人工智能的历史、现状和未来
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)
人工智能赋能实体经济存在的问题与应对
【摘要】面对人工智能的巨大发展潜力及其对未来社会的颠覆性影响,主要国家纷纷出台人工智能发展战略和政策,以期抢占未来产业制高点。但我们应客观看到,当前人工智能发展过程中,存在重复建设严重、核心技术缺乏、人工智能与实体经济融合困难等关键问题,其深层次的原因在于新兴产业的“潮涌现象”、企业投资行为的短期化以及产业知识薄弱的制约。推动人工智能产业更好更快发展,需要产业共性技术、信息基础设施、企业数字化水平和人才供给等多方面的有力支撑。
【关键词】人工智能;赋能;实体经济;产业化
【基金项目】本文系国家社科基金重点课题“‘互联网+’背景下的中国制造业转型升级研究”(项目编号:16AJY011)的阶段性成果。
2006年加拿大计算机科学家杰弗里·辛顿关于“深度信念网络”论文的发表清除了人工智能产业化道路上最后一道路障,互联网产业发展积累的海量数据、云计算提供的低成本算力,再加上以深度学习为代表的算法的革命,推动了人工智能产业驶入快速发展的轨道。面对人工智能的巨大发展潜力及其在产业、社会、国防等方面的颠覆性影响,主要国家纷纷出台人工智能发展战略和政策,以期抢占未来产业制高点。人工智能的巨大经济价值吸引了大量投资涌入,不但互联网公司纷纷向人工智能公司转型,而且初创公司不断涌现。但是也要看到,人工智能发展和赋能实体经济过程中也出现了一些问题,需要积极加以应对。
人工智能产业发展存在重复建设严重、硬技术创新少、实体经济智能化转型“叫好不叫座”等突出问题
作为产业的人工智能包括人工智能技术的产业化与人工智能技术在其他产业的应用即人工智能赋能两个方面。在高速发展和赋能实体经济的过程中,人工智能产业无论在国内还是在国外都出现了一些亟待解决的问题。
产业一哄而上,产品雷同,重复建设严重,真正有高技术开发能力的产业园较少。近年来我国人工智能产业呈现蓬勃发展态势,初创企业数量、融资数量和融资规模快速增长,产业整体规模居于世界前列,与美国一起形成两强鼎立的世界产业格局。随着技术的不断成熟,互联网大科技公司、人工智能新兴企业也在积极进入传统产业领域,推动人工智能技术对传统产业的赋能。但是另一方面也要看到,高端产业领域往往存在着一种发展困境,即当一项产业被国家确定为未来重点发展方向后,各地就会纷纷加大招商引资力度、上马新项目趋之若鹜,造成较短时间内该高端产业在全国“一哄而上”,同质化问题严重,甚至出现“挂羊头卖狗肉”的情况。人工智能产业同样也存在这类“一哄而上”的问题。许多地方政府将人工智能列入重点打造的产业,大力建设人工智能特色小镇、产业园、孵化器、双创基地。以机器人为例,截至2018年2月,全国共有65个机器人产业园在建或已建成,一些省份更是在多个城市建有机器人产业园,甚至一些县也着手布局机器人产业园建设。但从目前的情况看,真正有技术开发能力的机器人产业园很少,大部分机器人企业集中于技术水平不高的娱乐、服务机器人,工业机器人的核心部件仍然主要依赖进口。在新兴的以深度学习为特征的人工智能领域,由于行业整体性人才供应短缺、本地缺乏发展基础,不少园区处于空置状态。严重的重复建设还可能造成未来“高端产业的低端化”,使我国企业难以完成利润积累,进而严重制约研发投入和技术的升级,在与发达国家在技术前沿的竞争中缺乏后劲。
人工智能产业模式创新多、硬技术创新少。众多的人工智能发明专利中基础硬件和基础算法等硬科技占比少。虽然我国人工智能领域的投资多、企业数量多,但是多集中在模式创新领域。人工智能当前比较成熟的领域包括数据分析、计算机视觉和自然语言处理。我国人工智能企业也主要集中在计算机视觉、语音、自然语言处理领域,2017年市场份额分别为34.9%、24.8%和21.0%,而硬件、算法所占份额分别只有11.3%和8.0%。目前我国人工智能企业多是采取“拿来主义”,将国外经过验证的理论产业化,甚至不少企业直接使用国外的开源代码,利用“拿来”的技术进行商业模式创新,缺乏真正原创的技术、开发工具和开源平台。麦肯锡咨询公司对全球初创企业所处行业特点的分析发现,以中国为主要代表的亚洲国家的初创企业多集中在R&D强度较低的产业(R&D资源指的是从事科研与试验发展活动所必需的投入。R&D强度是衡量一国科技活动规模和科技投入水平的重要指标,也是反映一国自主创新能力和创新型国家建设进程的重要内容),如电子商务、教育和培训服务等领域,而B2B以及分析和执行软件、云计算、健康IT等R&D密集型产业则多由美国、英国和德国的企业所领导。具体到人工智能行业,中国人工智能专利申请量超过美国,居世界第一,1998—2018年,我国的人工智能论文达14.2万篇,略少于美国,但专利、论文质量与美国存在较大差距。2017年,中国人工智能论文质量(以FWCI指数衡量)约为1.3,而美国为2.5;中国人工智能发明专利中,基础硬件和基础算法等硬科技占比少。2017年,我国人工智能发明专利授权量中,基础算法、基础硬件、垂直应用的占比分别为21.0%、4.9%和74.1%。
智能化转型“叫好不叫座”。人工智能作为一个产业本身快速发展的同时,在其他领域的渗透、融合也在不断推进。从全球范围来看,早在2012年,美国通用电气就提出“工业互联网”的概念,并联合美国商业资讯(AT&T)、思科(Cisco)、IBM和英特尔(Intel)5家企业联合宣布成立工业互联网联盟(IndustrialInternetConsortium,IIC),2015年向所有企业开放其工业互联网操作系统Predix。作为德国工业4.0的主要推动者,西门子在2016年的汉诺威工业博览会上正式发布工业互联网操作系统MindSphere。2011年以来,蓝色巨人IBM加速向“认知商业”和智能服务转型,其代表性人工智能服务是人工智能系统——沃森在医疗诊断领域的应用。但是智能化转型“叫好不叫座”,人工智能系统的企业用户不积极,人工智能服务的开发者业绩因此受到很大影响。例如,2018年6月以来,通用电气(GE)先后经历从道琼斯工业平均指数中被剔除(GE在该指数中已有110年历史)、信用降级、股价暴跌、GEDigital(GE数字创新坊)寻求出售等重大事件,反映出GE所提出的工业互联网的现实发展远非白皮书设想的那样美好;西门子发布的2019财年三季度财报显示,数字化工业(DI)订单和收入双双下跌,利润大跌12%,拖累西门子整体利润下滑5.8%;IBM沃森因达不到预期效果,被德克萨斯大学MD安德森癌症中心终止合作。
探究人工智能赋能实体经济存在诸多问题的三个重要成因
人工智能自身发展和赋能实体经济中的问题有着多重原因,主要包括潮涌现象、企业行为短期化、产业知识薄弱等几个方面。
