随着科技进步和家当变革的加速演进,人工智能(AI)已经成为各国必争的科技创新高地。
放眼环球,在政府、学术机构、企业等各个层面,AI都受到高度重视,其在学术研究、技能创新、人才教诲等方面的发展都呈现全新态势。

全球人工智能成长现状、寻衅及对中国的建议_美国_范畴 AI快讯

01

环球发展形势

1.1 学术研究

越来越多的国家开始重视AI研究,AI已成为学术领域的热点。

学术论文方面,据微软学术图表(Microsoft Academic Graph,MAG)统计,2000至2020年间,通过各种路子揭橥的AI论文数量从不到4.8万篇增加至23万篇,提升了约4倍(见图1),占所有论文的比重从不到2%提高至3%。
《2021年人工智能指数报告》(“Artificial Intelligence Index Report 2021”)显示,东亚、欧洲、北美是论文产出的紧张区域。
在每个紧张国家和地区,产生论文的第一大户都是大学。
但列第二位的则有所不同:在美国排第二的为企业,约占全部论文的19.2%,而在中国和欧盟排第二的都是公共研究机构,占比分别达到15.6%和17.2%。

科研期刊依然是论文揭橥最紧张的载体,2020年期刊揭橥AI论文数量靠近8万篇,是2000年的5.4倍,尤其是近年来增速明显,2019年比2018年增加19.6%,2020年比2019年又进一步增加34.5%。
东亚、欧洲、北美是期刊出版最多的前三大区域。
自从2017年以来,中国一贯是AI领域期刊出版物最多的国家,并且在2020岁首年月次超越美国成为天下人工智能期刊上被引用论文频次最高的国家,占比达到20.7%,而美国为19.8%。

学术会议是论文揭橥的另一主要路子,2000年至2019年间,通过AI学术会议揭橥的文章增加了4倍,但2010—2020年增长缓慢,一贯坚持在4万篇旁边,2019年的会议论文仅是2010年的1.09倍,受疫情影响,2020年更是比2019年减少20%以上。

1.2 技能创新

一是高强度的AI研发产生了大量科研成果。
除了2020年受疫情影响略有低落外,AI领域专利数量自2000年以来经历了快速增加(见图2)。
根据斯坦福大学针对环球40多个国家的不完备统计,2019年环球AI注册专利数量已经达到101876件,是2000年21806件的4.7倍,占所有专利的比例也从2000年的2.0%提高到了2.9%。
从地区看,AI专利的紧张产区是北美,约55%的专利源自北美地区,此外,欧洲和东亚各占20%旁边。

二是AI技能进一步完善。
AI系统现在可以合成文本、音频和图像,而且水平足够高,人类难以辨别真伪。
比如图像合成技能能“深度假造”,将人脸叠加到照片或电影中其他人的脸上。
这也匆匆使研究者探索深度假造检测技能,让打算性能很好地区分不同的图像输出。
得益于机器学习和自然措辞处理技能的进步,机器能在视觉问答中供应更加准确的自然措辞答案,自2015岁首年月次发布以来,该算法准确率增长了近40%,最高达到76.4%,已靠近人类80.8%的准确率基线。

三是逐步走向家当化。
一方面,技能的成熟让干系的AI模型的演习韶光和演习本钱明显降落,如演习一个当代图像识别系统,根据斯坦福DAWNBench团队进行的测试,2017年须要耗资1100美元的项目,现在只用花7.43美元,本钱仅为原来的1/150。
另一方面,AI在越来越多的领域得到运用,交通、金融、农业、军事等领域都逐渐变得更“智能”,特殊是疫情期间,随着机器学习的采取,医疗保健和生物医学行业的格局发生了本色性的变革,AI大大简化了原有的化合物构造设计技能。
AI初创公司PostEra的机器学习技能能够在48小时内完成此前须要3~4周韶光进行的化学合成路线设计,加速了新冠病毒干系药物的创造;原谷歌人工智能部门DeepMind的深度学习模型AlphaFold破解了长达数十年的蛋白质折叠生物学难题。

四是投资明显增加。
2020年环球AI领域社会总投资(包括私人投资、公开募股、并购和少数股权等)较2019年增长了40%,达到679亿美元。
从国家来看,美国仍旧是成本最集中的地区,2020年社会成本投资AI超过236亿美元,其次是中国(99亿美元)和英国(19亿美元)。
从领域看,2020年生物医药领域得到的投资最多,超过138亿美元,是2019年的4.5倍;其次是聪慧交通领域,达到45亿美元;再次是教诲领域的41亿美元。
然而,得到投资的AI初创企业数量却连续3年明显减少,2017年超过4000家AI初创企业实现融资,到2020年仅有不到1000家。

