完整课程大纲

资料核对至2026年10月15日。课程为前沿选修课，2学分、32课时，2027年春季。先修课程为数据结构。本次制作9个含“石守谦”的教学单元，含合作讲授。

课程目标

学生能够说明局部观测、动态通信与任务协作之间的关系；实现一项有明确接口的局部计算或通信机制；提出可检验的研究假设，并在相同资源约束下完成对照实验。

课程贯穿的问题是：在局部观测、异步消息和有限通信资源下，节点怎样持续形成有效协作？任务分工、节点运动和网络连接相互影响，模型结构、训练信号和验证条件需要一起设计。

全课程的概念依赖

周	主题与教师	先介绍的概念	为后续提供什么
1	导论，石守谦、崇滨	智能体、群体、观测、协作与约束	共同场景与研究问题
2	系统与任务，石守谦	状态、观测、动作、身份、能力、角色、坐标与时间	节点接口、消息格式与任务说明
3	无线基础，童率	信道、带宽、干扰、时延与链路质量	路由与信道占用分析
4	弹性组网，石守谦	自组织网络、路由、心跳、信息年龄与局部恢复	HopCone及网络状态接口
5	感知与定位，童率	传感器、相对位姿、标定与坐标转换	协作融合的几何基础
6	融合与表示，崇滨、石守谦	编码器、表示向量、损失、监督与融合	可训练、可验证的消息表示
7	世界模型与任务理解，李丹阳	状态估计、预测与规划	局部记忆与预测目标
8	图模型与动态图，石守谦	排列不变性、聚合、消息传递、归一化与事件记忆	动态邻居下的共享模型
9	Transformer与通信，石守谦	注意力、Q/K/V、通信门控与硬预算	内容、对象与时机选择
10	多智能体强化学习，袁进良	状态转移、回报、集中训练与信用分配	策略优化及其适用条件
11	联邦学习与训练，袁进良	参数聚合、数据异质性与隐私条件	跨节点训练的组织方法
12	端侧部署，唐茗	量化、压缩、推理时延、能耗与端云分工	实际部署预算
13	期中检查，石守谦、崇滨	研究假设、基线与数据划分	可运行系统和一项主要实验
14	系统集成，刘一	接口校验、时间记录与模块联调	端到端日志
15	实验诊断，石守谦、刘一	配对比较、重复实验、区间与失败分析	完整证据与补充实验
16	结课答辩，石守谦、李丹阳	结论、证据、局限与复现	归档材料与后续研究

第2周只将学习表示定义为待训练的向量，不预用神经网络公式。第6周用线性模型说明训练和梯度。第8周先手算求和、加权与归一化，再介绍图注意力。第9周先解释Q/K/V与矩阵维度，再讨论消息选择。强化学习方法在第9周作为训练组织方式预览，正式推导由第10周承接。

按网络特性提出研究问题

网络特性	信息需求与结构选择	训练与验证
空间局域性与远端关键依赖	局部频繁更新、跨区摘要与按需查询	改变任务依赖距离和环境变化速度
时延与信息过期	时间编码、预测与不确定性	按接收顺序重放，留出新时延分布
连续失联与重连	本地记忆、独立执行与增量合并	成段失联、恢复时间与关键事件漏报
有向链路与共享信道	有向候选集合、队列与发送调度	链路不对称、负载变化及完整开销
动态成员与异构能力	类型编码器、集合聚合与版本接口	新节点数量、传感器缺失与编码器替换
任务、运动与网络相互影响	快速本地响应与较慢区域协调	分阶段训练，再进行闭环联合验证

这些设计均标为研究设想。已有论文提供机制依据，课程项目另行检验组合后的收益和适用条件。

九个单元的讲授组织

每次按90分钟组织。新增文献按“核心机制—比较材料—拓展阅读”分配；拓展页用于课前阅读、课后探索或课堂选讲，不要求逐页匀速讲完。

第1周：导论

目标：说明群体协作需要交换什么信息，提出一项可检验的问题。安排：任务场景15分钟；局部信息与节点过程20分钟；网络特性与研究方向20分钟；前沿与政策15分钟；讨论15分钟；休息5分钟。核心：六机任务、本地观测、中心参与、三类关系、多尺度信息。HopCone、Where2comm、RAMEN和时间聚合连通性用于说明研究切入点。政策：人工智能规划、人工智能+、通航装备、机器人+与应急机器人文件。区别战略方向、阶段目标和具体技术证据。

第2周：系统与任务

目标：写出含坐标、单位、时间、能力、资源及异常处理的任务与消息接口。安排：节点组成10分钟；任务说明20分钟；消息格式20分钟；任务与网络反馈15分钟；字节及截止时间10分钟；互查10分钟；休息5分钟。核心：身份、能力和角色；任务生命周期；空间时间约定；广播、单播与多跳；任务、运动和网络的反馈。阅读：Tolstaya的局部控制、运动与连通性工作；飞行管理条例用于说明系统边界。

