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普华永道周伟然:人工智能未来发展5个趋势值得关注 人工智能未来发展前景展望

普华永道周伟然:人工智能未来发展5个趋势值得关注

中国日报网6月25日电 6月24日,第六届世界智能大会“云端”开幕,普华永道全球科技、媒体及通信行业主管合伙人周伟然(WilsonChow)在中国日报“新时代大讲堂”上介绍了普华永道关于人工智能发展的预测调查报告,报告总结了人工智能未来发展5个趋势。

普华永道全球科技、媒体及通信行业主管合伙人周伟然

周伟然说:“我们预测的第一个趋势是:不确定性是不存在的。各个企业都在加大对人工智能的投入力度,在新冠肺炎疫情暴发之后,有超过50%的受访者表示其所在企业加快了人工智能落地计划,有86%的受访者表示,人工智能将在2021年成为他们公司的"主流技术"。人工智能也带来了实实在在的好处,比如收入增长、决策优化和客户体验提升。企业通过推进人才与数据的良性循环,不断升级系统和建强队伍,使人工智能领域投入效用最大化。”

周伟然称普华永道预测的第二个趋势是:把人工智能变成你的战略盟友。获得投资回报的最快方式是运用人工智能的高级自动化功能来提高效率和生产率。在普华永道的调查中,有58%的受访者表示其公司增加了对人工智能的投入,来辅助人力资源规划。48%表示其公司增加了对人工智能的投入,来优化仿真建模,提高供应链韧性。43%表示其公司增加了对人工智能的投入,来优化情景规划。42%表示其公司增加了对人工智能的投入,以辅助需求预测,通过进行这些投入,公司把人工智能变成了它的一个战略盟友。以数据推动战略决策,做好人工智能战略投资。

普华永道全球科技、媒体及通信行业主管合伙人周伟然

周伟然表示普华永道预测的第三个趋势是:从觉察风险到抵御风险。大多数公司都对人工智能的相关风险有所了解,但却并没有采取行动去降低这些风险。当被问及在人工智能应用方面的三大优先发展方向时,受访者的首选是开发有助于保护隐私,提高可解释性、改善偏差检测和提升治理水平的负责任的人工智能工具。但在谈及行动时,只有少数公司践行了这些计划。遵循人工智能伦理是降低人工智能风险的唯一方法,把伦理道德规范融入企业运营,企业使用人工智能的方式须体现企业的价值观。

周伟然指出普华永道预测的第四个趋势是:超越技能提升。据预测,从长远看,人工智能的应用能够带来就业净增长,但是它所带来的工作和过去的工作是不同的,企业领导需要重新评估他们未来对人力资源的确切需求。建立人工智能文化,招聘专业人才,提升员工人工智能素养。

周伟然说普华永道预测的第五个趋势是:模型的改进不会终止。人工智能的应用对整个企业都会产生影响。企业需要进行重组,并视需要开展协作,整合人工智能、分析和自动化部门,从效率出发强化企业组织效能。

周伟然表示,金融服务,消费品营销,医疗保健,交通出行,电子商务和餐饮这几个行业和领域可以从人工智能的应用中快速获益。

6月24日,第六届世界智能大会“云端”开幕,作为大会重要内容之一,中国日报社与中共天津市委宣传部联合举办了以“智能新时代:数字赋能智赢未来”为主题的“新时代大讲堂”,普华永道全球科技、媒体及通信行业主管合伙人周伟然(WilsonChow)作为嘉宾发表演讲。

【责任编辑:党超峰】

人工智能技术:未来的发展趋势和应用前景

人工智能技术已经成为了当今最热门的话题之一。人工智能技术的应用范围越来越广泛,从智能家居到智能医疗,从智能交通到智能金融,无所不包。那么,人工智能技术的未来发展趋势和应用前景又是怎样的呢?

一、人工智能技术的未来发展趋势

1.智能化和自动化水平不断提高

随着人工智能技术的不断发展,智能化和自动化水平也在不断提高。未来,人工智能技术将会更加智能化和自动化,从而更好地满足人们的需求。

2.人机协同和智能化管理成为主流

未来,人机协同和智能化管理将成为主流。人们将会更加依赖人工智能技术来完成各种任务,从而提高工作效率和生活质量。

3.人工智能技术与其他技术的融合

未来,人工智能技术将会与其他技术进行融合,从而创造出更加智能化和高效的解决方案。例如,人工智能技术与大数据、云计算、物联网等技术的融合,将会创造出更加智能化和高效的解决方案。

