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美国布局人工智能研发系列活动之--国家级规划指导各部门战略部署

产出机构:中国科学技术信息研究所   
提交机构:中国科学技术信息研究所   
产出日期:2016-11-14   
发布日期:2017-08-22   
作者:中国科学技术信息研究所;   

 

摘要: 

2016年10月上旬,美国政府同步发布两份关于人工智能的重要报告--《为人工智能的未来做好准备》和《国家人工智能研发战略规划》。本期报道《国家人工智能研发战略规划》,报告旨在提出一个顶层框架,指导各联邦部门制定与人工智能相关的计划,并跟踪其研发投资进展。报告中提出确保该领域长期投资,探索人类与人工智能系统协作方法,分析并应对人工智能的伦理、法律和社会影响,确保人工智能系统安全可靠,构建可用于训练和测试的公共数据资源和环境,构建标准体系,了解人工智能研发队伍需求等七大战略,提出构建人工智能研发实施框架、制定高效协调保障措施,建立维持一支健康的国家级人工智能研发队伍等两条建议。

关键字: 美国;人工智能;战略规划;协作方法;标准体系;

  着眼于人工智能对全社会的长远变革式影响,《国家人工智能研发战略规划》(以下简称《规划》)在筹划阶段即更倾向于直接投资支持两大类任务,一是高风险、需要长期投资、不能在短期内见到收益的研发活动,二为满足重大特定需求或必须解决的重大社会问题的研发活动。
  致力于对各部门具体工作的宏观性指导,《规划》中强调与之关键紧密的国家级战略计划包括《大数据研发计划》、《网络安全研发战略规划》、《国家隐私研究战略》、《国家纳米技术计划》、《国家战略性计算计划》、“脑计划”、《国家机器人计划》。针对视频和图像分析、健康信息技术、机器人和智能系统等特定细分领域,有关方面正在制定战略性研发计划和实施框架,并保障彼此之间的有效衔接,将对《规划》起到补充完善的作用。
  一、应用前景
  如果产业界、民间团体、政府和公众紧密合作,支持人工智能研发,在重视挖掘人工智能潜力的同时,妥善管控风险,这项技术便可促进几乎所有行业的健康发展,包括促进经济繁荣、改善生活质量和维护国家安全。
  1.促进经济繁荣
  人工智能新产品和新服务不仅可以创造出新市场,还能改进多个行业现有产品和服务的质量和效率。制造业:机器人的广泛应用将驱动制造业回流,在过程控制与流程调度中应用新方法可改进现有的制造业。物流:制造商和供应商可通过自适应调度和路由改进供应链管理。金融:政府和产业界可预测金融风险,安全控制可以确保金融系统实现自动化,减少操纵市场、欺诈和异常交易等恶意行为。交通:AI可以增强所有交通方式并提升其安全性,降低整个交通系统的能耗和污染物排放。农业:AI系统可以创建可持续农业,实现更智能化的农产品生产、加工、储存、销售和消费。营销:AI可以帮助商家更好地匹配供应与需求,并预测消费者的需求。通信:AI能最大限度地有效利用带宽,实现信息存储和检索的自动化。科技:AI系统可以协助科学家、工程师阅读文献和专利,机器人系统用来开展实验,实现新设备和软件的工程化。
  2.改善生活质量
  教育:AI增强学校将得到普及,AI导师可以作为教师的补充,AI工具可以促进所有社会成员终身学习并获取新技能。医学:AI可以识别大规模基因组研究所存在的遗传风险,并预测新药品的安全性和有效性,为医学诊断和处方治疗提供决策支持,为个人定制所需药物。法律:法律案例的机器分析将得到普及,法律发现工具可以识别和汇集有关证据,甚至可以以越来越复杂的方式生成法律论据。个人服务:AI软件可以基于多种来源的知识,提供更准确的信息以供多用途使用。智能家居和个人虚拟助手可减少人们浪费在日常重复性任务上的时间。
  3.增强国家安全
  机器学习代理(agent,智能体)可以处理大量的智能数据,对对手的相关模式进行识别以快速调整自己的战术。这些代理还可以为容易受到攻击的关键基础设施和主要经济部门提供保护。数字化国防系统则可以显著降低战场上的风险和人员伤亡。安全和执法:执法人员可以利用模式检测来检测个体的异常行为或者预测危险的群体行为,创建一个更加安全的社会;智能感知系统可以保护机场和发电厂等关键性基础设施。安全和预测:分布式传感器系统结合对常规情况的模式理解可以检测重大基础设施何时面临较大的破坏风险,以及这种风险是自然还是人为原因诱发。预测功能可以帮助了解存在的具体问题,在风险发生之前调整运行,防患于未然。