第4周：网络与HopCone

目标：解释位置过期如何影响地理转发，设计公平的状态传播实验。安排：网络与路由10分钟；信息年龄15分钟；HopCone25分钟；测量与新研究15分钟；网络状态进入模型10分钟；练习10分钟；休息5分钟。核心：GPSR、DREAM、信息年龄；逐跳查询、预测触发、选择转发、链路资格与局部恢复。阅读：INFOCOM信息年龄、FERMI、间歇连通及时间聚合连通性。SchedNet作为网络层与上层调度的接口预览。HopCone数据始终标为团队稿件结果。

第6周：融合与表示

目标：判断信息能否融合，选择训练监督，并计算消息大小。安排：向量与训练15分钟；空间时间对齐20分钟；融合与重复证据15分钟；核心案例20分钟；研究设想与练习15分钟；休息5分钟。核心精读：Where2comm和MCOP；机制对照：V2VNet、DiscoNet、CoAlign、How2comm。拓展：CLIP、CoSDH、V2X-ViT、HEAL、One is Plenty；数据方法：OPV2V与DAIR-V2X。研究推演：类型编码器、有效性检查、聚合与本地记忆；先固定接口训练，再增加新类型与版本变化。仅核对元数据的文章明确标为拓展阅读。

第8周：动态图计算

目标：手算聚合，解释排列不变性，并实现遵守接收时序的本地记忆。安排：图与聚合20分钟；共享模型15分钟；异步事件20分钟；训练和研究进展15分钟；实验与讨论15分钟；休息5分钟。核心：Deep Sets、MPNN、GraphSAGE、GAT与Set Transformer；动态图对照：TGAT、EvolveGCN。前沿与拓展：RAMEN、异步Actor-Critic、网络化去中心化学习、G-Designer和SOPS。研究推演：断联期间保留本地状态，重连后按来源和版本合并增量；用连续失联而非单一随机丢包验证。

第9周：Transformer与通信

目标：说明注意力如何读取信息，并将内容、对象与时机选择落实到实际预算。安排：注意力基础20分钟；通信选择20分钟；预算与调度15分钟；近期进展15分钟；训练路径与研究设想10分钟；讨论5分钟；休息5分钟。核心：Transformer、TarMAC、SchedNet；历史机制：CommNet、DIAL、IC3Net、ATOC、Who2com与When2com。近期进展：激活通信、G-Designer、SOPS、LMAC、EvoCF与RAC，逐篇说明研究对象及迁移问题。训练预览：MADDPG、QMIX、MAPPO和COMA；正式推导交接第10周。研究推演：受控删减消息估计边际任务收益；区分本地响应与区域协调；单节点、固定消息融合、预算选择、角色运动、有限联合微调依次推进。

第13周：期中检查

目标：固定一个主要研究假设，展示可运行基线。安排：开场10分钟；8组各8分钟，共64分钟；集中反馈16分钟。产出：问题说明、节点接口、文献依据、数据划分、基线、运行入口和一项网络扰动实验。组数变化时重新计算主持安排。

第15周：实验诊断

目标：用可比实验定位收益、开销与失败条件。安排：指标与统计20分钟；分组检查40分钟；失败讨论20分钟；补充计划10分钟。核心：配对实验、重复运行、完整通信计费、消融、失败日志与参考上限。网络验证：有向链路、队列积压、连续失联和新成员；区分开环重放与闭环验证。CoBEVT和CoopTrack用于组织空间与时间方向的扩展阅读。

第16周：结课答辩

目标：每项结论都有对应证据，并说清适用范围。安排：8组各6分钟陈述、4分钟讨论，共80分钟；课程回顾与后续研究10分钟。归档：代码、数据划分、配置、原始结果、图表、失败日志、报告与来源。延伸：多尺度任务信息、过期信息下的预测与不确定性、动态角色和可持续协作接口。

考核

按申报书保留：课堂参与与研讨10%、文献阅读20%、项目方案20%、实现与实验分析30%、最终报告与答辩20%。答辩20分的建议细则：问题与假设4分、方法与系统实现7分、实验证据4分、分析与局限3分、表达与复现2分。学生项目选择一至两个方向深入，重点评价问题、实现和证据的完整性。

材料与证据

九套课件共255页。正文及其可见来源实际引用54篇外部论文，其中14篇为2025—2026年论文；政策文件6份，HopCone内部稿件单独计数。逐页来源和阅读边界见阅读索引。精读、官方摘要、作者实现和仅核验元数据分别记录，后两者不承担未核验的实验结论。