二、人工智能技术的应用前景

1.智能家居

未来,智能家居将会成为人工智能技术的一个重要应用领域。人们可以通过智能家居系统来控制家中的各种设备,从而提高生活质量。

2.智能医疗

未来,智能医疗将会成为人工智能技术的另一个重要应用领域。人们可以通过智能医疗系统来进行健康管理和疾病预防,从而提高健康水平。

3.智能交通

未来,智能交通将会成为人工智能技术的另一个重要应用领域。人们可以通过智能交通系统来提高交通效率和安全性,从而改善城市交通状况。

4.智能金融

未来,智能金融将会成为人工智能技术的另一个重要应用领域。人们可以通过智能金融系统来进行投资和理财,从而提高财务管理水平。

人工智能技术的未来发展趋势和应用前景是非常广阔的。我们相信,在不久的将来,人工智能技术将会成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。

本文来源:http://www.gkzdhsc.com

人工智能的历史、现状和未来

2018年2月25日,在平昌冬奥会闭幕式“北京8分钟”表演中,由沈阳新松机器人自动化股份有限公司研发的智能移动机器人与轮滑演员进行表演。新华社记者李钢/摄

2018年5月3日,中国科学院发布国内首款云端人工智能芯片,理论峰值速度达每秒128万亿次定点运算,达到世界先进水平。新华社记者金立旺/摄

2017年10月,在沙特阿拉伯首都利雅得举行的“未来投资倡议”大会上,机器人索菲亚被授予沙特公民身份,她也因此成为全球首个获得公民身份的机器人。图为2018年7月10日,在香港会展中心,机器人索菲亚亮相主舞台。ISAACLAWRENCE/视觉中国

2018年11月22日,在“伟大的变革——庆祝改革开放40周年大型展览”上,第三代国产骨科手术机器人“天玑”正在模拟做手术,它是国际上首个适应症覆盖脊柱全节段和骨盆髋臼手术的骨科机器人,性能指标达到国际领先水平。麦田/视觉中国

如同蒸汽时代的蒸汽机、电气时代的发电机、信息时代的计算机和互联网,人工智能正成为推动人类进入智能时代的决定性力量。全球产业界充分认识到人工智能技术引领新一轮产业变革的重大意义,纷纷转型发展,抢滩布局人工智能创新生态。世界主要发达国家均把发展人工智能作为提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略,力图在国际科技竞争中掌握主导权。习近平总书记在十九届中央政治局第九次集体学习时深刻指出,加快发展新一代人工智能是事关我国能否抓住新一轮科技革命和产业变革机遇的战略问题。错失一个机遇,就有可能错过整整一个时代。新一轮科技革命与产业变革已曙光可见,在这场关乎前途命运的大赛场上,我们必须抢抓机遇、奋起直追、力争超越。

概念与历程

了解人工智能向何处去,首先要知道人工智能从何处来。1956年夏,麦卡锡、明斯基等科学家在美国达特茅斯学院开会研讨“如何用机器模拟人的智能”,首次提出“人工智能(ArtificialIntelligence,简称AI)”这一概念,标志着人工智能学科的诞生。

人工智能是研究开发能够模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学,研究目的是促使智能机器会听(语音识别、机器翻译等)、会看(图像识别、文字识别等)、会说(语音合成、人机对话等)、会思考(人机对弈、定理证明等)、会学习(机器学习、知识表示等)、会行动(机器人、自动驾驶汽车等)。

人工智能充满未知的探索道路曲折起伏。如何描述人工智能自1956年以来60余年的发展历程,学术界可谓仁者见仁、智者见智。我们将人工智能的发展历程划分为以下6个阶段:

一是起步发展期:1956年—20世纪60年代初。人工智能概念提出后,相继取得了一批令人瞩目的研究成果,如机器定理证明、跳棋程序等,掀起人工智能发展的第一个高潮。

二是反思发展期:20世纪60年代—70年代初。人工智能发展初期的突破性进展大大提升了人们对人工智能的期望,人们开始尝试更具挑战性的任务,并提出了一些不切实际的研发目标。然而,接二连三的失败和预期目标的落空(例如,无法用机器证明两个连续函数之和还是连续函数、机器翻译闹出笑话等),使人工智能的发展走入低谷。

三是应用发展期:20世纪70年代初—80年代中。20世纪70年代出现的专家系统模拟人类专家的知识和经验解决特定领域的问题,实现了人工智能从理论研究走向实际应用、从一般推理策略探讨转向运用专门知识的重大突破。专家系统在医疗、化学、地质等领域取得成功,推动人工智能走入应用发展的新高潮。