问题成因之一:“潮涌现象”造成重复建设严重。“潮涌现象”是指当一项新技术进入产业化阶段并呈现出巨大的增长潜力时,众多投资者同时看好这一相同的产业,投资就像浪潮般涌向这个产业。这里所说的投资者不仅包括企业,也包括政府,针对具有巨大发展潜力的战略性新兴产业,中央和地方政府会采取多方面的支持政策促进其发展。潮涌现象意味着在投资之前,政府和企业都看好该产业的前景,从而一哄而上。但是大量的投资可能会造成该产业出现过度投资,项目完成后出现严重的过剩,导致投资回报远远低于预期。与传统产业相比,新科技的发展存在巨大的不确定性,而且会出现曲折反复。美国咨询公司Garnter每年都会发布新兴技术成熟度曲线(HypeCycleforEmergingTechnologies),该曲线把新技术从发展到最终成熟划分为四个阶段:创新萌发期、期望膨胀期、幻灭低谷期、复苏期、成熟期。从该曲线可以看到,人们常常对技术的产业化存在盲目乐观的倾向,形成大量投资涌入实则过热的繁荣假象。数字经济是典型的网络效应产业,具有“赢家通吃”的市场结构。为了争夺用户成为最终的赢家,进一步强化了数字经济的“潮涌现象”,加剧了重复建设。
问题成因之二:行为短期化加剧行业泡沫。虽然新产业会存在大量企业涌入的“潮涌现象”,但是一些企业想的不是怎么把产业做好做实,而是渴望赶上“风口”,尽快扩大用户规模,以便能讲好故事、短期内在资本市场实现变现。为了快速变现,这些企业不是充分考虑应用场景、用户需求,扎实做好产品,而是通过大量烧钱,大量补贴、大打“价格战”等方式争夺用户。这种做法虽然在短期内营造了繁荣假象,但是一旦技术或商业模式进展不顺,就会刺破泡沫。新科技的成熟和新产业的发展往往需要经历一个逐步改进、完善和提高的过程,不可能一蹴而就。例如,在制造业智能化领域,制造过程或最终产品对安全性、稳定性、可靠性、精确度要求很高,不成熟的技术会给企业带来巨大损失,很难获得制造企业的接受和采用。作为追求利润最大化的经济主体,虽然不同企业的战略不同,对经济利润的考量会有短期或中长期的差异,但企业选择采用某项新技术的根本目的是实现经济利润的最大化。企业在决定是否采用人工智能技术时,会进行成本—收益分析。当他们评估发现人工智能技术并不能给他们带来实质性的利润提升时,就不会实施。市场开拓不利就可能使人工智能企业的大量投资形成行业性的泡沫。
问题成因之三:各方面的产业知识积累薄弱限制智能化发展。人工智能技术通过对传统行业数据的深度挖掘利用,可以发现以前未被发现的事物之间的相互联系,并利用数据分析的结果帮助传统产业加快产品创新、提高生产效率、加强产销互动、改善用户服务。但人工智能技术在传统行业领域发挥作用的基础是建立在这个传统行业现有技术条件之上的,它无法代替行业本身的基本原理、科学技术、工程经验。例如,人工智能技术的应用可以通过对生产线各种工艺参数和产出数据的分析,对工艺参数进行优化从而促进提高良品率,但良品率的根本性提升则要依赖行业本身科技水平的发展。但是,当前在我国存在对信息技术(InformationTechnologies)强调多,对产业技术(IndustrialTechnologies)强调少的倾向。
产业知识包括两个方面:一是产业自身科学技术规律的发明发现所形成的知识,即产业知识发展和提取;二是产业中企业生产经营活动中各种数据的积累。中国实体经济企业在这两个方面都存在差距。由于中国是在工业化尚未完成的时候就开始信息化、数字化的,虽然许多产业的规模已经世界领先,但是“知其然而不知其所以然”的问题普遍存在,在产业相关科学、工程技术知识的积累上与发达国家行业领先公司存在较大差距。同时由于中国企业发展水平参差不齐,既存在技术水平领先、数字化程度高的企业,也存在没有研发能力、尚处于机械化阶段的企业,因此人工智能与实体经济特别是制造业的深度融合存在巨大困难。
推动人工智能产业发展不仅需要人工智能技术本身的进步,还需要传统产业基础和新型基础设施的有力支撑
人工智能技术产业化,需要人工智能产业与传统产业的紧密互动,二者的发展都不可或缺。一方面,需要人工智能技术本身的不断进步,另一方面也需要传统产业的产业基础、科技水平、信息化程度的提高作为支撑。
第一,支持两个“IT”共性技术研究。人工智能与实体经济的深度融合既受制于人工智能技术本身,又受制于实体产业本身的知识积累,因此要兼顾信息技术(InformationTechnology)和产业技术(IndustrialTechnology)两个“IT”共性技术的研究。由于人工智能基于大数据的技术路线特点,除加强对大学、科研机构创新活动的支持外,还要鼓励大科技公司加大对人工智能基础理论、算法、芯片以及未来前沿技术等方面研究开发的投入,鼓励大学、科研机构与大科技公司人才的双向、可逆流动。加强对化工、冶金、机械、电子、运输设备、医药等基础产业和高科技行业的基础科学和产业共性技术研发,实现“知其然也知其所以然”,打好产业基础高级化、产业链现代化的攻坚战。
第二,加快信息网络等新型基础设施建设。在信息化时代,新一代信息技术相关基础设施的重要性已经成为传统产业转型升级和新兴产业加快发展的关键。特别是5G高速率、低时延、广连接的特点,使实体产业特别是制造业生产过程和产品的智能化成为可能。例如,制造业的智能化需要实现工厂中生产设备、零部件、供应链、产品之间的实时通信,只有5G低时延、广连接的特点才能够实现。因此,要将包括物联网、5G、数据中心等新一代信息基础设施作为“新基建”的重点,在关系国计民生的农业、交通、公共服务、金融以及重点制造业领域加快覆盖和普及。
第三,支持实体企业加快数字化改造。当前人工智能的主流技术路线是“算法+算力+数据”,因此实体企业的数字化水平决定了人工智能技术的应用范围和深度。加大对主要产业领域数字化转型产业共性技术研究的支持力度,鼓励大学与科研院所、互联网公司、实体企业密切合作,加快破解主要产业数字化转型的技术瓶颈。支持实体企业根据业务发展状况进行数字化改造,实施“机器人换人”、企业上云等,行业龙头企业积极进行物联网、5G的应用和智能制造转型。依托行业协会、科研院所等机构,加强对人工智能应用成功经验的总结、推广、示范。
第四,加强数据保护,推动数据连接。大力推进对数据安全的保护,一方面,支持数据安全相关技术的发展,为数据安全提供可靠的技术保障,另一方面,制定完善保护我国公共、企业和个人数据安全的法律法规和行业规范,加强数据安全的制度保障。设备、软件、系统、产品之间缺乏统一的标准是制约建立数字化连接、发展产业互联网的主要制约。由行业协会、学会牵头,组织各行业骨干企业、装备制造龙头企业以及大型通信、软件、互联网和自动控制企业一起,加快制定促进产业内部与产业之间建立数字化连接的设备标准、通信标准、软件标准和数据标准。推动产业之间、企业之间的数据开放,特别是推动政府掌握的不涉及公共安全、个人隐私的公共数据对企业开放,通过开放、共享让数据发挥更大的价值。
