中国人工智能创新处于什么发展水平
◎编辑｜数字经济先锋号
◎来源｜北京工业大学学报
◎作者｜王山陈昌兵
人工智能作为新技术创新的代表与引领未来、重塑传统行业结构的前沿性与战略性技术，逐渐成为全球新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量。世界各国在以创新为主的人工智能新技术方面展开了激烈的角逐与残酷的竞争。
目前，我国人工智能技术创新水平如何？技术处于何种发展阶段？我国发展人工智能的优势在哪？未来我国人工智能发展趋势如何？本文即将告诉你答案。
指标体系的构建
基于技术创新大数据，本文创新性地构建多指标测度体系与技术创新综合发展指数；根据综合发展指数模拟各国人工智能技术创新Ｓ演化曲线，描绘动态演变轨迹并定位中美技术创新发展位置。重点结合五维度在不同阶段的权重分布，比较中美新技术创新发展差距，探讨影响我国人工智能新技术创新发展的主要因素。提出提高新技术创新水平的具体措施与发展建议，助力实现我国人工智能关键核心技术突破、摆脱被先发国家控制的劣势地位。
表１人工智能技术创新发展水平多指标测度体系
根据技术创新周期不同发展阶段可能呈现出的特征与各特征之间的内在逻辑关系，同时结合人工智能新技术创新发展影响因素与技术创新发展测度相关参考文献，我们选择了基础研究、技术创新、科技布局、产业规模与技术进步５个维度来测度人工智能技术创新发展水平（如表一所示）。
根据指标熵权计算式得到的人工智能技术创新水平各测度指标的权重值（Ｗj）（如表二所示）。从单个指标权重看，首先体现产业规模的人工智能技术融资规模指标权重最高，然后为人工智能新增企业数指标；其次为体现技术创新程度的人工智能技术优先权年专利申请量指标，研发课题数指标权重最低。从分析维度看，首先产业规模维度权重最大；其次为技术创新维度与科技布局维度，基础研究维度权重值最小。综上可知，产业规模与技术创新维度各参数动态变化对人工智能技术创新所处发展阶段的判断具有显著影响。
表２人工智能技术创新水平测度指标权重值
中美等国的对比与分析
根据分析，目前，我国人工智能技术正处于快速发展的技术成长期后期，技术创新十分活跃，未来将涌入更多的企业和科研机构，竞争也将越来越激烈。而美国人工智能技术萌芽于1990年，于2005年步入技术成长期，2020年开始走向成熟，并预计于2034年进入技术衰退期，目前正处于开展商业应用的技术成熟期，创新动力将持续增强。（拟合优度是指回归直线对观测值的拟合程度。度量拟合优度的统计量是可决系数（亦称确定系数）Ｒ²。Ｒ²最大值为１，越接近１，说明回归直线对观测值的拟合程度越好，表三可见各国人工智能技术创新Ｓ演化曲线拟合优度Ｒ²均在０.９以上，拟合效果较为理想。——数字经济先锋号注）
表３中美等国人工智能技术创新发展阶段判定
日本、英国、法国与德国作为较早启动人工智能新技术研究开发与科研成果推广应用的主要发达国家，同样具有较大的先发优势，其技术创新发展水平早期均位列世界前沿且技术发展历程与演化轨迹比较相似，均在1990年左右进入技术创新萌芽期，后经技术不断地积累､发展与突破，分别于2005年与2019年左右步入技术创新成长期与成熟期，目前技术已经成熟。
图１中美等国人工智能技术创新周期Ｓ曲线
得益于雄厚的科技与经济实力，美国人工智能技术创新累计综合发展指数遥遥领先于其他各国，日英法德４国作为人工智能新技术创新发展早期的追随者与前期领导者，在人工智能技术领域，同样具有较高的发展水平与先发优势，鉴于人工智能技术创新是一个显著的动态累计过程，且发展周期较长，美日等世界主要发达国家并未因前期先发优势而形成技术发展垄断局面，因而为后发国家的技术追赶提供了巨大的机会窗口。
由图１技术创新演变曲线可预测出，在技术经验渐进性积累与自主创新能力不断提升的条件下，我国正逐步缩小与美国在人工智能新技术创新赛道上的发展差距，预计将在人工智能新技术创新发展的成熟期实现技术的追赶与超越。