四是低迷发展期:20世纪80年代中—90年代中。随着人工智能的应用规模不断扩大,专家系统存在的应用领域狭窄、缺乏常识性知识、知识获取困难、推理方法单一、缺乏分布式功能、难以与现有数据库兼容等问题逐渐暴露出来。

五是稳步发展期:20世纪90年代中—2010年。由于网络技术特别是互联网技术的发展,加速了人工智能的创新研究,促使人工智能技术进一步走向实用化。1997年国际商业机器公司(简称IBM)深蓝超级计算机战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫,2008年IBM提出“智慧地球”的概念。以上都是这一时期的标志性事件。

六是蓬勃发展期:2011年至今。随着大数据、云计算、互联网、物联网等信息技术的发展,泛在感知数据和图形处理器等计算平台推动以深度神经网络为代表的人工智能技术飞速发展,大幅跨越了科学与应用之间的“技术鸿沟”,诸如图像分类、语音识别、知识问答、人机对弈、无人驾驶等人工智能技术实现了从“不能用、不好用”到“可以用”的技术突破,迎来爆发式增长的新高潮。

现状与影响

对于人工智能的发展现状,社会上存在一些“炒作”。比如说,认为人工智能系统的智能水平即将全面超越人类水平、30年内机器人将统治世界、人类将成为人工智能的奴隶,等等。这些有意无意的“炒作”和错误认识会给人工智能的发展带来不利影响。因此,制定人工智能发展的战略、方针和政策,首先要准确把握人工智能技术和产业发展的现状。

专用人工智能取得重要突破。从可应用性看,人工智能大体可分为专用人工智能和通用人工智能。面向特定任务(比如下围棋)的专用人工智能系统由于任务单一、需求明确、应用边界清晰、领域知识丰富、建模相对简单,形成了人工智能领域的单点突破,在局部智能水平的单项测试中可以超越人类智能。人工智能的近期进展主要集中在专用智能领域。例如,阿尔法狗(AlphaGo)在围棋比赛中战胜人类冠军,人工智能程序在大规模图像识别和人脸识别中达到了超越人类的水平,人工智能系统诊断皮肤癌达到专业医生水平。

通用人工智能尚处于起步阶段。人的大脑是一个通用的智能系统,能举一反三、融会贯通,可处理视觉、听觉、判断、推理、学习、思考、规划、设计等各类问题,可谓“一脑万用”。真正意义上完备的人工智能系统应该是一个通用的智能系统。目前,虽然专用人工智能领域已取得突破性进展,但是通用人工智能领域的研究与应用仍然任重而道远,人工智能总体发展水平仍处于起步阶段。当前的人工智能系统在信息感知、机器学习等“浅层智能”方面进步显著,但是在概念抽象和推理决策等“深层智能”方面的能力还很薄弱。总体上看,目前的人工智能系统可谓有智能没智慧、有智商没情商、会计算不会“算计”、有专才而无通才。因此,人工智能依旧存在明显的局限性,依然还有很多“不能”,与人类智慧还相差甚远。

人工智能创新创业如火如荼。全球产业界充分认识到人工智能技术引领新一轮产业变革的重大意义,纷纷调整发展战略。比如,谷歌在其2017年年度开发者大会上明确提出发展战略从“移动优先”转向“人工智能优先”,微软2017财年年报首次将人工智能作为公司发展愿景。人工智能领域处于创新创业的前沿。麦肯锡公司报告指出,2016年全球人工智能研发投入超300亿美元并处于高速增长阶段;全球知名风投调研机构CBInsights报告显示,2017年全球新成立人工智能创业公司1100家,人工智能领域共获得投资152亿美元,同比增长141%。

创新生态布局成为人工智能产业发展的战略高地。信息技术和产业的发展史,就是新老信息产业巨头抢滩布局信息产业创新生态的更替史。例如,传统信息产业代表企业有微软、英特尔、IBM、甲骨文等,互联网和移动互联网时代信息产业代表企业有谷歌、苹果、脸书、亚马逊、阿里巴巴、腾讯、百度等。人工智能创新生态包括纵向的数据平台、开源算法、计算芯片、基础软件、图形处理器等技术生态系统和横向的智能制造、智能医疗、智能安防、智能零售、智能家居等商业和应用生态系统。目前智能科技时代的信息产业格局还没有形成垄断,因此全球科技产业巨头都在积极推动人工智能技术生态的研发布局,全力抢占人工智能相关产业的制高点。

人工智能的社会影响日益凸显。一方面,人工智能作为新一轮科技革命和产业变革的核心力量,正在推动传统产业升级换代,驱动“无人经济”快速发展,在智能交通、智能家居、智能医疗等民生领域产生积极正面影响。另一方面,个人信息和隐私保护、人工智能创作内容的知识产权、人工智能系统可能存在的歧视和偏见、无人驾驶系统的交通法规、脑机接口和人机共生的科技伦理等问题已经显现出来,需要抓紧提供解决方案。

趋势与展望

经过60多年的发展,人工智能在算法、算力(计算能力)和算料(数据)等“三算”方面取得了重要突破,正处于从“不能用”到“可以用”的技术拐点,但是距离“很好用”还有诸多瓶颈。那么在可以预见的未来,人工智能发展将会出现怎样的趋势与特征呢?