第五,加强人才培养,增加人才供给。互联网企业长于算法但是不具备实体产业的知识,实体企业熟悉本产业的know-how但是缺乏信息技术的人才和能力。因此,产业互联网的发展靠互联网企业与实体企业单打独斗都很难成功,必须通过合作发挥二者各自的优势。但是由于人工智能的突然爆发造成人才严重短缺,薪酬水平大幅度提高,拉高了人工智能应用的成本。而实体经济企业利润率低,养不起高薪的人工智能工程师,在与人工智能企业对接方面缺少合适的人才作为中介。国家需要支持研究型大学和科研机构、职业大学和学院设立人工智能学院和专业,加快人工智能人才的供给,早日解决人工智能人才供需失衡状况。
【参考文献】
①林毅夫:《潮涌现象与发展中国家宏观经济理论的重新构建》,《经济研究》,2007第1期。
②张鑫、王明辉:《中国人工智能发展态势及其促进策略》,《改革》,2019年第9期。.
李晓华.人工智能赋能实体经济存在的问题与应对[J].人民论坛,2020(28):94-97.
人工智能的创新发展与社会影响
党的十八大以来,习近平总书记把创新摆在国家发展全局的核心位置,高度重视人工智能发展,多次谈及人工智能的重要性,为人工智能如何赋能新时代指明了方向。2018世界人工智能大会9月17日在上海开幕,习总书记致信祝贺并强调指出人工智能发展应用将有力提高经济社会发展智能化水平,有效增强公共服务和城市管理能力。深入学习领会习总书记关于人工智能的一系列重要论述,务实推进我国《新一代人工智能发展规划》,有效规避人工智能“鸿沟”,着力收获人工智能“红利”,对建设世界科技强国、实现“两个一百年”的奋斗目标具有重大战略意义。
一、引言
1956年人工智能(ArtificialIntelligence,简称AI)的概念被正式提出,标志着人工智能学科的诞生,其发展目标是赋予机器类人的感知、学习、思考、决策和行动等能力。经过60多年的发展,人工智能已取得突破性进展,在经济社会各领域开始得到广泛应用并形成引领新一轮产业变革之势,推动人类社会进入智能化时代。美国、日本、德国、英国、法国、俄罗斯等国家都制定了发展人工智能的国家战略,我国也于2017年发布了《新一代人工智能发展规划》,发改委、工信部、科技部、教育部等国家部委和北京、上海、广东、江苏等地政府也相继出台推动人工智能发展的相关政策文件,社会各界对人工智能的重大战略意义已形成广泛共识。
跟其他高科技一样,人工智能也是一把双刃剑。如何认识人工智能的社会影响,也有“天使派”和“魔鬼派”之分。“天使派”认为,人工智能领域的科技创新和成果应用取得重大突破,有望引领第四次工业革命,对社会、经济、军事等领域将产生变革性影响,在制造、交通、教育、医疗、服务等方面可以造福人类;“魔鬼派”认为,人工智能是人类的重大威胁,比核武器还危险,有可能引发第三次世界大战。2018年2月,牛津大学、剑桥大学和OpenAI公司等14家机构共同发布题为《人工智能的恶意使用:预测、预防和缓解》的报告,指出人工智能可能给人类社会带来数字安全、物理安全和政治安全等潜在威胁,并给出了一些建议来减少风险。
总体上看,已过花甲之年的人工智能当前的发展具有“四新”特征:以深度学习为代表的人工智能核心技术取得新突破、“智能+”模式的普适应用为经济社会发展注入新动能、人工智能成为世界各国竞相战略布局的新高地、人工智能的广泛应用给人类社会带来法律法规、道德伦理、社会治理等方面一系列的新挑战。因此人工智能这个机遇与挑战并存的新课题引起了全球范围内的广泛关注和高度重视。虽然人工智能未来的创新发展还存在不确定性,但是大家普遍认可人工智能的蓬勃兴起将带来新的社会文明,将推动产业变革,将深刻改变人们的生产生活方式,将是一场影响深远的科技革命。
为了客观认识人工智能的本质内涵和创新发展,本报告在简要介绍人工智能基本概念与发展历程的基础上,着重分析探讨人工智能的发展现状和未来趋势,试图揭示人工智能的真实面貌。很显然,在当下人工智能蓬勃发展的历史浪潮中如何选择中国路径特别值得我们深入思考和探讨。因此,本报告最后就我国人工智能发展态势、存在问题和对策建议也进行了阐述。
二、人工智能的发展历程与启示
1956年夏,麦卡锡(JohnMcCarthy)、明斯基(MarvinMinsky)、罗切斯特(NathanielRochester)和香农(ClaudeShannon)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”这一概念,标志着人工智能学科的诞生。人工智能的目标是模拟、延伸和扩展人类智能,探寻智能本质,发展类人智能机器。人工智能充满未知的探索道路曲折起伏,如何描述1956年以来60余年的人工智能发展历程,学术界可谓仁者见仁、智者见智。我们将人工智能60余年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。人工智能概念在1956年首次被提出后,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、LISP表处理语言等,掀起了人工智能发展的第一个高潮。
二是反思发展期: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了低谷。
三是应用发展期: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,推动人工智能走入了应用发展的新高潮。
四是低迷发展期: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:90年代中-2010年。由于网络技术特别是互联网技术的发展,信息与数据的汇聚不断加速,互联网应用的不断普及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,这些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(GraphicsProcessingUnit,简称GPU)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,大幅跨越科学与应用之间的“技术鸿沟”,图像分类、语音识别、知识问答、人机对弈、无人驾驶等具有广阔应用前景的人工智能技术突破了从“不能用、不好用”到“可以用”的技术瓶颈,人工智能发展进入爆发式增长的新高潮。
通过总结人工智能发展历程中的经验和教训,我们可以得到以下启示:
(一)尊重学科发展规律是推动学科健康发展的前提。科学技术的发展有其自身的规律,顺其者昌,违其者衰。人工智能学科发展需要基础理论、数据资源、计算平台、应用场景的协同驱动,当条件不具备时很难实现重大突破。
(二)基础研究是学科可持续发展的基石。加拿大多伦多大学杰弗里·辛顿(GeoffreyHinton)教授坚持研究深度神经网络30年,奠定人工智能蓬勃发展的重要理论基础。谷歌的DeepMind团队长期深入研究神经科学启发的人工智能等基础问题,取得了阿尔法狗等一系列重大成果。
