guó)計(jì)算機(jī)教育發(fā)展的作用。

【7】Sketch驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)被動(dòng)測(cè)量研究進(jìn)展與趨勢(shì)——CCF網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)通信專(zhuān)業(yè)委員會(huì)

作者：郭得科、羅來(lái)龍、王興偉、李尚森

        網(wǎng)絡(luò)被動(dòng)測(cè)量重點(diǎn)關(guān)注探測(cè)網(wǎng)絡(luò)流量不同粒度的信息，進(jìn)而支待如網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維、網(wǎng)絡(luò)安全等上層決策和應(yīng)用。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)流量存在規(guī)模大、傳輸快以及難預(yù)測(cè)等特點(diǎn)，被動(dòng)測(cè)量節(jié)點(diǎn)廣泛采用Sketch數(shù)據(jù)摘要方法來(lái)近似記錄需觀(guān)測(cè)流量的基數(shù)等特征。具體而言，各個(gè)被動(dòng)測(cè)量節(jié)點(diǎn)獨(dú)立維護(hù)由多個(gè)計(jì)數(shù)器數(shù)組構(gòu)成的Sketch數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過(guò)哈希函數(shù)實(shí)現(xiàn)每條數(shù)據(jù)流到計(jì)數(shù)器數(shù)組的映射，進(jìn)而更新對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)器的值。管理節(jié)點(diǎn)會(huì)周期性從各個(gè)測(cè)量節(jié)點(diǎn)匯聚Sketch結(jié)果，從全局層面獲得數(shù)據(jù)流的統(tǒng)計(jì)信息。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外大量研究工作關(guān)注重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化Sketch數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)被動(dòng)測(cè)量的整體性能，在很多方面取得了重要進(jìn)展，但國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)缺乏基于Sketch網(wǎng)絡(luò)測(cè)量的系統(tǒng)性分析和總結(jié)。本文介紹了Sketch驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)被動(dòng)測(cè)量基本原理，以及面向網(wǎng)絡(luò)測(cè)量的Sketch設(shè)計(jì)和優(yōu)化策略等。在總結(jié)分析現(xiàn)有工作的基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

【8】新一代知識(shí)圖譜信息系統(tǒng)的研究進(jìn)展與趨勢(shì)——CCF信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)

作者：王昊奮、王萌、李博涵、趙翔、王鑫

        近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在基于知識(shí)圖譜的信息系統(tǒng)技術(shù)理論方面取得了一定進(jìn)展，以信息系統(tǒng)為載體的知識(shí)圖譜典型應(yīng)用（包括智能問(wèn)答、推薦系統(tǒng)、個(gè)人助手等），也逐漸走進(jìn)各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域。然而，在大數(shù)據(jù)環(huán)境和新基建背景下，數(shù)據(jù)對(duì)象和交互方式的日益豐富和變化，對(duì)新一代知識(shí)圖譜信息系統(tǒng)在基礎(chǔ)理論、體系架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)以及服務(wù)應(yīng)用方面提出了新的需求，帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。本文將綜述國(guó)內(nèi)外知識(shí)圖譜新一代信息系統(tǒng)的研究發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)國(guó)內(nèi)外研究的最新進(jìn)展進(jìn)行歸納、比較和分析，并結(jié)合國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略和重大應(yīng)用需求，選取與我國(guó)國(guó)計(jì)民生密切相關(guān)的多個(gè)領(lǐng)域，從微服務(wù)到典型應(yīng)用分析總結(jié)新一代知識(shí)圖譜信息系統(tǒng)的行業(yè)進(jìn)展。最后，就未來(lái)的技術(shù)挑戰(zhàn)和研究方向進(jìn)行展望。

【9】虛擬形象合成的研究進(jìn)展與趨勢(shì)——CCF語(yǔ)音對(duì)話(huà)與聽(tīng)覺(jué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)