从专用智能向通用智能发展。如何实现从专用人工智能向通用人工智能的跨越式发展,既是下一代人工智能发展的必然趋势,也是研究与应用领域的重大挑战。2016年10月,美国国家科学技术委员会发布《国家人工智能研究与发展战略计划》,提出在美国的人工智能中长期发展策略中要着重研究通用人工智能。阿尔法狗系统开发团队创始人戴密斯·哈萨比斯提出朝着“创造解决世界上一切问题的通用人工智能”这一目标前进。微软在2017年成立了通用人工智能实验室,众多感知、学习、推理、自然语言理解等方面的科学家参与其中。

从人工智能向人机混合智能发展。借鉴脑科学和认知科学的研究成果是人工智能的一个重要研究方向。人机混合智能旨在将人的作用或认知模型引入到人工智能系统中,提升人工智能系统的性能,使人工智能成为人类智能的自然延伸和拓展,通过人机协同更加高效地解决复杂问题。在我国新一代人工智能规划和美国脑计划中,人机混合智能都是重要的研发方向。

从“人工+智能”向自主智能系统发展。当前人工智能领域的大量研究集中在深度学习,但是深度学习的局限是需要大量人工干预,比如人工设计深度神经网络模型、人工设定应用场景、人工采集和标注大量训练数据、用户需要人工适配智能系统等,非常费时费力。因此,科研人员开始关注减少人工干预的自主智能方法,提高机器智能对环境的自主学习能力。例如阿尔法狗系统的后续版本阿尔法元从零开始,通过自我对弈强化学习实现围棋、国际象棋、日本将棋的“通用棋类人工智能”。在人工智能系统的自动化设计方面,2017年谷歌提出的自动化学习系统(AutoML)试图通过自动创建机器学习系统降低人员成本。

人工智能将加速与其他学科领域交叉渗透。人工智能本身是一门综合性的前沿学科和高度交叉的复合型学科,研究范畴广泛而又异常复杂,其发展需要与计算机科学、数学、认知科学、神经科学和社会科学等学科深度融合。随着超分辨率光学成像、光遗传学调控、透明脑、体细胞克隆等技术的突破,脑与认知科学的发展开启了新时代,能够大规模、更精细解析智力的神经环路基础和机制,人工智能将进入生物启发的智能阶段,依赖于生物学、脑科学、生命科学和心理学等学科的发现,将机理变为可计算的模型,同时人工智能也会促进脑科学、认知科学、生命科学甚至化学、物理、天文学等传统科学的发展。

人工智能产业将蓬勃发展。随着人工智能技术的进一步成熟以及政府和产业界投入的日益增长,人工智能应用的云端化将不断加速,全球人工智能产业规模在未来10年将进入高速增长期。例如,2016年9月,咨询公司埃森哲发布报告指出,人工智能技术的应用将为经济发展注入新动力,可在现有基础上将劳动生产率提高40%;到2035年,美、日、英、德、法等12个发达国家的年均经济增长率可以翻一番。2018年麦肯锡公司的研究报告预测,到2030年,约70%的公司将采用至少一种形式的人工智能,人工智能新增经济规模将达到13万亿美元。

人工智能将推动人类进入普惠型智能社会。“人工智能+X”的创新模式将随着技术和产业的发展日趋成熟,对生产力和产业结构产生革命性影响,并推动人类进入普惠型智能社会。2017年国际数据公司IDC在《信息流引领人工智能新时代》白皮书中指出,未来5年人工智能将提升各行业运转效率。我国经济社会转型升级对人工智能有重大需求,在消费场景和行业应用的需求牵引下,需要打破人工智能的感知瓶颈、交互瓶颈和决策瓶颈,促进人工智能技术与社会各行各业的融合提升,建设若干标杆性的应用场景创新,实现低成本、高效益、广范围的普惠型智能社会。