(三)应用需求是科技创新的不竭之源。引领学科发展的动力主要来自于科学和需求的双轮驱动。人工智能发展的驱动力除了知识与技术体系内在矛盾外,贴近应用、解决用户需求是创新的最大源泉与动力。比如专家系统人工智能实现了从理论研究走向实际应用的突破,近些年来安防监控、身份识别、无人驾驶、互联网和物联网大数据分析等实际应用需求带动了人工智能的技术突破。
(四)学科交叉是创新突破的“捷径”。人工智能研究涉及信息科学、脑科学、心理科学等,上世纪50年代人工智能的出现本身就是学科交叉的结果。特别是脑认知科学与人工智能的成功结合,带来了人工智能神经网络几十年的持久发展。智能本源、意识本质等一些基本科学问题正在孕育重大突破,对人工智能学科发展具有重要促进作用。
(五)宽容失败应是支持创新的题中应有之义。任何学科的发展都不可能一帆风顺,任何创新目标的实现都不会一蹴而就。人工智能60余载的发展生动地诠释了一门学科创新发展起伏曲折的历程。可以说没有过去发展历程中的“寒冬”就没有今天人工智能发展新的春天。
(六)实事求是设定发展目标是制定学科发展规划的基本原则。达到全方位类人水平的机器智能是人工智能学科宏伟的终极目标,但是需要根据科技和经济社会发展水平来设定合理的阶段性研究目标,否则会有挫败感从而影响学科发展,人工智能发展过程中的几次低谷皆因不切实际的发展目标所致。
三、人工智能的发展现状与影响
人工智能经过60多年的发展,理论、技术和应用都取得了重要突破,已成为推动新一轮科技和产业革命的驱动力,深刻影响世界经济、政治、军事和社会发展,日益得到各国政府、产业界和学术界的高度关注。从技术维度来看,人工智能技术突破集中在专用智能,但是通用智能发展水平仍处于起步阶段;从产业维度来看,人工智能创新创业如火如荼,技术和商业生态已见雏形;从社会维度来看,世界主要国家纷纷将人工智能上升为国家战略,人工智能社会影响日益凸显。
(一)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。面向特定领域的人工智能技术(即专用人工智能)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,因此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,统计学习是专用人工智能走向实用的理论基础。深度学习、强化学习、对抗学习等统计机器学习理论在计算机视觉、语音识别、自然语言理解、人机博弈等方面取得成功应用。例如,阿尔法狗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,语音识别系统5.1%的错误率比肩专业速记员,人工智能系统诊断皮肤癌达到专业医生水平,等等。
(二)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。虽然包括图像识别、语音识别、自动驾驶等在内的专用人工智能领域已取得突破性进展,但是通用智能系统的研究与应用仍然是任重而道远,人工智能总体发展水平仍处于起步阶段。美国国防高级研究计划局(DefenseAdvancedResearchProjectsAgency,简称DARPA)把人工智能发展分为三个阶段:规则智能、统计智能和自主智能,认为当前国际主流人工智能水平仍然处于第二阶段,核心技术依赖于深度学习、强化学习、对抗学习等统计机器学习,AI系统在信息感知(Perceiving)、机器学习(Learning)等智能水平维度进步显著,但是在概念抽象(Abstracting)和推理决策(Reasoning)等方面能力还很薄弱。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。
(三)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,在其2017年的年度开发者大会上,谷歌明确提出发展战略从“MobileFirst”(移动优先)转向“AIFirst”(AI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,麦肯锡报告2016年全球人工智能研发投入超300亿美元并处于高速增长,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%。
(四)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(IT)和产业的发展史就是新老IT巨头抢滩布局IT创新生态的更替史。例如,传统信息产业IT(InformationTechnology)代表企业有微软、英特尔、IBM、甲骨文等,互联网和移动互联网IT(InternetTechnology)代表企业有谷歌、苹果、脸书、亚马逊、阿里巴巴、腾讯、百度等,目前智能科技IT(IntelligentTechnology)的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AI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GPU服务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。在技术生态方面,人工智能算法、数据、图形处理器(GraphicsProcessingUnit,简称GPU)/张量处理器(TensorProcessingUnit,简称TPU)/神经网络处理器(NeuralnetworkProcessingUnit,NPU)计算、运行/编译/管理等基础软件已有大量开源资源,例如谷歌的TensorFlow第二代人工智能学习系统、脸书的PyTorch深度学习框架、微软的DMTK分布式学习工具包、IBM的SystemML开源机器学习系统等;此外谷歌、IBM、英伟达、英特尔、苹果、华为、中国科学院等积极布局人工智能领域的计算芯片。在人工智能商业和应用生态布局方面,“智能+X”成为创新范式,例如“智能+制造”、“智能+医疗”、“智能+安防”等,人工智能技术向创新性的消费场景和不同行业快速渗透融合并重塑整个社会发展,这是人工智能作为第四次技术革命关键驱动力的最主要表现方式。人工智能商业生态竞争进入白热化,例如智能驾驶汽车领域的参与者既有通用、福特、奔驰、丰田等传统龙头车企,又有互联网造车者如谷歌、特斯拉、优步、苹果、百度等新贵。
(五)人工智能上升为世界主要国家的重大发展战略。人工智能正在成为新一轮产业变革的引擎,必将深刻影响国际产业竞争格局和一个国家的国际竞争力。世界主要发达国家纷纷把发展人工智能作为提升国际竞争力、维护国家安全的重大战略,加紧积极谋划政策,围绕核心技术、顶尖人才、标准规范等强化部署,力图在新一轮国际科技竞争中掌握主导权。无论是德国的“工业4.0”、美国的“工业互联网”、日本的“超智能社会”、还是我国的“中国制造2025”等重大国家战略,人工智能都是其中的核心关键技术。2017年7月,国务院发布了《新一代人工智能发展规划》,开启了我国人工智能快速创新发展的新征程。
