計算機領域的諾貝爾獎獲得者Joseph Sifakis：物聯網時代的系統設計
2018年10月18日，由億歐公司主辦，思貝克聯合主辦的“引擎·引領” 2018大灣區國際科創峰會（Bay Areas Tech Innovation Summit，簡稱BATi）在深圳萬科前海國際會議中心舉辦。
在上午峰會的嘉賓分享環節中，圖靈獎得主，歐洲科學院院士Joseph Sifakis發表了《System Design in the Era of IoT – Meeting the Autonomy Challenge》的主題演講。
圖靈獎被譽為“計算機領域的諾貝爾獎”。 因在模型檢驗領域的傑出貢獻，Joseph Sifakis在2007年，與卡耐基梅隆大學愛德蒙•克拉克教授（Edmund Clarke）、得克薩斯大學奧斯汀分校艾倫•愛默生教授（Allen Emerson）共同獲得了圖靈獎，成為法國第一位獲此殊榮的科學家。
億歐對Joseph Sifakis本次的演講進行了不改變願意的編輯和重點提煉：
上圖呈現了Joseph Sifakis描繪的物聯網願景。
工業物聯網系統是自主的，自主意味著沒有人類的干擾和介入。Joseph Sifakis認為，我們面臨的最大的挑戰是： 我們在工業物聯網中的基礎設施和技術是否能夠實現物聯網的願景。
Joseph Sifakis表示， 在設計自治系統上，我們還面臨著很多侷限性 。主要體現如下：
一是基礎設施和系統的可信度差，無法保證可靠性和安全性；
二是對及時性要求非常高的自主響應系統，不能保證通訊過程中的響應時間；
三是混合關鍵系統的整合很難實現，因為關鍵系統和盡力而為（best-effort）系統是依據兩種完全不同的設計範例開發的。
當然，在市場力量下，一些新的嘗試出現了。
例如,在商業硬體搭載上軟體功能 ,它可提供的服務是移動的、可重新配置的、可定製化的；與當前的系統工程實踐相比，關鍵軟體可以通過更新定製的，比如說，特斯拉汽車軟體可能每月更新一次。
系統工程的設計走向了一個轉折點：從小型集中式非進化自動化系統向大型分散式自治系統演化。Joseph Sifakis認為，系統工程的設計如今也從可控的外部環境轉變到不可預測的動態變化的環境中。
當我們建立自主系統時，我們過去試圖保證設計的正確性，但這不會產生任何可能性。 如今我們需要設計出能應對各種不確定情況做出自適應調整行為的系統。
IOT的願景挑戰了我們建立可靠的自治系統的能力。Joseph Sifakis提出，我們有以下幾點需要考慮：
第一，我們需要確定一個通用的參考語義模型，作為評估系統自治程度的標準。
第二，我們要考慮到，增強系統自治的技術上的解決方案是什麼？隱含的技術難點和風險有哪些？
第三，是否有可能制定嚴格的設計方法論和設計出用於衡量系統可信賴性的評估技術？
Joseph Sifakis認為有三個因素決定了系統的自治水平：(1)自主複雜性;(2)設計複雜性；（3）可靠性。
第一，自主複雜性取決於感知的複雜性，比如看到影象，系統應該能做到自主分析影象。但是影象可能會比較模糊，所以這就是感知的複雜性。感知的複雜性難以解釋環境提供的刺激並及時為代理環境模型生成相應的輸入。
第二，缺乏對系統的可觀察性和可控性。
第三，由於有關代理環境的資訊不完整，難以預測環境變化，具備一定的不確定性。僅通過增強可觀察性無法解決不確定性。此外，減少不確定性還需要有關環境行為的額外知識。
第四，目標的複雜性。它反映於代理模型決策過程的複雜性，包括目標型別、為目標生成解決方案的複雜性、目標多樣性等等。
Joseph Sifakis表示，一個嚴謹的真正意義上的自治系統需要做到提供確定性和容錯能力。物聯網框架中自治系統的發展趨勢使得當前關鍵系統工程原理和標準完全過時，需要確鑿證據表明自治系統可以應對任何型別的有害事件。
在演講最後，Joseph Sifakis 強調， 自治系統應該與功能相關聯而不是與特定技術相關聯，而機器學習是其中必不可少的環節。 他認為，自治是一種更為寬廣的智慧，這不僅僅涉及決策自動化，還需要更為複雜的計算策略。
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