想讓世界簡單一點？來這里學怎么對付“復雜”

  “外面的世界很精彩，外面的世界很無奈。”

　　每每聽到這首歌，我都想跟這位老兄說，外面的世界太復雜，所以你感覺很無奈，如果你來到我們的實驗室，保你學會獨門秘籍，專門對付各種復雜，讓你的世界簡單陽光！

復雜系統管理與控制國家重點實驗室的研究方向

　　啥叫復雜系統？

　　復雜系統管理與控制國家重點實驗室（以下簡稱“復雜國重”）的使命就是專門治理各類紛繁蕪雜的復雜亂象。復雜國重成立于1991年，到現在跟“復雜”這個老頑固打交道已18年了，提起來一把辛酸淚呀。

　　說到這兒，很多人估計還是一頭霧水，啥叫復雜系統？

　　一臺設備，一種現象，一件事兒，一個人兒，一個組織，請問你能保證這些東西乖乖的聽你話、如你愿，被你馴服的服服帖帖，任何變化你都能提前預料，運籌帷幄嗎？任何事情你都能做到板上釘釘，十拿九穩嗎？你能象諸葛亮一樣讀懂天道從而借來東風嗎？天氣實在太復雜！你能象巴神一樣透徹金錢的秘密從而走上康莊大道嗎？金融那是更復雜。簡單的一株植物，你能象神農氏一樣對話植物從而與植物共舞嗎？就算是無機生命也是復雜而有序的……如果不行，這就是復雜！不太了解，不能預知、不能完全掌握，不能完全控制。

　　不多說了，專門對付復雜的獨門秘籍現在奉上。看看我們實驗室的LOGO吧，從中就能看到端倪，找到答案。

　　大家一下子就能看出上面有個矛、有個盾，矛盾！復雜就孕育在各種矛盾中，正如太極的兩面，通過陰陽博弈就能衍生一個復雜的世界。再看logo上的兩個英文單詞吧，Complexity和Intelligence。Complexity就是“復雜性”，intelligence就是“智能化”。事情總在不斷變化中，復雜性總是不期而來，那么我們心隨你動，用智能化的手段來對付它。不管事情如何變化，智能化總有處理的手段。不管復雜性多么復雜，在智能化那里只能束手就擒。復雜性與智能化也正如矛和盾，它們是一對難兄難弟，一直在打架，也一直在相互學習，復雜中孕育著智能，智能反過來也促進事物的復雜。

　　接下來，帶你走進“復雜國重”看一看。實驗室財力物力人力有限，所以我們有生之年只能對付幾種復雜性，比如：交通復雜性，人體復雜性，網絡復雜性，植物復雜性…… 剩下的就靠你們了。

　　帶你認識平行

　　“ 平行”，大家估計會說，在小學三年級就學過了，有些人甚至在幼兒園就知道平行線、射線了。可此平行非彼平行，你的平行能相交嗎？恐怕不能吧。“復雜國重”里的平行是可以相交的，對，平行可交。

　　以交通系統為例吧。一個城市每天有那么多車在運行，有那么多信號燈在變換信號，如何合理調整各個紅綠燈的時長，使車輛不在路口擁堵，從而實現一路綠燈呢？想用你的腦袋得出正確答案？除非你的腦袋是銀河超級計算機。我們的交通小分隊想出一個辦法，人的腦袋想不出來，就讓計算機的腦袋想嘛，計算機那么能算，這些事情就交給它們好了。

虛擬交通系統（左）和實際交通系統（右）

　　于是乎，我們就在計算機里構建了一個虛擬的交通系統，就像游戲“我的世界”一樣。虛擬交通系統和實際交通系統幾乎一模一樣，而且這兩個系統是同時運行的。這個虛擬交通系統需要不斷從實際交通系統從獲得實際的數據，比如車流、車速、車型、信號燈時長、天氣等等，從而使虛擬交通系統 “長得”越來越像實際交通系統。在虛擬交通系統中我們可以任意開展各類實驗，比如隨機更改信號燈時長，隨便讓車輛相撞，隨意讓天下雨下雪……由此，虛擬交通系統就學會了在各種多變情況下的應對措施，這就是系統在復雜多變的情況中孕育出了智能。