(六)人工智能的社会影响日益凸显。人工智能的社会影响是多元的,既有拉动经济、服务民生、造福社会的正面效应,又可能出现安全失控、法律失准、道德失范、伦理失常、隐私失密等社会问题,以及利用人工智能热点进行投机炒作从而存在泡沫风险。首先,人工智能作为新一轮科技革命和产业变革的核心力量,促进社会生产力的整体跃升,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发展积极正面影响。与此同时,我们也要看到人工智能引发的法律、伦理等问题日益凸显,对当下的社会秩序及公共管理体制带来了前所未有的新挑战。例如,2016年欧盟委员会法律事务委员会提交一项将最先进的自动化机器人身份定位为“电子人(electronicpersons)”的动议,2017年沙特阿拉伯授予机器人“索菲亚”公民身份,这些显然冲击了传统的民事主体制度。那么,是否应该赋予人工智能系统法律主体资格?另外在人工智能新时代,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都需要我们从法律法规、道德伦理、社会管理等多个角度提供解决方案。
由于人工智能与人类智能密切关联且应用前景广阔、专业性很强,容易造成人们的误解,也带来了不少炒作。例如,有些人错误地认为人工智能就是机器学习(深度学习),人工智能与人类智能是零和博弈,人工智能已经达到5岁小孩的水平,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。这些错误认识会给人工智能的发展带来不利影响。还有不少人对人工智能预期过高,以为通用智能很快就能实现,只要给机器人发指令就可以干任何事。另外,有意炒作并通过包装人工智能概念来谋取不当利益的现象时有发生。因此,我们有义务向社会大众普及人工智能知识,引导政府、企业和广大民众科学客观地认识和了解人工智能。
四、人工智能的发展趋势与展望
人工智能经过六十多年的发展突破了算法、算力和算料(数据)等“三算”方面的制约因素,拓展了互联网、物联网等广阔应用场景,开始进入蓬勃发展的黄金时期。从技术维度看,当前人工智能处于从“不能用”到“可以用”的技术拐点,但是距离“很好用”还有数据、能耗、泛化、可解释性、可靠性、安全性等诸多瓶颈,创新发展空间巨大,从专用到通用智能,从机器智能到人机智能融合,从“人工+智能”到自主智能,后深度学习的新理论体系正在酝酿;从产业和社会发展维度看,人工智能通过对经济和社会各领域渗透融合实现生产力和生产关系的变革,带动人类社会迈向新的文明,人类命运共同体将形成保障人工智能技术安全、可控、可靠发展的理性机制。总体而言,人工智能的春天刚刚开始,创新空间巨大,应用前景广阔。
(一)从专用智能到通用智能。如何实现从狭义或专用人工智能(也称弱人工智能,具备单一领域智能)向通用人工智能(也称强人工智能,具备多领域智能)的跨越式发展,既是下一代人工智能发展的必然趋势,也是国际研究与应用领域的挑战问题。2016年10月美国国家科学技术委员会发布了《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。DeepMind创始人戴密斯·哈萨比斯(DemisHassabis)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7月成立了通用人工智能实验室,100多位感知、学习、推理、自然语言理解等方面的科学家参与其中。
(二)从人工智能到人机混合智能。人工智能的一个重要研究方向就是借鉴脑科学和认知科学的研究成果,研究从智能产生机理和本质出发的新型智能计算模型与方法,实现具有脑神经信息处理机制和类人智能行为与智能水平的智能系统。在美国、欧盟、日本等国家和地区纷纷启动的脑计划中,类脑智能已成为核心目标之一。英国工程与自然科学研究理事会EPSRC发布并启动了类脑智能研究计划。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。人机混合智能得到了我国新一代人工智能规划、美国脑计划、脸书(脑机语音文本界面)、特斯拉汽车创始人埃隆·马斯克(人脑芯片嵌入和脑机接口)等的高度关注。
(三)从“人工+智能”到自主智能系统。当前人工智能的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: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(非常费时费力)、用户需要人工适配智能系统等。因此已有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AI”。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AI人员成本。
(四)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、材料等传统科学的发展。例如,2018年美国麻省理工学院启动的“智能探究计划”(MITIntelligenceQuest)就联合了五大学院进行协同攻关。
(五)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十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,在现有基础上能够提高劳动生产率40%;美、日、英、德、法等12个发达国家(现占全球经济总量的一半)到2035年,年经济增长率平均可以翻一番。2018年麦肯锡的研究报告表明到2030年人工智能新增经济规模将达到13万亿美元。
(六)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》白皮书中指出未来五年人工智能提升各行业运转效率,其中教育业提升82%,零售业71%,制造业64%,金融业58%。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。
(七)人工智能领域的国际竞争将日趋激烈。“未来谁率先掌握人工智能,谁就能称霸世界”。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》重点推动物联网建设和人工智能的应用。世界军事强国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》报告即提出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。
