科技領(lǐng)域涌現(xiàn)了大量新技術(shù)，新概念，新理論，代表了以互聯(lián)網(wǎng)，人工智能，腦科學(xué)為箭頭的前沿科技發(fā)展方向，這些名詞包括”物聯(lián)網(wǎng)，云計(jì)算，大數(shù)據(jù)，人工智能（深度學(xué)習(xí)），工業(yè)4.0，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，無人機(jī)，智能駕駛，虛擬現(xiàn)實(shí)，3D打印”等等。他們之間究竟是什么關(guān)系。我們?cè)?jīng)用互聯(lián)網(wǎng)云腦（大腦）的架構(gòu)進(jìn)行了分析。如下圖所示。

一、邊緣計(jì)算，霧計(jì)算產(chǎn)生的背景和概念介紹

當(dāng)前，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)，人工智能系統(tǒng)的計(jì)算大多數(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心運(yùn)行，即運(yùn)行在“云”上。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)一個(gè)巨大的機(jī)會(huì)正在遠(yuǎn)離數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)邊緣產(chǎn)生——嵌入式人工智能正受到越來越廣泛的重視。

物聯(lián)網(wǎng)擁有海量的終端設(shè)備，未來如果這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所抓取的數(shù)據(jù)都需要上傳云端進(jìn)行智能處理或者深度學(xué)習(xí)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬將提出巨大挑戰(zhàn)。另一個(gè)挑戰(zhàn)就是功耗。設(shè)備端大量采用電池供電，比如智能移動(dòng)設(shè)備、新能源汽車等都對(duì)設(shè)備功耗提出越來越高的要求。（王均峰語）

從2015開始，以邊緣計(jì)算，霧計(jì)算為特點(diǎn)的嵌入式人工智能技術(shù)開始受到重視，他們的作用可以優(yōu)化資源、提升效率。

邊緣計(jì)算概念已經(jīng)普遍存在于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、制造業(yè)、零售、ATM機(jī)、智能手機(jī)和虛擬/混合現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。這一概念的核心是處理任務(wù)時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)或接近網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)的地方完成一部分計(jì)算和分析，而無須將所有數(shù)據(jù)發(fā)回云端。算法和模型可以在云端建立，然后推送到邊緣設(shè)備上。

而霧計(jì)算（Fog Computing）是指數(shù)據(jù)、（數(shù)據(jù)）處理和應(yīng)用程序集中在網(wǎng)絡(luò)邊緣的設(shè)備中，而不是幾乎全部保存在云中，是云計(jì)算（Cloud Computing）的延伸概念，由思科（Cisco）首創(chuàng)。2011年被提出，在2012年被作了詳細(xì)定義。

二、邊緣計(jì)算和霧計(jì)算是互聯(lián)網(wǎng)云腦神經(jīng)末梢發(fā)育的萌芽

作為近幾年開始引起產(chǎn)學(xué)研關(guān)注的新科技概念，邊緣計(jì)算和霧計(jì)算本質(zhì)上究竟是什么？與物聯(lián)網(wǎng)，云計(jì)算，大數(shù)據(jù)，人工智能，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，工業(yè)4.0,移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系是什么？能不能在互聯(lián)網(wǎng)云腦的架構(gòu)標(biāo)注出來？

我們?cè)?005年開始的互聯(lián)網(wǎng)與腦科學(xué)交叉研究提出：“互聯(lián)網(wǎng)將從一個(gè)分裂的，不成熟的組織結(jié)構(gòu)向著與人類大腦高度相似的方向進(jìn)化，它將具備自己的視覺、聽覺、觸覺、運(yùn)動(dòng)神經(jīng)系統(tǒng)，也會(huì)擁有自己的記憶神經(jīng)系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、自主神經(jīng)系統(tǒng)?！?，當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)化的成熟階段時(shí)，所形成的結(jié)構(gòu)圖如上圖所示。

對(duì)于邊緣計(jì)算和霧計(jì)算這兩個(gè)新科技概念，如果從神經(jīng)學(xué)的角度看，它們對(duì)應(yīng)了大腦神經(jīng)學(xué)架構(gòu)的哪個(gè)組成部分呢？讓我們首先看一下末梢神經(jīng)的相關(guān)情況和圖示：

神經(jīng)末梢是為神經(jīng)元神經(jīng)纖維的末端部分，分布在各種器官和組織內(nèi)。按其功能不同，分為感覺神經(jīng)末梢和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢。

感覺神經(jīng)末梢是感覺（傳入）神經(jīng)元周圍突的終末部分與其他組織結(jié)構(gòu)共同形成的特定結(jié)構(gòu)，稱為感受器（receptor）。它能感受人體內(nèi)外的各種刺激，并轉(zhuǎn)化為神經(jīng)沖動(dòng)，傳向中樞。感覺神經(jīng)末梢按其結(jié)構(gòu)又可分為游離神經(jīng)末梢和有被囊感覺神經(jīng)末梢。

運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢是運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元傳出神經(jīng)纖維的,終止于骨骼肌、心肌、平滑肌及腺體等形成效應(yīng)器（ effector）,支配肌肉收縮或腺體分泌。

三、邊緣計(jì)算和霧計(jì)算在互聯(lián)網(wǎng)云腦中的位置

從上述邊緣計(jì)算和霧計(jì)算和神經(jīng)末梢的知識(shí)介紹可以看出，邊緣計(jì)算和霧計(jì)算可以看做是互聯(lián)網(wǎng)云腦（大腦）發(fā)育過程中互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)末梢不斷發(fā)育的結(jié)果?；蛘哒f邊緣計(jì)算和霧計(jì)算是互聯(lián)網(wǎng)神經(jīng)末梢的代名詞。

邊緣計(jì)算和霧計(jì)算為代表的智能感受器和效應(yīng)器在網(wǎng)絡(luò)的邊緣進(jìn)行初步和簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)，信息處理。它們的出現(xiàn)不是為了替代互聯(lián)網(wǎng)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)（云計(jì)算），而是與云計(jì)算互為備份，互為依托，增加整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)云腦（大腦）的魯棒性。

在有良好網(wǎng)絡(luò)條件的情況下，云端能減少本地端的計(jì)算任務(wù)，也能夠完成信息儲(chǔ)備能力及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路和云端計(jì)算量受限時(shí)，邊緣計(jì)算和霧計(jì)算可以獨(dú)立進(jìn)行信息處理，但最終當(dāng)線路聯(lián)通后，邊緣計(jì)算和霧計(jì)算還是要把相關(guān)信息傳輸?shù)皆贫耍ɑヂ?lián)網(wǎng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)不同邊緣設(shè)備的信息共享和交互。

綜上所述，我們把邊緣計(jì)算和霧計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)在互聯(lián)網(wǎng)云腦的架構(gòu)圖上。如下圖所示：