群体计算 Swarm Computing

英文作者John Hall

钟摆的摆动

回顾历史，我们最初有大型机 - 这种高可用、集中和虚拟化的计算机，可以扩展以分时处理多个工作负载的实例。之后我们看到了客户端服务器/分布式计算架构的出现，因为业务部门和个人用户试图更多地控制他们的计算资源并消除使用共享资源的限制 - 计算机从数据中心移动到服务器机房和桌面。接下来是云计算 - 从大型数据中心提供集中、可扩展、共享、虚拟化和计量服务（听起来很熟悉？钟摆在摆动）。与此同时，我们看到手机的外观和快速发展，当它们成为智能手机和平板电脑后，就产生了以人为中心的移动计算和通信环境。

现在，随着智能手机和平板电脑的计算能力的不断提升，以及物联网（IoT）的出现，它连接了比这个星球的总人口还要多得多的连接对象，我们看到了另一个转变。计算和存储能力的位置和交付机制的变化，使得边缘的总计算能力逐渐超过了数据中心集中管控的计算能力，于是钟摆出现了新的一次摆动。云的边缘越来越模糊 - 进入“雾计算”(Fog Computing)的时代！

注：区分云计算、边缘计算、雾计算、群体计算这些概念需要了解它们产生的场景

连接一切人与物

但是这种新范式存在根本区别。 首先，预计构成万物互联网（Internet of Everything）的组件的实际数量将以惊人的速度增长 - 据估计，到2020年将达到500亿台设备(注：不同的机构有不同的预测数字，包括数十亿台到数百亿台)。其次，在大多数情况下，单个物联对象的计算能力有限，并且很可能仅仅是个数据的生产者，例如智能恒温器的读数。 但是这种个体的有限的计算能力将通过与社区中其它对象的连接而得到弥补，物联网群(IoT Swarm)由此而诞生。群中各个实体之间互动合作，而每个实体都有自己的自主权，同时为了群体社区的利益而协同工作，并且还可能与联网的人也进行互动。

群体计算 - 来自大自然的一课

为了进一步解释群体计算(Swarm Computing)，考虑一下我们在自然界中看到的这种行为：为了空气动力学效率，鸟群通过编队飞行大大增加了可能的飞行距离；蜜蜂在防御时结队发起攻击，在收集花粉时分享情报；蚂蚁在蚁群的领地内一起工作，移动了本来不可能搬得动的物体。

我们已经看到这种类型的“群体”行为也在社交媒体世界中起作用：

随着社交网络被用于级联感兴趣的信息，内容变得以病毒式传播。原本不太可能产生那么大影响的孤立事件，却突然会成为热门话题。

群体募捐可以为需要昂贵医疗帮助的个人筹集数十万元。 “Swarm”使得本来可能不会发生的事情成为可能。

政府政策受到社交媒体渠道所表达的公众舆论权重的影响。

将此行为转换为连接对象(connected objects)的世界，我们看到了一些令人兴奋的可能性：

如果单独控制，无人驾驶汽车的群体通过相互作用，以不可能的速度安全有效地移动。车辆根据需要加入或离开群体，为交通和环境条件提供自己的本地化洞察力。联网士兵或紧急服务人员共享情报，获取专业知识并完善任务参数，而无需保持回基地的网络连接。制造工厂根据从连接群中收集的反馈自动调整其输出，这反映了产品端到端供应链的状态（注：自动驾驶、智能制造）。

对商业的价值

未来的商业模式将依赖于跨越传统组织边界的运营流程，它们需要是自适应、敏捷并且协同的。群集连接可以允许根据环境通过交互做出改变，从而为虚实双生设备(cyber-physical device)创建一个动态的生态系统，每个设备都为群体的能力和洞察力做出贡献。

我们已经看到智能手机应用程序允许通过蓝牙构建网状网（mess network），为没有WiFi连接的设备建立互联网连接。以这种方式交互的智能设备可以为群体带来集体能力，甚至可能大于所有设备能力的总和。这意味着物联网中的连接对象只需要具有一些特定的功能而非全部功能 - 只要它们能够加入一个Swarm就能够填补自己能力的不足。

当然存在许多需要考虑的因素，包括：如何在加入特定群体时确定该对象的合法性；如何管理互动的安全和隐私；以及如何避免对Swarm行为的恶意使用。此外，Swarm本身是否可能通过“共识响应”（consensus response)来调节其行为呢？就像加密货币公共账簿的验证一样。

其它......

群体智能（Swarm Intelligence）的概念自20世纪80年代后期就已出现，并被用来描述去中心化的自组织系统的集体行为，无论该系统是自然的还是人造的。将这种思想与物联网结合起来，我们就知道了计算范式的下一个演化方向了。

What goes around comes around!

这句直接翻译是“善有善报，恶有恶报”，放在这里气氛很奇怪...... 结合文中钟摆的概念，可以理解为计算范式的演化方向也像钟摆一样蜿蜒前行而非笔直，有点儿“天下大势，合久必分、分久必合”的意思嘛！