(八)人工智能的社会学将提上议程。水能载舟,亦能覆舟。任何高科技也都是一把双刃剑。随着人工智能的深入发展和应用的不断普及,其社会影响日益明显。人工智能应用得当、把握有度、管理规范,就能有效控制负面风险。为了确保人工智能的健康可持续发展并确保人工智能的发展成果造福于民,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,深入分析人工智能对未来经济社会发展的可能影响,制定完善的人工智能法律法规,规避可能风险,确保人工智能的正面效应。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。2018年4月,欧洲25个国家签署了《人工智能合作宣言》,从国家战略合作层面来推动人工智能发展,确保欧洲人工智能研发的竞争力,共同面对人工智能在社会、经济、伦理及法律等方面的机遇和挑战。
五、我国人工智能的发展态势与思考
我国当前人工智能发展的总体态势良好。中国信通院联合高德纳咨询公司(Gartner)于2018年9月发布的《2018世界人工智能产业发展蓝皮书》报告统计,我国(不含港澳台地区)人工智能企业总数位列全球第二(1040家),仅次于美国(2039家)。在人工智能总体水平和应用方面,我国也处于国际前列,发展潜力巨大,有望率先突破成为全球领跑者。但是我们也要清醒地看到,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。
一是高度重视。党和国家高度重视并大力发展人工智能。党的十八大以来,习近平总书记把创新摆在国家发展全局的核心位置,高度重视人工智能发展,多次谈及人工智能的重要性,为人工智能如何赋能新时代指明方向。2016年7月习总书记明确指出,人工智能技术的发展将深刻改变人类社会生活,改变世界,应抓住机遇,在这一高技术领域抢占先机。在党的十九大报告中,习总书记强调“要推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”。在2018年两院院士大会上,习总书记再次强调要“推进互联网、大数据、人工智能同实体经济深度融合,做大做强数字经济”。在2017年和2018年的《政府工作报告》中,李克强总理都提到了要加强新一代人工智能发展。2017年7月,国务院发布了《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,人工智能将成为今后一段时期的国家重大战略。发改委、工信部、科技部、教育部、中央网信办等国家部委和北京、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。
二是态势喜人。根据2017年爱思唯尔(Elsevier)文献数据库SCOPUS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。从2012年开始,我国在人工智能领域新增专利数量已经开始超越美国。据清华大学发布的《中国人工智能发展报告2018》统计,我国已成全球人工智能投融资规模最大国家,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。近两年,清华大学、北京大学、中国科学院大学、浙江大学、上海交通大学、南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(CCAI)已连续成功召开四届、规模不断扩大,人工智能领域的教育、科研与学术活动层出不穷。
三是差距不小。我国人工智能在基础研究、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较大差距。英国牛津大学2018年的一项研究报告指出中国的人工智能发展能力大致为美国的一半水平。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,存在“头重脚轻”的不均衡现象。在Top700全球AI人才中,中国虽然名列第二,但入选人数远远低于占一半数量的美国。据领英《全球AI领域人才报告》统计,截至2017年一季度全球人工智能领域专业技术人才数量超过190万,其中美国超过85万,我国仅超过5万人,排名全球第7位。2018年市场研究顾问公司CompassIntelligence对全球100多家AI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。我国制定完善人工智能相关法律法规的进程需要加快,对可能产生的社会影响还缺少深度分析。
四是前景看好。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。
人类社会已开始迈入智能化时代,人工智能引领社会发展是大势所趋,不可逆转。经历六十余年积累后,人工智能开始进入爆发式增长的红利期。伴随着人工智能自身的创新发展和向经济社会的全面渗透,这个红利期将持续相当长的时期。现在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、展现中国智慧需要深入思考。
(一)树立理性务实的发展理念。围棋人机大战中阿尔法狗战胜李世石后,社会大众误以为人工智能已经无所不能,一些地方政府、社会企业、风险资金因此不切实际一窝蜂发展人工智能产业,一些别有用心的机构则有意炒作并通过包装人工智能概念来谋取不当利益。这种“一拥而上、一哄而散”的跟风行为不利于人工智能的健康可持续发展。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。根据高德纳咨询公司发布的技术发展曲线,当前智能机器人、认知专家顾问、机器学习、自动驾驶等人工智能热门技术与领域正处于期望膨胀期,但是通用人工智能及人工智能的整体发展仍处于初步阶段,人工智能还有很多“不能”,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。因此发展人工智能不能以短期牟利为目的,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,并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。