作者：吳昊哲、吳志勇、孟凡博、葉梓杰、梁翔宇、陳偉、賈珈

        虛擬形象合成技術(shù)旨在對(duì)特定人物合成擬人化、真實(shí)感、多模態(tài)的音視頻。因其廣泛的應(yīng)用前景，虛擬形象合成技術(shù)近年來(lái)得到了學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的廣泛關(guān)注。本文將從工業(yè)應(yīng)用與學(xué)術(shù)研究?jī)蓚€(gè)視角，介紹虛擬形象合成的技術(shù)路線(xiàn)，調(diào)研國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，分析虛擬形象合成所蘊(yùn)含的科學(xué)問(wèn)題，對(duì)目前研究的難點(diǎn)與瓶頸做出總結(jié)，并對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的未來(lái)方向做出展望。虛擬形象合成技術(shù)作為計(jì)算機(jī)視覺(jué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、語(yǔ)音信號(hào)處理等多個(gè)方向的交叉學(xué)科，技術(shù)路線(xiàn)龐雜，合成方法多樣。整體而言，我們將虛擬形象合成的技術(shù)路線(xiàn)拆解為4個(gè)不同的科學(xué)問(wèn)題：①人臉與人體動(dòng)作的低維表征；②虛擬形象的真實(shí)感渲染；③語(yǔ)音驅(qū)動(dòng)的面部動(dòng)作合成；④擬人化的跨模態(tài)肢體動(dòng)作合成。本文將系統(tǒng)性地總結(jié)這4個(gè)科學(xué)問(wèn)題的研究現(xiàn)狀，剖析已有方法的特點(diǎn)，分析這些問(wèn)題目前所面臨的挑戰(zhàn)。以此為基礎(chǔ)，從不同的應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)虛擬形象合成技術(shù)做出展望。虛擬形象合成技術(shù)在人機(jī)交互、影視娛樂(lè)、遠(yuǎn)程辦公等領(lǐng)域有著強(qiáng)大的應(yīng)用前景，希望本文所提出的展望和建議，能夠?qū)ξ磥?lái)虛擬形象合成技術(shù)提供一些指導(dǎo)和參考。

【10】衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的研究進(jìn)展與趨勢(shì)——CCF互聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)

作者：趙寶康、李賀武、賴(lài)澤祺、李元杰、畢遠(yuǎn)國(guó)、許昱瑋

        衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是指利用大量中低軌道衛(wèi)星構(gòu)成的衛(wèi)星星座、用戶(hù)接入終端及其配套地面網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施等構(gòu)成的一種新的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，主要用于為陸?？仗旄黝?lèi)用戶(hù)提供全球全時(shí)全域的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，被廣泛認(rèn)為是未來(lái)6G網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。近年來(lái)，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，美國(guó)SpaceX星鏈、歐洲OneWeb等新一代衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座已進(jìn)入部署試用階段，我國(guó)也首次將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)納入新基建，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)已成為國(guó)際網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。本文將對(duì)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的星座路由、傳輸優(yōu)化、編址尋址、移動(dòng)性管理、網(wǎng)絡(luò)安全等核心關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行梳理總結(jié)，并對(duì)未來(lái)發(fā)展進(jìn)行展望。

【11】邊緣計(jì)算的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)——CCF分布式計(jì)算與系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)

作者：郭得科、曾德澤、徐子川、屈志昊、彭曉暉、周知、張星洲、唐國(guó)明、陳旭、葉保留

        邊緣計(jì)算利用網(wǎng)絡(luò)邊緣的算力設(shè)備承載各類(lèi)服務(wù)，相較于傳統(tǒng)云計(jì)算，在時(shí)延與帶寬等方面均具有顯著優(yōu)勢(shì)，因而可與云計(jì)算形成差異化優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。然而，由于邊緣設(shè)備廣分布、高異構(gòu)、弱算力等特征，如何將其與云計(jì)算、終端設(shè)備有機(jī)構(gòu)成“云－邊－端＂融合系統(tǒng)，高效協(xié)同地提供算力支撐成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，邊緣應(yīng)用的開(kāi)發(fā)運(yùn)維以及相應(yīng)的資源分配與任務(wù)編排調(diào)度也是邊緣計(jì)算發(fā)展面臨的關(guān)鍵瓶頸。特別地，具有強(qiáng)計(jì)算、高帶寬、低時(shí)延需求的大量智能應(yīng)用將被部署于邊緣計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施上。然而，與之相對(duì)的是邊緣計(jì)算設(shè)備相對(duì)有限的算力，因此，機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)與邊緣計(jì)算的適應(yīng)性融合也是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)。與此同時(shí)，邊緣設(shè)備的算力資源受限、所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)也為邊緣計(jì)算安全帶來(lái)了全新挑戰(zhàn)。為此，本文系統(tǒng)地從計(jì)算架構(gòu)、資源調(diào)度、邊緣智能、邊緣安全等角度梳理了邊緣計(jì)算發(fā)展所面臨的主要挑戰(zhàn)以及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。在綜合分析現(xiàn)有工作的基礎(chǔ)上，對(duì)邊緣計(jì)算的未來(lái)重要發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