1.3 人才和教诲

2020年,环球AI领域人才招聘数量连续增长。
近5年来,巴西、印度、加拿大、新加坡、南非是新增岗位中AI岗位占比增长最快的前5个国家,如巴西5年内AI职位占比增加了3倍多,中国增速相对较慢,仅为1.3倍;美国乃至涌现了多年来的首次下滑,发布的AI事情岗位从2019年的32.5万个减少到2020年的30.1万个。

教诲方面,天下顶级大学纷纭支配加大AI教诲投入,2017—2020年间,本科生的AI干系课程数量增加了102.9%,研究生阶段则增加了41.7%。
同时越来越多AI领域博士生选择走出学校,进入家当。
2010—2019年,进入企业从事AI干系事情的应届博士毕业生比例从2010年的44.4%增至2019年的65.7%,连续从事学术研究的比例则从42.1%低落到23.7%。

以美国为例,在得到打算机科学博士学位的人中,人工智能干系博士在2010年占比为14.2%,2019年上升至约23%。
与此同时,其他打算机科学领域的热门程度有所低落,如网络、软件工程和编程措辞等。
2019年,新入学AI博士研究生中国际学生的比例连续上升,达到64.3%,比2018年上升4.3%。
在外籍毕业生中,多达81.8%的人选择连续留在美国。

02

未来运用前景

AI技能的快速发展得益于其广泛的运用处景。
AI早已不再是大略的软件或硬件,已经成为包括算法、数据、硬件、运用、人才等一系列要素的凑集。
随着打算机系统办理问题和实行任务的能力迅速提高,机器聪慧正在越来越多的领域替代人类聪慧,AI成为当古人类能够得到的最强大工具,可以扩展知识、促进社会繁荣并丰富人类履历。
以下是未来AI运用中的几个关键方面:

一是预测,凭借模型、算法的进步,AI能够更加精准地预测,从以往数据中总结学习,并预测未来的事宜,这在险些所有领域都能得到运用,如景象预报,自动驾驶中对付其他车辆行驶轨迹的预判,精准农业中对付栽种、灌溉、施肥的决策等等。

二是设计和优化,在完成一系列繁芜任务时进行优化和统筹,以根据需求达到节省韶光和金钱、提高安全性等目的,如聪慧城市的方案设计、交通线路方案等。

三是建模和仿照,在生物、物理、经济和社会研究中通过构建虚拟模型,进行仿真操作,可以节省很多实际中须要的测试和实验,在提高实验效率的同时能够给出更多的办理方案。
在COVID-19大盛行中,研究职员在药物分子设计、蛋白质构象等研究中广泛利用了AI技能。

四是自然措辞处理,人类自然措辞与打算机的及时准确互动,不仅可以让智能电子设备的操作更加大略,也可以广泛运用在文本分类、机器翻译、舆情监测等领域。

五是视觉图像处理,通过用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和丈量等机器视觉,帮助做出精确的“决定”,让AI可以运用在更多须要从图像或多维数据中感知的领域,如生产线产品检测、自动驾驶、医学成像剖析等。

03

发展特点及面临寻衅

以上几个关键浸染让AI在科学研究、医疗康健、教诲、聪慧城市等领域得到了实实在在的运用,AI在日常生活中已经无处不在,正以各种办法重塑我们的生活。

(1)AI创新的步伐正在加速。
AI领域中机器学习、打算机视觉、机器人等几项热点技能都在加快更新换代。
如打算机视觉领域,谷歌公司的“谷歌大脑”(Google Brain)模型2013年对付图像识别的准确度普遍在60%~70%之间,2020年已经可以达到90%以上,模型演习的速率提高了8倍。
又如智能翻译领域,2017年商业领域带演习模型的独立机器翻译云平台仅有8家,2020年增至28家,个中LibriSpeech数据库对付单词识别的缺点率从2017年的5%低落至仅1%。

(2)AI研发工具传播更加广泛。
曾经,尖真个深度学习技能须要大量的数据、打算能力和专业知识,非常昂贵。
随着技能加速进步,AI的运用程序和开拓工具也逐步公开,为更多人所用,许多平台都是开源免费的,不少领域的演习本钱也都大幅降落。
云打算的遍及和数据共享利用将使AI创新不再是少数人的专属,能够拓展到环球范围履行。

(3)AI正在改变人机关系。
在当代社会中,人们对机器和自动化的需求程度在不断加深。
以智好手机为例,目前的手机都具有多种支持AI的功能,包括语音助手、照片标记、面部识别安全性、搜索运用程序、推举和广告引擎等。
在手机功能越来越强大的同时,人们对其依赖程度也在升级。
此外,智能电器、聪慧家居等都在通过供应更加便捷、精准、高效的做事改变人们的生活习气。
AI正在将曾经的抱负转化为跨学科的现实,让机器扮演更加主要的角色。