(二)加强基础扎实的原创研究。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。在此发展的临界点,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。根据2017年爱思唯尔文献数据库SCOPUS统计结果,尽管我国在人工智能领域发表的论文数量已经排名世界第一,但加权引文影响力则只排名34位。为了客观评价我国在人工智能基础研究方面的整体实力,我们搜索了SCI期刊、神经信息处理系统大会(ConferenceonNeuralInformationProcessingSystems,简称NIPS)等主流人工智能学术会议关于通用智能、深度学习、类脑智能、脑智融合、人机博弈等关键词的论文统计情况,可以清楚看到在人工智能前沿方向中国与美国相比基础实力存在巨大差距:在高质量论文数量方面(按中科院划定的SCI一区论文标准统计),美国是中国的5.34倍(1325:248);在人才储备方面(SCI论文通讯作者),美国是中国的2.12倍(4804:2267)。
我国应对标国际最高水平,建设面向未来的人工智能基础科学研究中心,重点发展原创性、基础性、前瞻性、突破性的人工智能科学。应该鼓励科研人员瞄准人工智能学科前沿方向开展引领性原创科学研究,通过人工智能与脑认知、神经科学、心理学等学科的交叉融合,重点聚焦人工智能领域的重大基础性科学问题,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。
(三)构建自主可控的创新生态。美国谷歌、IBM、微软、脸书等企业在AI芯片、服务器、操作系统、开源算法、云服务、无人驾驶等方面积极构建创新生态、抢占创新高地,已经在国际人工智能产业格局中占据先机。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,国际影响力有待提高。美国对中兴通讯发禁令一事充分说明自主可控“核高基”技术的重要性,我国应该吸取在核心电子器件、高端通用芯片及基础软件方面依赖进口的教训,避免重蹈覆辙,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,如军民融合、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。
另外,我们需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,并通过标准实施加速人工智能驱动经济社会转型升级的进程。
(四)建立协同高效的创新体系。我国经济社会转型升级对人工智能有重大需求,但是单一的创新主体很难实现政策、市场、技术、应用等方面的全面突破。目前我国学术界、产业界、行业部门在人工智能发展方面各自为政的倾向比较明显,数据资源开放共享不够,缺少对行业资源的有效整合。相比而言,美国已经形成了全社会、全场景、全生态协同互动的人工智能协同创新体系,军民融合和产学研结合都做得很好。我国应在体制机制方面进一步改革创新,建立“军、政、产、学、研、用”一体的人工智能协同创新体系。例如,国家进行顶层设计和战略规划,举全国优势力量设立军事智能的研发和应用平台,提供“人工智能+X”行业融合、打破行业壁垒和行政障碍的激励政策;科技龙头企业引领技术创新生态建设,突破人工智能的重大技术瓶颈;高校科研机构进行人才培养和原始创新,着力构建公共数据资源与技术平台,共同建设若干标杆性的应用创新场景,推动成熟人工智能技术在城市、医疗、金融、文化、农业、交通、能源、物流、制造、安全、服务、教育等领域的深度应用,建设低成本高效益广范围的普惠型智能社会。
(五)加快创新人才的教育培养。发展人工智能关键在人才,中高端人才短缺已经成为我国人工智能做大做强的主要瓶颈。另外,我国社会大众的人工智能科技素养也需要进一步提升,每一个人都需要去适应人工智能时代的科技浪潮。在加强人工智能领军人才培养引进的同时,要面向技术创新和产业发展多层次培养人工智能创新创业人才。《新一代人工智能发展规划》提出逐步开展全民智能教育项目,在中小学阶段设置人工智能课程。目前人工智能科普活动受到各地学校的欢迎,但是缺少通俗易懂的高质量人工智能科普教材、寓教于乐的实验设备和器材、开放共享的教学互动资源平台。国家相关部门应高度重视人工智能教育领域的基础性工作,增加投入,组织优势力量,加强高水平人工智能教育内容和资源平台建设,加快人工智能专业的教学师资培训,从教材、教具、教师等多个环节全面保障我国人工智能教育工作的开展。
(六)推动共担共享的全球治理。人工智能将重塑全球政治和经济格局,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将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。美国、日本、德国等通过人工智能和机器人的技术突破和广泛应用弥补他们的人力成本劣势,希望制造业从新兴国家回流发达国家。目前看,我国是发展中国家阵容中唯一有望成为全球人工智能竞争中的领跑者,应采取不同于一些国家的“经济垄断主义、技术保护主义、贸易霸凌主义”路线,尽快布局构建开放共享、质优价廉、普惠全球的人工智能技术和应用平台,配合国家“一带一路”战略,向亚洲、非洲、南美等经济欠发达地区输出高水平、低成本的“中国智造”成果、提供人工智能时代的中国方案,为让人工智能时代的“智能红利”普惠人类命运共同体做出中国贡献!
(七)制定科学合理的法律法规。要想实实在在收获人工智能带来的红利,首先应保证其安全、可控、可靠发展。美国和欧洲等发达国家和地区十分重视人工智能领域的法律法规问题。美国白宫多次组织这方面的研讨会、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;科研人员自发签署23条“阿西洛马人工智能原则”,意图在规范人工智能科研及应用等方面抢占先机。我国在人工智能领域的法律法规制定及风险管控方面相对滞后,这种滞后局面与我国现阶段人工智能发展的整体形势不相适应,并可能成为我国人工智能下一步创新发展的一大掣肘。因此,有必要大力加强人工智能领域的立法研究,制定相应的法律法规,建立健全公开透明的人工智能监管体系,构建人工智能创新发展的良好法规环境。
(八)加强和鼓励人工智能社会学研究。人工智能的社会影响将是深远的、全方位的。我们当未雨绸缪,从国家安全、社会治理、就业结构、伦理道德、隐私保护等多个维度系统深入研究人工智能可能的影响,制定合理可行的应对措施,确保人工智能的正面效应。应大力加强人工智能领域的科普工作,打造科技与伦理的高效对话机制和沟通平台,消除社会大众对人工智能的误解与恐慌,为人工智能的发展营造理性务实、积极健康的社会氛围。
六、结束语
人工智能经过60多年的发展,进入了创新突破的战略机遇期和产业应用的红利收获期,必将对生产力和产业结构以及国际格局产生革命性影响,并推动人类进入普惠型智能社会。但是,我们需要清醒看到通用人工智能及人工智能的整体发展仍处于初级阶段,人工智能不是万能,人工智能还有很多“不能”。我们应当采取理性务实的发展路径,扎实推进基础研究、技术生态、人才培养、法律规范等方面的工作,在开放中创新,在创新中发展,全速跑赢智能时代,着力建设人工智能科技强国!
