国内首个复杂网络计算平台在皖落户

一只蝴蝶轻轻振翅，真能卷起千里之外的一场风暴吗？为什么小小一艘货轮搁浅能堵住全球供应链？鸟儿在空中成群飞舞，为何能互不相撞，既能飞越障碍，也不会彼此失散？

“一切偶然都有方向。”在合肥综合性国家科学中心数据空间研究院首席科学家、中国科学技术大学教授吕琳媛看来，如果将自然系统、社会系统等领域中这些看似没有规律、但内在存在秩序性和相关性的现象抽象为一个个复杂网络，是可以被“计算”的，“通过理解网络的结构和演化特征来理解它们所对应的复杂系统的特征和规律。”

近日，为了研究者们能够便捷地计算分析复杂网络，简化他们的研究流程，使其能够专注于创新思路的拓展，国内首个复杂网络计算平台和网络科学领域的零成本科研创新平台——“罗盘平台”在安徽合肥应运而生。

作为罗盘平台的负责人，吕琳媛表示，该平台由合肥综合性国家科学中心数据空间研究院、中国科学技术大学共同研发，通过开放共享，构建了一个复杂网络计算的生态圈，为支撑网络空间安全等国家重大战略需求发挥重要作用。

历经7个月的研发历程、1个月的上线时间，罗盘平台广受关注，已有近1000位相关领域的科研人员注册了账号，累计提交计算任务过千。

在偶然中“计算”出必然

一只蚂蚁并没有所谓的“智能”，但一个百万级的蚁群却能建造出复杂度超乎想象的蚁巢；一个神经元并没有所谓的“智慧”，但千亿级的神经元整合在一起之后，就涌现出了人类智慧……真实世界的复杂性，无数个个体聚集在一起通过交互组成了复杂系统，并涌现出无法轻易预测的集体特性。

合肥综合性国家科学中心数据空间研究院副研究员、罗盘平台研发负责人田志强表示，从社交网络到交通网络，再到生物网络、金融网络等，都可以借助复杂网络进行研究。

合肥综合性国家科学中心数据空间研究院副研究员、罗盘平台研发负责人田志强

将复杂系统抽象为网络的形式进行刻画，其中节点表示系统中的元素，连边表示各元素之间的相互作用，通过运用统计物理、计算机、数学等交叉研究方法分析和理解这些系统内部错综复杂的作用关系，识别复杂网络中的重要节点、连边、群体，可以更好地感知网络整体结构和功能，有效挖掘网络中的关键信息。

万物互联时代，网络计算的价值无处不在。分析交通网络可以助力理解交通流动的动力学并预测拥堵模式，从而优化路线、提高交通效率；像微博、脸书、领英这样的社交平台，数百万用户通过复杂的社交关系网络相互连接，网络分析可以帮助人们理解信息传播的规律以及影响社交网络传播的关键特征；基因调控网络、蛋白质相互作用网络和脑神经网络，具有高度的复杂性和相互连接性，网络分析帮助生物学家理解这些系统的结构和功能，揭示疾病机制并开发新的治疗方法。

吕琳媛以一个真实案例展示了复杂网络的影响力。

2021年，一艘货轮意外在苏伊士运河搁浅，给全球经济带来“多米诺骨牌”式影响，每天由此减少的贸易额高达90亿美元，小小一艘货轮，发酵到最后，竟然堵住了全球的供应链。

“苏伊士运河给世界贸易提了个醒，全球是一个共同体，任何细小的物流堵塞都可能造成蝴蝶效应，影响世界经济系统的运行。”她认为，如何理解复杂系统的机理及涌现机制，并寻找新的途径来应对这一挑战，正是复杂性科学所关注的核心问题和研究价值。

然而，在罗盘平台推出之前，研究者通常需要自己搜索和清洗数据集、构建网络，并寻找和实现对应的基准算法，在此基础上提出和检验自己的创新想法。田志强认为，“无论是收集数据，还是寻找已有的成熟算法，过程不仅繁琐耗时，而且大多是重复性的工作。”

为此，罗盘平台在社交、金融、信息等10个领域中汇集了100多种经典的数据集，在链路预测、社团检测、网络传播、重要节点识别、高阶网络等研究方向上提供了100多种权威算法。

将数据集和算法移入平台的计算界面，可以在1分钟内自行得出运行结果。研究者无需深入了解复杂的编程知识，只需利用简单的代码片段和直观的图形化界面，便可轻松调用计算资源进行复杂网络模型的构建、分析和计算，省去了繁杂重复的劳动，将更多的精力放在自己的研发和创新上。

平台即生态

在田志强看来，仅仅靠一个平台、一个团队是无法推动复杂网络计算这个领域发展的。共建、共享势在必行。

“平台也支持研究者上传自己的数据集和算法代码。”他希望罗盘平台是一个支点，鼓励领域内科研人员共研共创数据、算法、资讯等资源，通过建立一个生态圈，促进科研人员更便捷地展开交流与合作，撬动整个领域的资源共享。

眼下，这个生态圈正在以一个“社区”模式向研究者们开放，提供前沿研究动态、学术活动视频等资讯信息，令整个生态更加充满活力。

仅仅上线一个多月时间，罗盘平台的活跃度直线上升。田志强透露，目前已经有200多位用户向其提出了使用感受和改进意见。

一方面，受限于罗盘平台服务器和带宽资源的限制，用户体验上还需要进一步优化，例如图片和视频的刷新和播放流畅度、大规模网络数据的计算速度等。

另一方面，用户也对罗盘平台的功能提出了更多的需求，包括新手用户的引导、算法的配置和日志详情等。

吕琳媛表示，接下来，罗盘平台将持续上线更多的功能，例如网络可视化，帮助科研人员通过可视化功能对自己的网络数据进行探索和分析。同时在内容上提供更多的学术资讯、数据集和算法，特别是集成当前最主流的深度学习等算法。

眼下，罗盘平台成功迈出了从0到1的坚实步伐。剑指国际一流的复杂网络计算平台和科学社区，罗盘的漫漫征途已在脚下。