  二、研发战略
  图1 国家人工智能研发战略规划总体架构图
  美国政府出资人工智能研发的目标是促进产生新的人工智能知识和技术,增加社会效益,同时最大限度减少负面影响。为此,美国政府提出7条人工智能研发战略。
  1.对人工智能研究进行长期投资
  要优先投资那些能够产生新发现、形成新观点和新视角的下一代人工智能技术,以确保美国继续保持在人工智能领域的全球领先地位。具体部署包括:加强数据分析,促进知识发现;提高人工智能系统的感知能力;了解人工智能的理论优势和局限;加强强人工智能(通用人工智能)研发;开发可扩展的人工智能系统;促进类人人工智能研发;开发更得力、更可靠的机器人;增强人工智能硬件;改进人工智能软件。
  2.为人类与人工智能系统之间的协作寻求有效方法
  人工智能系统并不是要取代人类,而是要与人协作实现最优性能。人工智能研发需要在人类与人工智能系统之间开启有效的交互。具体部署包括:为具有人类意识的人工智能寻求新算法;开发人类机能增强型人工智能技术;开发可视化和人工智能-人类界面技术;开发更有效的语言处理系统。
  3.分析并应对人工智能的伦理、法律和社会影响
  人工智能技术应用必须符合人类的行为规范和准则,因此要开展相关研究工作,分析了解人工智能在道德、法律和社会方面的影响,并探索与道德、法律和社会规范相一致的人工智能系统设计方法。具体部署包括:提高公平性和透明度,实行设计问责制;研发符合伦理道德的人工智能;架构符合伦理道德的人工智能体系。
  4.确保人工智能系统安全可靠
  在广泛使用人工智能系统之前,应首先确保这些系统能够以人们可理解的、界限明确的、以及可控的方式安全稳妥地运行。而构建可信、可靠的人工智能系统,则颇具挑战性。具体部署包括:提高可解释性和透明度;建立对人工智能的信任;提高验证水平;加强安全防护;取向人类价值观,实现人工智能的长期安全。
  5.构建可用于人工智能训练和测试的公共数据资源和环境
  用于训练的数据集等资源的深度、质量及准确性会对人工智能性能产生重大影响。研究人员需要构建优质的数据集和环境,并向公众开放,使之能够获取优质数据集并测试和训练相关资源。具体部署包括:创建并提供易用的多样性数据集,满足人工智能研究与应用的广泛需求;使训练和测试资源能及时响应商业需求和公众利益;创建开源软件库和工具箱。
  6.开发标准体系,测度和评估人工智能技术
  通过标准、基准指标、测试平台以及社会参与来引导并评估人工智能技术,是人工智能发展的必要条件,为此需要研发整套评估方法。具体部署包括:开发一系列广泛的人工智能标准;建立人工智能技术基准;增加人工智能测试平台的易用性;动员、鼓励人工智能研发人员参与标准和基准开发。
  7.更好地了解人工智能研发队伍需求
  人工智能的进步需要强大的人工智能研究群体。要确保美国有充足的人工智能专家参与解决规划提出的战略问题,为此首先需要更好地了解人工智能研发队伍的现状和未来需求。
  三、对策建议
  1.构建人工智能研发实施框架,明确人工智能相关科技发展机遇,制定高效、协调的保障措施
  在国家科学技术委员会(NSTC)协调下,各部门应合作构建人工智能研发实施框架,以便各部门在《规划》的指导下更轻松地制定计划,彼此协同合作。该实施框架应基于各机构的使命、功能、权限和预算,平衡各自的研发重点。并以实施框架为依据建立资助计划。网络和信息技术研发分委会(NITRD)应考虑成立一个跨机构工作组,聚焦人工智能,促进实施战略规划,协调现有各工作组工作。
  2.探索建立并维持一支健康的国家级人工智能研发队伍
  健康、生气勃勃的人工智能研发队伍对于应对《规划》中的战略挑战具有重要意义。尽管有些报告指出人工智能专家可能日渐短缺,但有关人工智能研发队伍的现状、预期的劳动力培养渠道、以及人工智能劳动力供需等,目前尚无官方数据和信息。NITRD应研究人工智能研发队伍的现状和未来需求,提出确保研发人员供给充足的建议;其他政府机构随后应采取相应措施,以建立和维持一支健康的国家级人工智能研发队伍。
  (中国科学技术信息研究所 高 芳 编译 张翼燕 审校)

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