【12】跨媒體智能關(guān)聯(lián)分析與語(yǔ)義理解理論和技術(shù)的研究進(jìn)展——CCF多媒體專(zhuān)業(yè)委員會(huì)

作者：于俊清、王鑫、劉偲、況琨、張新峰、宋子愷

        報(bào)告深入分析了跨媒體智能關(guān)聯(lián)分析與語(yǔ)義理解理論與技術(shù)最新的研究進(jìn)展，包括多模態(tài)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一表達(dá)、知識(shí)引導(dǎo)的數(shù)據(jù)融合、跨媒體關(guān)聯(lián)分析、基于知識(shí)圖譜的跨媒體表征技術(shù)以及面向多模態(tài)的智能應(yīng)用。多模態(tài)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一表達(dá)和知識(shí)引導(dǎo)的數(shù)據(jù)融合是對(duì)跨媒體信息進(jìn)行分析推理的先決條件，利用多模態(tài)信息間的語(yǔ)義一致性，剔除模態(tài)間的冗余信息，通過(guò)跨模態(tài)相互轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)跨媒體信息的統(tǒng)一表達(dá)，融合來(lái)自不同模態(tài)的信息，從而使多模態(tài)分析的方法能夠優(yōu)于原來(lái)的僅利用單個(gè)模態(tài)信息的方法，以學(xué)習(xí)更全面的特征表示?？缑襟w關(guān)聯(lián)分析立足于圖像語(yǔ)言、視頻語(yǔ)言以及音視頻語(yǔ)言的跨模態(tài)關(guān)聯(lián)分析與理解技術(shù)，旨在彌合視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)以及語(yǔ)言之間的語(yǔ)義鴻溝，充分建立不同模態(tài)間的語(yǔ)義關(guān)聯(lián)?；谥R(shí)圖譜的跨媒體表征技術(shù)，通過(guò)引入構(gòu)建跨媒體的知識(shí)圖譜，從跨媒體知識(shí)圖譜構(gòu)建、跨媒體知識(shí)圖譜嵌入以及跨媒體知識(shí)推理三個(gè)方面展開(kāi)研究，增強(qiáng)跨媒體數(shù)據(jù)表征的可靠性，并提升

        后續(xù)推理任務(wù)的分析效率和準(zhǔn)確性。隨著跨模態(tài)分析技術(shù)的快速發(fā)展，面向多模態(tài)的智能應(yīng)用得到了更多技術(shù)支撐，報(bào)告依據(jù)智能應(yīng)用所需要的領(lǐng)域知識(shí)，選取了多模態(tài)視覺(jué)問(wèn)答、多模式視頻摘要、多模式視覺(jué)模式挖掘、多模式推薦、跨模態(tài)智能推理和跨模態(tài)醫(yī)學(xué)圖像預(yù)測(cè)等跨模態(tài)應(yīng)用實(shí)例，梳理了它們?cè)诙嗄B(tài)數(shù)據(jù)融合以及跨媒體分析推理方面的研究進(jìn)展。依據(jù)現(xiàn)有理論和技術(shù)的現(xiàn)狀，對(duì)未來(lái)跨媒體領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)和研究方向進(jìn)行了展望。

【13】群智建模仿真與演化計(jì)算的研究進(jìn)展和趨勢(shì)——CCF協(xié)同計(jì)算專(zhuān)業(yè)委員會(huì)&CCF計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)