目前，中国人工智能技术创新累计综合发展指数已超越英法德日４国，但与技术创新水平处于全球领先地位的美国相比仍有较大发展差距。本文从人工智能新技术创新累计综合发展指数增长率探索未来中国是否能反超美国并掌握创新发展的主导权，图２是各国人工智能技术创新累计综合发展指数增长率变化结果。
图２拟合中美等国人工智能技术创新累计综合发展指数增长率
由图２可知，1985-2003年，美国、英国、法国、德国与日本人工智能技术创新累计综合发展指数增长速率基本处于快速上升状态，尤其是美国。而我国的人工智能技术创新起步晚于美国，在基础研究原创性成果的不足或某些前沿领域的投入缺失的情况下错失了先发优势。但在国家大力扶持与自主创新能力不断提升的情况下，我国人工智能技术发展呈现出了非常强劲的增长态势。
因此，可以预见，在当前快速增长态势下，再加上后天技术的积累以及先发的数据优势，我国必将在人工智能新技术这一赛道上领跑全球。
影响因素动态分析
我国人工智能新技术创新发展速度较快，但关键核心技术水平与美国相比仍有差距。技术创新是一个多阶段过程，不同发展阶段因所需资源、条件不同而影响因素权重不同。本节创新性地引入技术创新不同阶段变量，动态分析不同阶段下人工智能技术创新的多指标测度体系中维度权重变化。进一步深入剖析我国人工智能新技术创新发展的影响因素。
由表四可以看出，中美两国在人工智能技术的发展阶段、技术创新和技术进步等方面存在差异。美国在人工智能新技术基础研究投入、技术创新布局、技术产业链上游的占据等方面具有较为显著的优势，而我国在科技布局、产业规模和融资份额等方面具有一定优势。但是，我国与美国相比，技术进步较为缓慢，尤其是在芯片领域存在较大差距，这将对我国的人工智能产业化形成不利影响。
因此，我们应该着眼于加强人工智能领域的基础研究，不断提升自主创新能力，积极推动技术创新和进步，在技术产业链上游抢占制高点，实现由技术跟随到技术引领的转变。同时，也需要加强与市场的有效结合，促进技术产业化的发展，让科技创新更好地服务于经济社会的发展，实现以科技创新驱动高质量发展的目标。
表４人工智能技术不同发展阶段影响因素权重分布
通过与美国的比较不难看出，我国人工智能新技术创新在基础研究、技术创新与技术进步维度，仍有相当发展空间，由于缺乏占据世界产业制高点的核心技术，存在若干被他国“卡脖子”的领域。
图３中美等国人工智能技术创新逐年发展指数
虽然我国人工智能新技术研发起步较晚，基础研究薄弱，技术创新累计综合发展指数与美国存在较大差距，但由技术创新逐年综合发展指数（图3）可知，我国人工智能新技术创新发展指数自2003年开始逐年上升，正不断缩小与美国人工智能技术创新累计综合发展指数的差距。作为后起之秀，在经历长期以技术跟随为主的技术潜伏期与萌芽期，以及二次创新为主的技术成长期后，依靠后发优势，我国于2017年反超自2003年以来技术创新逐年发展指数呈逐步下降态势的美国，跃居全球首位。
结论及建议
本文基于人工智能技术创新科研大数据，提出了人工智能技术创新水平多指标测度体系与技术创新综合发展指数计算模型，并通过绘制技术创新生命周期Ｓ演化曲线，对我国与世界主要发达国家在人工智能技术创新方面的发展阶段进行了评估与预测，深度剖析了我国与美国等国之间在技术创新、科技布局、产业规模、技术进步等方面的差距。
基于这些结论，本文提出了几点建议。首先，要强化基础研究，加大对基础研究长期稳定的支持力度，同时引导企业增加基础研究投入，提高我国基础研究水平和源头创新能力。
其次，要推动应用研究与基础研究的融合贯通，坚持问题导向、目标导向，设立重大科技计划项目，支持设立联合攻关团队（校企联合或校校联合等），或以企业为主导并协调高校和有关科研院所的资源，对有关人工智能的应用技术进行研究开发（委托研究、联合研究等形式）。