人工智能领域的国际竞争将日益激烈。当前,人工智能领域的国际竞赛已经拉开帷幕,并且将日趋白热化。2018年4月,欧盟委员会计划2018—2020年在人工智能领域投资240亿美元;法国总统在2018年5月宣布《法国人工智能战略》,目的是迎接人工智能发展的新时代,使法国成为人工智能强国;2018年6月,日本《未来投资战略2018》重点推动物联网建设和人工智能的应用。世界军事强国也已逐步形成以加速发展智能化武器装备为核心的竞争态势,例如美国特朗普政府发布的首份《国防战略》报告即谋求通过人工智能等技术创新保持军事优势,确保美国打赢未来战争;俄罗斯2017年提出军工拥抱“智能化”,让导弹和无人机这样的“传统”兵器威力倍增。

人工智能的社会学将提上议程。为了确保人工智能的健康可持续发展,使其发展成果造福于民,需要从社会学的角度系统全面地研究人工智能对人类社会的影响,制定完善人工智能法律法规,规避可能的风险。2017年9月,联合国犯罪和司法研究所(UNICRI)决定在海牙成立第一个联合国人工智能和机器人中心,规范人工智能的发展。美国白宫多次组织人工智能领域法律法规问题的研讨会、咨询会。特斯拉等产业巨头牵头成立OpenAI等机构,旨在“以有利于整个人类的方式促进和发展友好的人工智能”。

态势与思考

当前,我国人工智能发展的总体态势良好。但是我们也要清醒看到,我国人工智能发展存在过热和泡沫化风险,特别在基础研究、技术体系、应用生态、创新人才、法律规范等方面仍然存在不少值得重视的问题。总体而言,我国人工智能发展现状可以用“高度重视,态势喜人,差距不小,前景看好”来概括。

高度重视。党中央、国务院高度重视并大力支持发展人工智能。习近平总书记在党的十九大、2018年两院院士大会、全国网络安全和信息化工作会议、十九届中央政治局第九次集体学习等场合多次强调要加快推进新一代人工智能的发展。2017年7月,国务院发布《新一代人工智能发展规划》,将新一代人工智能放在国家战略层面进行部署,描绘了面向2030年的我国人工智能发展路线图,旨在构筑人工智能先发优势,把握新一轮科技革命战略主动。国家发改委、工信部、科技部、教育部等国家部委和北京、上海、广东、江苏、浙江等地方政府都推出了发展人工智能的鼓励政策。

态势喜人。据清华大学发布的《中国人工智能发展报告2018》统计,我国已成为全球人工智能投融资规模最大的国家,我国人工智能企业在人脸识别、语音识别、安防监控、智能音箱、智能家居等人工智能应用领域处于国际前列。根据2017年爱思唯尔文献数据库统计结果,我国在人工智能领域发表的论文数量已居世界第一。近两年,中国科学院大学、清华大学、北京大学等高校纷纷成立人工智能学院,2015年开始的中国人工智能大会已连续成功召开四届并且规模不断扩大。总体来说,我国人工智能领域的创新创业、教育科研活动非常活跃。

差距不小。目前我国在人工智能前沿理论创新方面总体上尚处于“跟跑”地位,大部分创新偏重于技术应用,在基础研究、原创成果、顶尖人才、技术生态、基础平台、标准规范等方面距离世界领先水平还存在明显差距。在全球人工智能人才700强中,中国虽然入选人数名列第二,但远远低于约占总量一半的美国。2018年市场研究顾问公司CompassIntelligence对全球100多家人工智能计算芯片企业进行了排名,我国没有一家企业进入前十。另外,我国人工智能开源社区和技术生态布局相对滞后,技术平台建设力度有待加强,国际影响力有待提高。我国参与制定人工智能国际标准的积极性和力度不够,国内标准制定和实施也较为滞后。我国对人工智能可能产生的社会影响还缺少深度分析,制定完善人工智能相关法律法规的进程需要加快。

前景看好。我国发展人工智能具有市场规模、应用场景、数据资源、人力资源、智能手机普及、资金投入、国家政策支持等多方面的综合优势,人工智能发展前景看好。全球顶尖管理咨询公司埃森哲于2017年发布的《人工智能:助力中国经济增长》报告显示,到2035年人工智能有望推动中国劳动生产率提高27%。我国发布的《新一代人工智能发展规划》提出,到2030年人工智能核心产业规模超过1万亿元,带动相关产业规模超过10万亿元。在我国未来的发展征程中,“智能红利”将有望弥补人口红利的不足。

当前是我国加强人工智能布局、收获人工智能红利、引领智能时代的重大历史机遇期,如何在人工智能蓬勃发展的浪潮中选择好中国路径、抢抓中国机遇、展现中国智慧等,需要深入思考。