　　虛擬交通系統“琢磨”出來的智能控制方法是否正確？于是虛擬交通系統就把上述知識傳授給實際交通系統，實際交通系統通過實踐驗證，把好的留下，壞的讓虛擬交通系統重新返工。所以，實際交通系統和虛擬交通系統就像一對孿生兄弟一樣，一直交換信息，相互學習，攜手并進，這兩個系統就叫平行，由于它們之間還拉著手呢，所以是平行可交！這個平行交通系統有點忙，已經服務了青島市中心、廣州亞運會、濱州和德州……

　　邂逅水中精靈

　　接下來，帶你認識一個新物種，我們的水中精靈----仿生機器魚！

　　受自然界魚類的啟發，我們仿照魚類的結構、游水方法和外形用各類機械元件和電子元件構造了仿生機器魚。先來一睹它的泳姿吧。在這一群真假魚同游的魚缸里，你找到機器魚了嗎？咋一看，好像長得一模一樣呀？好吧，那個塊頭略大，能夠聽到電機似乎嗡嗡作響的就是仿生機器魚。

　　目前這是最新一代的仿生機器魚，我們還有第一代、第二代、第三代等等，每一代都在原來的基礎上革新。最早的仿生機器魚是大塊頭，粗嗓子，游起泳來，雖然有范兒，但是有些slow。

　　現在的仿生機器魚，身形變得消瘦，聲音漸漸消失，而且游泳轉速那叫一個快！我們最新的高機動轉向仿生機器魚，現在每秒可轉向460度呢，而國際標準據說才每秒150度呢。秒殺了！

仿生機器魚有什么用？它們用處可大呢。

　　· 工業：可以用來做水質監測，一些隨身攜帶水質檢測器的機器魚，這會兒正在青海湖里游泳，然后把水質的情況告訴我們；據說機器魚還可以攜帶干糧袋，代替我們去喂魚！

　　· 教育：很多小朋友喜歡把機器魚“連皮帶肉”的剝開，看個究竟，所以我們專門研制了面向中小學生的小小機器魚，讓大家可以隨意解剖，任意組裝，還可以用手機來編程，讓小機器魚“遨游”在你家的“水盆”。

　　· 娛樂：很多小朋友在洗澡時哭哭啼啼，自從和機器魚一起洗澡后，小朋友們愛上了洗澡，愛上了小動物，愛上了鉆研各種魚類，爸爸媽媽不再頭疼。

　　讓腫瘤無處遁形

　　一提起腫瘤，大家往往色變。其實，如果腫瘤可以在早期檢測出來，或許情況就大不相同。所以，我們這里還有這么一群“醫生”，只不過這里的“醫生”是基于人工智能的軟件助手，可以助力真正的醫生診斷各類疾病，尤其是腫瘤。

　　腫瘤很狡猾，往往藏在不易發現的地方。因此，我們采用各類方法讓它們顯形。 我們提出一種新的方法來探測早期腫瘤，這種方法不再是目前單一的核素方法、光學方法或者結構分析方法，而是融合了這三類方法，發揮各自的特長，通過綜合分析三類數據，讓腫瘤的早期檢測發生了質的飛躍，腫瘤的探測直徑從5mm減小到2mm。

實驗室自主研發的腫瘤探測設備

　　當然，我們還在繼續向前推進，通過對人體復雜性的學習和分析，力爭在腫瘤早期探測方面有更大的進展，期待讓腫瘤早期檢測成為一項百姓可以支付得起的常規檢測，為人們的生命健康做出貢獻。

　　結語

　　復雜國重實驗室還有很多科研成果，比如平行農業、平行視覺、手術機器人、類腦機器人等等，等大家來親自體驗吧。

　　復雜性科學是21世紀的科學，隨著我們進入智能時代，人、物、網緊密相連，構成了一個無比巨大的復雜巨系統，這給我們實驗室帶來了新的課題及挑戰。實驗室在新的五年征程中將以復雜性為研究特色，以智能化為研究手段，繼續與矛盾相生，與復雜并存，與智能共舞，為新時代復雜系統的研究做出我們的貢獻。