此外，还建议要产业化市场化发展，中国目前以高校为主、各自为战的人工智能研发体系不利于中国人工智能产业对前沿技术的把握和整体技术创新水平的进一步提升，也不利于技术的快速转化应用。建议培育一批技术先进、世界领先的企业，并带动产业上下游协同发展，形成持续创新能力、技术全球领先的产业集群。
最后，要完善技术创新机制，应鼓励企业培育和引进掌握关键核心技术的科技领军人才和团队，为产业发展提供智力支持；建立综合的关键核心技术突破与创新机制，将短期与中长期科技积累相结合，建立国家基础研究、产业科技等方面的公私结合的综合创新体系，将产业发展创新需求、国家战略创新需求、科研好奇创新需求等三大方面的创新动力综合起来，并重结合，实现“远水”和“近渴”的融合。
综上所述，通过实施这些建议，我国在人工智能技术创新方面可以进一步提升自身的科技水平和创新能力，缩小与美国等发达国家的差距，加速我国在人工智能领域的发展进程。
原文来源：王山，陈昌兵．中美人工智能技术创新的动态比较——基于人工智能技术创新大数据的多Ｓ曲线模型分析［Ｊ／ＯＬ］．北京工业大学学报（社会科学版）。（因篇幅原因，本文有部分删减）
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发展人工智能 需要经历的三个重要阶段
其实，人工智能经历的这六十多年，都有一个很明显的规律。我认为，这个规律就是人工智能在发展过程中必须经历的三个阶段。现如今，人工智能的浪潮越来越热，技术也越来越强大，对于人工智能这个词相信大家已经耳熟能详了。人工智能从1956年被提出之后，经过岁月的变迁，从提出到发展到如今已经有了62年的历史，这期间积累的人工智能技术和人才，可以说都是在为了我们现在的高科技产品、人工智能产品实现落地，以及实现这些产品应用在日常生活场景中奠定基础。但其实，人工智能从一开始的提出到现在的发展，经历的这六十多年，都有一个很明显的规律，或者说这个规律其实是人工智能在发展途中所需要经历的。我认为，这个规律就是人工智能在发展过程中必须经历的三个阶段。
那么，这三个阶段分别是什么呢?
第一阶段
首先是第一阶，我认为第一阶段是运算智能阶段，也就是在最开始诞生基础理论的阶段，为什么这么说呢，因为第一个阶段，也就是这个阶段奠定了人工智能技术发展的基本规则。并且，在这个阶段的人工智能，具备了存储和运算的能力，而且也拥有了最基本的开发工具，为我们后面的人工智能研究提供了条件，毕竟没有工具，一切都是徒然。除此之外，这个最基本的开发工具也为后来人们升级更好的工具开创了良好的条件。在基础算法和原始开发工具的加持下，人们对于人工智能的研究产生了极大的动力，并且对算法程序和语言开发投入了极大的热情，也正因为如此，这第一个阶段就给人工智能的发展带来了第一波的高潮，大家争先恐后抢占研发，为日后人工智能技术的迭代更新打下了非常重要的基础。
所以这第一个阶段就是集中诞生基础理论的阶段，也是为人工智能的未来打基础的阶段，也是非常重要的一个阶段。
第二阶段
那第一阶段谈理论打基础，那么第二阶段会是什么呢?其实很好猜也很好理解，第二个阶段就是人工智能技术要更新迭代进步的阶段。在这个阶段。由于前个阶段人们研究人工智能所打下的基础，使得现在可以获得和分析的数据飞速增长，经过也一遍一遍的数据分析与研究，认人工智能的超级大规模运算成为了可能，不再存在于幻想中。不过运算的结果是相互的，由于需要不断的运算，那么人们所需要的数据也要非常多，这就倒过来让人们被迫的加速对数据的采集，由于数据过多过杂，也让人们学会了对数据的清洗，同时也增加了对经验的积累。光有数据不行，于是人们也开始研究起硬件来，并将数据转移到硬件上，这一举措使得相应的软硬件基础设施得到了快速的发展，再通过这些基础设施，反过来又带动了大数据行业的蓬勃发展。