树立理性务实的发展理念。任何事物的发展不可能一直处于高位,有高潮必有低谷,这是客观规律。实现机器在任意现实环境的自主智能和通用智能,仍然需要中长期理论和技术积累,并且人工智能对工业、交通、医疗等传统领域的渗透和融合是个长期过程,很难一蹴而就。因此,发展人工智能要充分考虑到人工智能技术的局限性,充分认识到人工智能重塑传统产业的长期性和艰巨性,理性分析人工智能发展需求,理性设定人工智能发展目标,理性选择人工智能发展路径,务实推进人工智能发展举措,只有这样才能确保人工智能健康可持续发展。

重视固本强基的原创研究。人工智能前沿基础理论是人工智能技术突破、行业革新、产业化推进的基石。面临发展的临界点,要想取得最终的话语权,必须在人工智能基础理论和前沿技术方面取得重大突破。我们要按照习近平总书记提出的支持科学家勇闯人工智能科技前沿“无人区”的要求,努力在人工智能发展方向和理论、方法、工具、系统等方面取得变革性、颠覆性突破,形成具有国际影响力的人工智能原创理论体系,为构建我国自主可控的人工智能技术创新生态提供领先跨越的理论支撑。

构建自主可控的创新生态。我国人工智能开源社区和技术创新生态布局相对滞后,技术平台建设力度有待加强。我们要以问题为导向,主攻关键核心技术,加快建立新一代人工智能关键共性技术体系,全面增强人工智能科技创新能力,确保人工智能关键核心技术牢牢掌握在自己手里。要着力防范人工智能时代“空心化”风险,系统布局并重点发展人工智能领域的“新核高基”:“新”指新型开放创新生态,如产学研融合等;“核”指核心关键技术与器件,如先进机器学习技术、鲁棒模式识别技术、低功耗智能计算芯片等;“高”指高端综合应用系统与平台,如机器学习软硬件平台、大型数据平台等;“基”指具有重大原创意义和技术带动性的基础理论与方法,如脑机接口、类脑智能等。同时,我们要重视人工智能技术标准的建设、产品性能与系统安全的测试。特别是我国在人工智能技术应用方面走在世界前列,在人工智能国际标准制定方面应当掌握话语权,并通过实施标准加速人工智能驱动经济社会转型升级的进程。

推动共担共享的全球治理。目前看,发达国家通过人工智能技术创新掌控了产业链上游资源,难以逾越的技术鸿沟和产业壁垒有可能进一步拉大发达国家和发展中国家的生产力发展水平差距。在发展中国家中,我国有望成为全球人工智能竞争中的领跑者,应布局构建开放共享、质优价廉、普惠全球的人工智能技术和应用平台,配合“一带一路”建设,让“智能红利”助推共建人类命运共同体。

作者:中央人民政府驻香港特别行政区联络办公室副主任、中国科学院院士

2023人工智能教育蓝皮书:现状、挑战与发展建议|附下载

周丹腾讯青少年人工智能教育负责人

吴朋阳腾讯研究院智慧产业研究中心主任

人工智能作为新一轮科技革命和产业革命的重要驱动力量,正在深刻改变人们的生活、工作和教育学习方式,人工智能技术越来越多地应用在教学管理的各个环节,人工智能课程也逐渐成为中小学阶段的重要教学内容之一。

为贯彻落实《中国教育现代化2035》,更全面地调研我国中小学人工智能课程教学和技术赋能教育的现状,腾讯研究院联合华东师范大学、中国教育科学研究院开展全国人工智能教育现状调研,编写了《2022人工智能教育蓝皮书》,旨在为未来中小学人工智能教育落地提供有效路径参考。

本次蓝皮书面向全国25个省市的中小学校长、教师和学生进行问卷抽样调查,从2021年9月至10月获得有效问卷总计超过19万份,样本量较为充分。蓝皮书从人工智能教育的定义及应用比较、人工智能赋能教育的技术应用情况、人工智能课程的教学设置及师资实践等维度,通过不同地区校长、教师和学生不同视角的比较研究,反映出当下人工智能教育的现状及挑战,并对未来发展给出建设性建议。(文末提供本报告电子版和纸质版的获取方式)

人工智能教育的内涵和关键词

教育学者从不同的视角和层次出发,按照观点内容的指向性,将人工智能教育的内涵分为三大类:第一类是工具,人工智能教育即人工智能赋能教育,主要指向人工智能的应用层面,支持教、学、管、评等教育活动的技术手段,利用智能工具对教育系统各要素进行自动分析,支持规模化教学与个性化学习,加快人才培养模式和教学方法的改革。第二类是内容,人工智能教育即人工智能课程教学,以人工智能为学习内容的教育,包括人工智能知识教育、应用能力教育和情意教育等,是提升个体人工智能素养的泛学科性教育。第三类是工具与内容的组合,将以上两类观点进行整合,实现学习层面与应用层面的统一与融合。