其发展运用呈现出更加积极的趋势,同时也面临新的寻衅。
随着AI从精英科学发展成为主流工具,今后其或在某些方面碰着难以打破的瓶颈。
一是演习模型须要的数据将更为宝贵,各国政府、企业、研究机构都更加重视并加强对数据和隐私的保护,或限定AI的快速发展;二是随着运用的遍及,AI在就业、生物、社会公正,乃至机器与人的关系方面都将面临现实的伦理寻衅;三是部分领域AI带来的颠覆性创新,如自动驾驶,干系监管方法是否能及时跟进,将对其运用产生深刻影响。

04

环球竞争格局

正是由于其广阔的运用前景,AI有望成为塑造环球竞争格局的主要成分,或将为早期采取的国家带来显著的经济、计策上风。
许多国家都在布局加强AI研发和运用,AI竞赛逐渐由研究机构、企业之间的竞争转变为国家之间的角力。

4.1 各国积极参与AI竞争

自从2017年以来,环球已有30多个国家和地区发布了优先发展AI的国家计策,投身AI环球竞争(见表1)。
个中既有美国、欧盟、法国、德国、英国、新加坡等发达国家和地区,也有印度、墨西哥、印度尼西亚、巴西、马来西亚、乌克兰等发展中国家。
各国均试图通过AI计策支持本国AI家当发展,在国际竞争中霸占有利位势。

加拿大、德国、印度、英国等多首都在计策中明确要对发展AI进行直接资金支持,并列出了预算额度。
日本、英国、沙特阿拉伯等国家还成立了专门的AI管理机构。
在政策的大力支持下,这些国家的AI技能、人才、家当都在快速发展。
新加坡已经成为AI职位占比最高的国家,2020年的数据显示,AI干系岗位占全部事情岗位的比例达到了2.4%。
据统计,印度前50类技能岗位中AI技能干系岗位数量最多,乃至超过了美国、中国、德国等AI强国。

4.2 中美两国领先

在浩瀚国家中,美国仍是公认的AI第一强国,拥有强大的企业和研究机构,政府每年也投入大量财力支持研发,2020财年非国防和情报部门的AI拨款就达到9.735亿美元,2021财年这一数字进一步提高至15亿美元,同比增加近55%。
然而,美国的领先地位正在逐渐被中国遇上,个别领域乃至已经被超越。
如中国在2017年之后一贯保持环球AI论文揭橥数量第一,并逐步扩大领先上风,2020年更是首次超过美国成为天下AI期刊上被引用频次最高的国家。

2019年,美国信息技能与创新基金会(ITIF)的数据创新中央曾发布研究报告《谁将在人工智能竞赛中胜出:中国、欧盟或美国?》,对中、美、欧AI发展现状进行比较测算——美国以44.2分领先,中国以32.3分位居第二,欧盟则以23.5分位居第三。
美国的领先地位彰显无疑,而中国则以追赶之势跟进。
谷歌前董事长埃里克·施密特认为,中国在面部识别、康健数据、电子商务等很多方面具有领先地位,美国在发展AI方面“仅比中国领先一到两年”。

中国的快速崛起引起美国各界的担忧。
大量美国媒体、智库鼓吹中国即将在AI领域超越美国。
2021年3月4日,美国国家人工智能安全委员会(NSCAI)投票通过,并向美国国会提交了长达756页的2021年度终极建议报告,详细阐述了AI对付社会发展和国家安全的主要浸染,并对如何掩护AI技能上风、保障国家安全提出了方法建议,尤其是将中国明确为未来美国在AI领域的最大竞争对手,针对性地呼吁美国联邦政府采纳方法。
报告成为美国民主共和两党共识,得到了包括联邦政府在内各界的重视,拜登政府也表示支持报告在知识产权、人才、加速创新、微电子、国际互助等方面提到的许多详细政策建议。
可以预见,未来中美AI领域的计策博弈将会进一步蜕变,在吸引人才、打破关键技能等方面的竞争会更加激烈。

4.3 国际互助积极

随着越来越多的国家加入环球AI竞争,急迫须要制订环球范围行家之有效的国际规则、标准,同时国家间也须要通过互利互助达到取长补短、共同进步的目的。
为知足一些国家共同发展的目的,各种AI倡议应运而生,很多非常主要的国际倡议、论坛、组织也纷纭纳入AI议题,涉及AI的原则标准、数据共享、研发互助等方面内容(见表2)。
日本、韩国、英国、美国和欧盟成员国等国家积极参与了政府间AI方面的互助。
也有一些国家通过积极缔结双边协议来推进AI国际互助。