如果说第一阶段是因为对人工智能的一时兴起，而带来了第一波高潮，但是原来第一阶段的人们可能不研究人工智能了，那么这第二阶段的高潮，可以说是大企业带来的，大企业在这个阶段发挥出了规模优势，是推动人工智能发展第二波高潮的主要力量，同时也是动力。所以第二阶段也可以叫可以说是感知智能阶段。
第三阶段
前面两个阶段，可以简单的理解为起源和发展，那么到了第三阶段，目标就很明显了。经过第一阶段和第二阶段的研究与进步，到了第三阶段自然就是要对前两个阶段的东西进行实际落地应用，毕竟研究了许久，为的就是这一刻。随着人工智能技术的发展和数据积累，相信大部分行业会逐渐发现人工智能技术好像到达了天花板，短期之内无法再通过研究加强人工智能，于是企业便把目标转向人工智能深入到具体应用上。所以在第三阶段，数据分布的情境化特性使得人工智能在特定情境下的垂直发展成为了可能。
那么还有第四阶段吗?目前来看是没有的，我们需要克服目前第三阶段的困难才能前进。企业们要挖掘人工智能在实际场景中应用的可能性，让机器具备能理解思考、像人一样能够学习和推理的能力。所以，我们可以看见目前有越来越多基于人工智能的科技产品诞生，例如它不仅能下围棋，还可以当医生、当老师，甚至做律师，可以在很多方面，不光从是代替人类做简单重复的机械式体力劳动，还可以替代人类很多纷繁复杂的脑力劳动，释放出人类更聪明的智慧和灵感。所以第三阶段也叫实际场景应用阶段，当然，也可以以人工智能的角度来看，那就是认知智能阶段，这里的认知智能，意思是让人工智能去学习、学会像人类一样的思考，具有自己认知的能力。
当然，随着人工智能在三个阶段里不断的完善发展，目前各个行业基本都会有人工智能的影子在，相信大家也都有接触过，那么这里我们就来举几个人工智能在部分行业的应用。
人工智能应用场景举例
比如智能家居，想必也是大家听到最多的一个词，智能家居是以住宅为平台，基于物联网技术，由硬件、软件系统、云计算平台构成的一个家居生态圈，其中包括家居生活中多种产品，涵盖多个家庭生活场景。虽然大家听到非常多的智能家居，但是呢，我国智能家居市场其实正在处于启动阶段，尚未进入爆发期，而且产品渗透率较低，并不是大家想象的那般已经非常普及了，但是可以想象，人工智能技术肯定会为智能家居行业带来颠覆性的突破。
再例如智能安防，不要以为安防与我们无关，这其实是错的。安防在我们的身边到处都是，但是安防为什么能和人工智能扯上关系呢?那是因为随着物联网技术的发展，传统简单被动的安防形式已无法满足日常多样化的生活和工作场景，比如现在越来越高明的骗术和利用高科技偷窃等，与其被动，不如我们主动防护，所以在大数据、人工智能等技术的带动下，安防向城市化、综合化、主动安防方向发展，智能安防成为当前发展的主流趋势，其应用覆盖了金融、交通、教育等行业，囊括银行机构、政府、学校、家庭等场所。把安防赋予人工智能的强大能力，让我们能够持续的在安全环境中生活。
人工智能的未来展望
总的来说，依据人工智能这几十年的发展规律，是完全符合那三个阶段的。当前，人工智能可以说是非常的火爆，就比如现在正在举办的2021世界人工智能大会，在大会上就出现了非常非常多的优秀的人工智能实际落地场景，可谓是百花齐放。最后说回我们国内，单纯看我们国内的话，其实还是处于第二阶段的，也就是还处在成长期。因为目前人工智能在技术、应用、安全、隐私以及道德伦理等方面，还有不少问题需要不断完善。
人工智能的发展是为了满足人民的美好生活，工具为人服务，人工智能是人创造的，也必须为人服务，要有利于维护社会公平正义，解决发展不平衡、不充分的问题，推动全体人民的共同富裕、共同发展。未来，希望各大企业都可以围绕着“满足人民的美好生活”为目标，不断的在人工智能里深入研究，并基于人工智能开发出为人民服务的实用工具，早日解决发展不平衡、不充分的问题，推动全体人民的共同富裕、共同发展。