图1人工智能教育的分类

工具:

人工智能赋能教育的重要发现

1.学校信息化智能系统建设仍处于“重硬轻软”阶段。受访学校的信息化硬件设备总体情况较好,并配备了一定数量的智能设备,但是人工智能技术教育应用的相关软件系统还较为欠缺。

图2学校所拥有的人工智能软硬件教育装备情况(N=1423)

图3学校在课堂教学中应用人工智能技术的情况(N=1423)

2.学校管理层愿意推进人工智能教学应用,同时对系统安全诉求强烈。受访校长对人工智能技术在学校管理方面的应用满意度较高,并且愿意继续推进人工智能技术在学校中的进一步应用;学校都愿意通过设立“教学服务团队”、“邀请人工智能专家提供指导”等渠道为人工智能在教育方面的应用提供支持;校长们还认为教师最需要的外部支持是为教师创造在教学中使用人工智能产品的文化氛围、配置成熟的人工智能教学应用产品、增加教师在教学中使用人工智能产品的激励机制。由于人工智能技术在教育应用中可能导致师生的个人信息泄露或被监视等问题,因而校长对搭建校园安全预警防范系统的态度较为强烈。

图4校长对人工智能技术在学校管理应用的满意度情况(N=1423)

3.教师整体认可人工智能教学工具的价值,但也受阻于相关产品的不成熟和系统培训的缺乏。受访教师对人工智能在教学中的应用较为满意,认为在教学中应用人工智能技术可以提高他们的教学自信心,但同时也反映在操作人工智能产品中遇到困难的问题。教师认为最阻碍在教学中有效应用人工智能技术的因素是缺乏成熟的智能产品以及配套的资源与服务,其次是中小学中缺乏对一线教师进行人工智能相关课程的系统培训。

图5教师应用人工智能技术的阻碍因素(N=26806)

4.学生普遍愿意使用人工智能学习工具,希望获得个性化评估与辅导。大部分受访学生都对人工智能教育持有积极的态度,愿意使用人工智能学习工具,并认为使用人工智能技术会促进学习。仅有不到一半的受访学生使用过人工智能学习工具辅助学习,使用过的学生则都能够利用人工智能学习工具自主获取所需要的学习资源,实现学习方式的多样化。

图6学生使用人工智能学习工具的类型(N=54684)

大部分受访学生认为,智能评价系统从不同角度分析学习数据,能精准反映实际学习情况,对学习有很大帮助,并期望智能学习工具能够基于问题给予学生详细的解析思路和过程,在此基础上配备相应的讲解视频,全方位多角度地对学生进行有针对性的辅导。

图7学生期望的智能学习工具(N=46462)

内容:

人工智能课程教学的重要发现

1.政府拨款采购是人工智能课程资源配置的主要方式。受访学校拥有的智能技术硬件设备或软件设施等资源,超过半数以上是通过“政府拨款采购”的方式获取的,这表明在人工智能进入中小学的过程中,政府发挥着重要的作用,为课程资源的配置提供坚实的政策和资金支持。

图8人工智能课程资源获取途径(N=1423)

2.学校管理层普遍积极推进人工智能课程,教师能力培养和课程体系完善是当务之急。对于中小学人工智能课程的发展前景,大多数的受访校长保持积极的态度,认为人工智能课程具有光明的应用前景。超半数的受访学校已经开设或正在筹备人工智能教育教学活动,聚焦人工智能课程的教师培养、课程规划以及硬件设备、设施环境等。

图9人工智能教育教学活动的开展情况(N=1423)

图10学校开展人工智能课程建设的主要工作类型(N=838)

3.人工智能课程的教师数量较少,大部分教师认为自身专业知识和能力一般需要进行系统培训。受访的中小学校中,参与人工智能课程教学活动的教师数量较少,专职讲授人工智能课程的教师寥寥无几,大多数受访教师认为自己对于人工智能专业知识和相关工具的掌握程度一般,且开设的人工智能课程尚处于了解与体验阶段,授课时间频率在1周1课时。

图11教师对人工智能相关知识的掌握情况(N=2159)

图12教师开设人工智能课程的阶段(N=2159)

讲授人工智能课程的教师普遍认为,中小学有必要开展与人工智能教学相关的职前培训,仅有三成左右的教师在高等教育阶段接受过人工智能教学培训,且认为培训课程的难易程度适中。