值得把稳的是,不同于特朗普的独行其是,拜登政府更加看重通过联合盟友掩护其天下霸主的地位。
专家预测美国或将在科技领域牵头发起成立“科技民主同盟”,借西方民主代价不雅观拉拢盟友共同促进AI和新兴技能的发展和利用,并进一步对中国履行科技封锁与遏制,中美科技竞争或将升级迈入新阶段。

05

有关建议

虽然我国AI技能研发在环球的影响力显著提高,又拥有环球最丰富的运用落地场景,但AI伦理、人才培养等问题仍需重视。
***总布告在党的十九大报告中明确提出,要“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度领悟”,将人工智能视为供给侧构造性改革和推动实体经济发展的主要一环。
干系部门贯彻落实十九大精神,出台了一系列计策举措,有力地推动我国在AI技能和家当化方面的进步。
结合近年来环球AI发展动态,为贯彻落实新发展理念,进一步加快我国AI技能创新,提出以下建议:

(1)理顺促进AI发展的系统编制机制。
为更好地发挥政府在AI创新方面的主要浸染,一些国家成立了辅导AI发展的专门机构,一方面办理部门间各自为战,碎片、重复支持AI研发的情形,另一方面也可更高效地加强对民间AI创新的勾引。
建议进一步理顺我国促进AI发展的系统编制机制,成立专门机构或小组卖力统筹部门间的支持政策,避免重复支持、无效支持,实现政府资源效益最大化和跨部门政策的良好衔接,并进一步促进AI成果转化,使我国从AI论文强国变成AI专利强国。

(2)强化AI数据资源共享。
近一两年来,鼓励干系数据和模型的资源共享已经成为美国、英国、日本、韩国等国家在AI管理上的主要共识,也是国际互助的一项主要议题。
这是由AI技能的特色决定的,为了朝更智能的方向提高,最根本、最关键的大数据支撑是必不可少的。
美国谷歌、Meta(原脸书)、亚马逊等科技企业凭借其商业模式和垄断地位节制了大量用户数据,对其进一步研究机器学习、深度学习至关主要。
我国在加强数据保护的根本上,要充分利用数据资源,鼓励开放共享,推进行业整体发展提高。

(3)加强人才培养。
人才是第一资源,在未来AI计策竞争中,谁能够在世界范围内吸引、培养和留住人才,谁就会取得上风。
据统计,我国AI人才目前缺口超过500万,海内的供求比例为1∶10,供需比例严重失落衡,同时80%以上的外籍美国AI博士应届毕业生选择留在美国。
连续加强人才培养、补齐人才短板,是我国确当务之急。
特殊要探索产学互助、海内国际互助、跨界跨领域互助的育才机制,营造有利于AI人才发展与培养的沃土,推动构建和完善既有利于发展人才独创能力,又能有效调动潜力的平台条件,为未来做好准备。

(4)营造有利的国际环境。
AI未来发展之路还有很长,以美国为首的发达国家一方面以举国之力发展本国AI技能,另一方面也在充分发挥其影响力积极参与AI国际规则的制订,乃至意图联合盟友对我国进行计策打压。
凭借现有家当根本和技能实力,我国有能力且应该在未来AI领域竞争中发挥比较上风,补齐发展短板,下好先手棋,努力成为行业规则的主要制订者,引领技能朝有利于我国的方向发展,逐步在新的国际体系中霸占主要位置,实现社会主义当代化强国的培植目标。

(5)重视AI发展的社会伦理和法规培植。
AI在多个领域的加速运用,导致相应的伦理问题逐渐凸显,尤其是隐私、就业、社会公正等领域,也是许多国际组织、协会、同盟等积极谈论的议题,乃至可能成为美欧等国打压我国AI家当的关键。
同时,对AI的监管必须与时俱进,在交通、金融、医药等运用较好的领域要及时完善干系行业法律法规,明确发展AI中的伦理规则,积极勾引,让新业态有规可循、有法可依,促进运用落地。

(6)密切跟踪环球发展趋势。
当前AI创新进入高速发展阶段,干系技能加速进步,产品日月牙异,家当爆发式增长。
美国、德国、韩国、以色列等科技强首都结合自身特点选择重点领域布局打破。
要持续跟踪把握领域前沿发展趋势,节制发达国家在研发方向、支持举措、监管规则等方面的最新动态,结合我国国情学习借鉴。

免责声明:本文转自科情智库,原作者程晓光。
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转自丨科情智库

作者丨程晓光

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编辑丨

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