作者：陳偉能、盧暾、蔣嶷川、湯庸、王華、李超超、徐明亮

        群體智能指的是群體聚集產(chǎn)生的各種智慧，其思想最初源于對(duì)自然界中社會(huì)性生物群體智能行為的模擬。群體生物通過(guò)分工合作、相互協(xié)調(diào)、協(xié)同演化等行為，可涌現(xiàn)出整體性的智能行為，完成復(fù)雜任務(wù)，具有高度的自組織、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)能力。受此啟發(fā)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者運(yùn)用數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)等工具對(duì)群體智能行為進(jìn)行模擬，從不同角度發(fā)展出了一系列群體智能涌現(xiàn)與演化的機(jī)理和模型。近年來(lái)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，人類(lèi)社會(huì)基于物聯(lián)網(wǎng)的群智協(xié)同和演化現(xiàn)象進(jìn)一步拓寬了群智演化計(jì)算的范疇，呈現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，也對(duì)群智演化的理論模型和應(yīng)用提出了新挑戰(zhàn)。2017年，我國(guó)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》明確將群體智能列為需重點(diǎn)發(fā)展的人工智能理論與技術(shù)方向之一。本文將從簡(jiǎn)單生物個(gè)體以及人類(lèi)社會(huì)群體等不同視角，從群智演化協(xié)作的模型和機(jī)理、群智演化協(xié)作的組織結(jié)構(gòu)、群智演化協(xié)同決策及群智演化協(xié)同計(jì)算的應(yīng)用等角度，總結(jié)群智演化計(jì)算的主要研究問(wèn)題，對(duì)國(guó)內(nèi)外的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述和對(duì)比分析，并對(duì)該方向未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)和主要科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行展望。

【14】生物信息學(xué)組合問(wèn)題算法及其計(jì)算復(fù)雜性——CCF理論計(jì)算機(jī)科學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)

作者：朱大銘、李昂生、王建新、姜海濤、馮啟龍

        隨著基因組測(cè)序技術(shù)、蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)等生物信息獲取技術(shù)的進(jìn)步，組學(xué)數(shù)據(jù)類(lèi)型越來(lái)越多，規(guī)模也在急速增長(zhǎng)。生物信息學(xué)研究面臨越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。在生物信息學(xué)發(fā)生發(fā)展過(guò)程中，算法始終扮演著支撐該學(xué)科發(fā)展進(jìn)步的角色。以組合問(wèn)題模型表達(dá)生物信息學(xué)的計(jì)算需求，設(shè)計(jì)解答生物信息學(xué)組合問(wèn)題的算法，論證生物信息學(xué)組合問(wèn)題的計(jì)算復(fù)雜性，逐漸成為理論計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)代表性分支。本文介紹生物信息學(xué)發(fā)生發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的典型組合優(yōu)化問(wèn)題，解答它們的典型算法，以及這些問(wèn)題的計(jì)算復(fù)雜性研究進(jìn)展。組合優(yōu)化問(wèn)題求解，從組學(xué)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)或輔助發(fā)現(xiàn)生命科學(xué)規(guī)律，對(duì)于提高人們的健康水平，改善生活質(zhì)量，具有重要作用。生物信息學(xué)組合優(yōu)化問(wèn)題的算法和計(jì)算復(fù)雜性新進(jìn)展，也推動(dòng)了并會(huì)繼續(xù)推動(dòng)理論計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的進(jìn)步。

        未來(lái)智能實(shí)驗(yàn)室的主要工作包括：建立AI智能系統(tǒng)智商評(píng)測(cè)體系，開(kāi)展世界人工智能智商評(píng)測(cè)；開(kāi)展互聯(lián)網(wǎng)（城市）大腦研究計(jì)劃，構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)（城市）大腦技術(shù)和企業(yè)圖譜，為提升企業(yè)，行業(yè)與城市的智能水平服務(wù)。每日推薦范圍未來(lái)科技發(fā)展趨勢(shì)的學(xué)習(xí)型文章。目前線(xiàn)上平臺(tái)已收藏上千篇精華前沿科技文章和報(bào)告。