中小学人工智能课程教材的获取途径主要分为两种:直接采购和自主研发;教材的购买主体一般为学校,而教材的开发主体一般为人工智能课程教师,仍有近三分之一的教师表示其所在学校的人工智能课程并没有配备相应的教材资源。

图13人工智能教材资源的配套情况(N=838)

4.学生学习人工智能课程普遍喜欢课外活动、竞赛等多元化的教学方式。大部分受访的学生对自主探究和小组合作的授课形式表示满意,认为项目式的学习方式有益于教学活动的开展,贴近生活的情境学习可以激发他们的学习兴趣,运用人工智能技术解决问题的方法能够提高他们动手实践和创新思维的能力,希望学习人工智能课程可以走出课堂,参加丰富多元的课外活动或竞赛。

图14学生期待的人工智能课程开展形式(N=105955)

地区发展差异分析

1.东部地区学校的信息化基础设施情况和人工智能设施设备情况都是最好的,而东北地区的人工智能系统情况不够乐观,这将导致地区间差异逐渐拉大,更会影响后续人工智能课程的开设与发展。

图15不同地区学校在课堂教学中应用人工智能技术情况

2.东部地区的校长对于人工智能在教育管理上的应用持有赞同态度的比例最高,而东北、中部、西部地区的认同态度比例明显低于东部地区,中部地区最低。

图16不同地区校长对工智能教育管理应用的赞同比例

3.目前各区域人工智能教师培训内容以人工智能教育的理念和理论为主,其中东部地区人工智能教师的培训内容丰富度最高,其他各方面的占比均高于其他地区。

图17不同地区人工智能教师培训内容

4.根据学生使用人工智能工具类型可看出,东部地区中小学生能够自主寻找网络资源满足自己的学习需求,并根据系统的评价与反馈进行自我反思,其信息化素养较高且利用技术解决现有问题的意识也比较强烈,人工智能工具对西部地区中小学生的学习有着更为明显的促进作用。

图18不同地区学生使用人工智能工具情况

5.大部分区域中开设人工智能课程的学校已经具备相关的配套教材资源,其中教材获取途径以学校自主研发为主。

图19不同地区人工智能教材配套情况

6.在“双减”政策下,各区域均考虑开展人工智能课程的课后托管服务,其中中部地区最为突出。

图20不同地区学校考虑开展人工智能课后托管情况

人工智能教育的未来展望

综观人工智能教育发展现状和主要问题,未来发展可从以下几个方面重点考虑:

一是构建公平而有质量的人工智能教育生态系统。人工智能发展带来了社会全方位的变革,也对教育提前布局人力资本提出前所未有的要求。首先,从国家战略的角度要对人工智能教育进行顶层设计,在国家层面制定宏观的规划与方案,再根据地区的差异因地制宜进行调整。其次,国家要大力投资与人工智能教育相关的研究项目,制定高精尖人才培养政策,建设人工智能精英人才库,为人工智能人才提供实践的大舞台。最后,要树立正确的人工智能价值导向,培养人工智能时代具有社会责任感的中国公民,并高度重视人工智能教育发展可能带来的伦理问题,为构建一个和平、包容、稳定的社会做出贡献。人工智能专业人才的培养,不仅依托智能化资源与内在价值认同等基础条件,也需要社会生态与文化情境的有力支撑。

二是提高教师应用人工智能教育技术的能力。未来的课堂,将由人类教师与人工智能教师共同协作承担教学任务,两者各自发挥优势,各司其职。其一,积极开展跨校际、跨区域的教研活动,利用课堂教学智能分析系统,结合不同地区优秀教研员的点评分析,为研修教师提供精准服务,指导、组织、协助研修教师进行深度学习。其二,组织开展人工智能的相关技能培训,转变教师的教学理念,帮助教师精准掌握人工智能的技术,完善学校教师的激励机制,推动教师积极应用人工智能技术开展教学活动,协同实现个性化教育、公平教育与终身教育,促进人的全面发展。

三是推动学校教育评价改革,完善学生评价机制。响应《深化新时代教育评价改革总体方案》中提出的“改进结果评价、强化过程评价、探索增值评价、健全综合评价”、“提升教育评价的科学性、专业性、客观性”的明确要求,一方面,借助大数据、人工智能等技术,以学生在学习过程中的动态数据为基础,实施学习诊断分析,建立围绕学生成长的数据档案,探索各学段学生学习情况的全过程纵向评价。另一方面,优化教育评价方式和转变评价焦点,定期完成核心评价指标的统计和分析,聚焦学生核心素养发展,构建“五育并举”的学生综合素质评价体系,推动德智体美劳全要素的横向评价落地,构建一条完整的人工智能赋能教育领域的清晰路径。

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