(主讲人系中国科学院院士)
人工智能促进经济高质量发展:机理、问题与对策
摘要:人工智能技术具有渗透性、协同性、替代性、创造性等技术—经济特征,人工智能促进经济高质量发展的机理可概括为对三类产业的扩张效应、赋能效应和活化效应。其中,核心产业扩张效应与融合产业赋能效应交互构建了促进高质量发展的动态循环过程,潜在关联产业活化效应则通过提供非匹配、非集约、非规整、非公平问题解决方案促进经济社会高质量发展。当前,中国在世界人工智能领域第一梯队的地位愈发巩固,技术创新处于关键突破期,在地域空间上则形成了三大城市群为重要引擎、沿海地区快速增长、内陆地区稳定增长的发展格局。我国人工智能促进经济高质量发展还存在核心产业低质扩张、融合产业低效赋能、潜在关联产业低迷活化、相关社会伦理道德规范缺失、相关人才短缺且结构不合理等问题。为此,我国要推进基础理论研究和关键共性技术开发,提高科技自立自强能力;优化行业发展环境,促进产业生态良性发展;完善相关法律法规和伦理规范制度,促进人工智能“科技向善”;构建高素质人才培养体系和人才流动机制,促进包容性均衡发展;加快人工智能创新应用先导区和创新发展试验区建设,推进改革试点和应用示范。
关键词:人工智能;高质量发展;技术创新;核心产业;融合产业;潜在关联产业
基金项目:国家社会科学基金重点项目“新技术革命背景下全球创新链的调整及其影响研究”(19AJY013)
人工智能(AI)是指研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门技术科学。作为新一代信息技术革命的代表技术之一,人工智能利用计算设备模拟人类思维决策过程,广泛应用了计算机、数学、物理学、生物学、逻辑学等学科的理论与方法。自1955年达特茅斯会议首次提出“人工智能”概念以来,人工智能经历了60余年的曲折发展,研究重点从早期(1956—1974年)基于符号主义的逻辑推理、启发式搜索,到中期(1974—2006年)符号主义与连接主义融合催生的神经元网络方法、专家系统,发展到近期(2006年至今)基于行为主义纲领的深度学习方法突破所带来的多领域广泛应用[1]。1974年以来的人工智能发展都可归类为连接主义,但2006年之前的连接主义主要对人类大脑活动进行模仿,并没有合理借鉴大脑产生智能的机制。2006年,深度学习方法在卷积神经网络等模型和参数训练技巧等方面取得突破,同时信息设备、算法算力、使用数据也迎来了革新、进步与增长,人工智能实现了跨越式的发展。目前,人工智能研究领域主要分为六大类:计算机视觉、自然语言处理、机器学习、认知及推理、机器人、博弈及伦理。人工智能已经成为世界各国竞争角逐的焦点,其发展水平是国家核心竞争力的重要体现,将对经济发展、社会进步、国际政治经济格局产生深远影响。
党的十九大报告明确提出,推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,作为我国深化供给侧结构性改革、建设制造强国、促进经济高质量发展的重要举措。党的十九届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》强调,要推动互联网、大数据、人工智能等同各产业深度融合,这是建设制造强国、质量强国、网络强国、数字中国重要内容,是提高经济质量效益和核心竞争力的关键。本文对人工智能如何促进经济高质量发展的机理进行探讨,分析人工智能促进经济高质量发展存在的问题,提出相应的对策建议。
一、人工智能促进经济高质量发展的机理分析
习近平总书记在十九届中央政治局第九次集体学习时强调,人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量,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。人工智能具有溢出带动性很强的“头雁”效应,在移动互联网、大数据、超级计算、传感网、脑科学等新理论新技术的驱动下,人工智能加速发展,呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征,正在对经济发展、社会进步、国际政治经济格局等方面产生重大而深远的影响。我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,迫切需要新一代人工智能等重大创新添薪续力,要推进人工智能和产业发展融合,为高质量发展提供新动能[2]。
(一)人工智能的技术—经济特征
人工智能技术既具有一般通用型信息通信技术所具有的渗透性与替代性特征,同时还具备与各经济要素协同配合提升经济效率的协同性特征,以及替代人类脑力工作的创造性特征。
1.渗透性。作为一种兼具通用性、基础性和使能性的数字技术,人工智能具备与经济社会各行业、生产生活各环节相互融合的潜能,这种广泛应用于经济社会各领域的特征被定义为通用型技术的渗透性。在发展初级阶段,人工智能只能应用于简单场景,解决一些抽象概念性的游戏问题,但随着人工智能技术发展,人工智能被越来越多地应用于多元场景、复杂场景,问题解决边界也向实际应用拓展。这种应用复杂化的趋势即是对人工智能技术渗透作用的印证。渗透作用是通用型技术最基本的技术—经济特征,也是计算技术领域重大创新能够引发技术革命,带来技术—经济范式转换的技术基础。渗透性特征决定人工智能具有对经济增长产生广泛性、全局性影响的潜力。在可预见的未来,人工智能技术将更加全面地融入日常生产生活活动之中,成为经济社会不可替代的一部分。
2.协同性。人工智能的协同性在一定程度是其渗透效应的具体实现。人工智能技术作为通用型技术渗透进入经济社会各个方面,在生产领域,人工智能技术的应用可以提升资本、劳动、技术等要素之间的匹配度,加强上游技术研发、中游工程实现、下游应用反馈各个生产环节之间的协同,从而提高运行效率。在消费领域,人工智能技术可以实现对用户消费习惯与消费需求的自动画像,完成需求与供给的智能匹配,进一步释放消费潜力的同时,实现经济的高质量增长。总的来说,人工智能的协同性特征体现在对经济运行效率的提升。蔡跃洲等核算了中国在过去三十年中ICT资本对增长的贡献率,并使用格兰杰因果检验印证了ICT资本与全要素生产率TEP增长具有因果关系,ICT资本通过与各个经济要素的协同促进了经济效率提升,最终推动了GDP的增长[3]。
3.替代性。随着设备设施与技术研发的持续发展,信息通信技术(ICT)产品相对价格持续下降,从而出现ICT产品对其他投资的大规模替代。如芯片领域的摩尔定律预言集成电路晶体管数目约18个月便会增加一倍,这使得芯片在能够解决更多问题的同时成本持续下降,实现对非ICT资本的不断替代。人工智能除了对非ICT资本的替代效应外,更能实现对劳动要素的直接替代,蔡跃洲等将人工智能对就业的影响分解为负面的替代效应与正面的抑制效应,并得出结论认为就业总量基本稳定的趋势还将延续一段时间,人工智能完全替代人类劳动的极端情形中短期不会出现[4]。人工智能技术持续发挥替代效应,在作为独立要素不断积累的同时,对其他资本要素、劳动要素进行替代,其对经济发展的支撑作用由此不断强化。
4.创造性。生产自动化能够实现对一些高强度、高难度的持续劳动进行替代,而人工智能之所以引起人们对就业前景强烈担忧的原因更在于其能够实现对人类脑力工作、创造性活动的替代。当下人工智能技术已经被广泛应用于药物发现及筛选、材料识别及模拟等科研活动,更是在金融、数字建模、应急救援、音乐绘画等领域被广泛赋予分析决策甚至是创造创新的权力,展现出人类历史上从未有过的来自人类头脑之外的创造力量。人工智能的创造性可以生产出额外的知识,增加人类整体智慧总量,从而促进技术进步,提高经济效率。针对人工智能将完全取代人类工作的担忧,Holford对人工智能的创造性进行了分析,认为人工智能技术主要通过符号解释、形式化和意义捕捉的方式获取知识,对于人类整体知识和隐性知识的复杂性、创造性较难模仿。在不出现颠覆性技术突破的情况下,人工智能技术无法实现对人类创造的完全替代[5]。
(二)人工智能促进经济高质量发展的机理与效应
人工智能代表了未来经济发展的无限可能性,现有观点普遍认为人工智能可以通过提高生产率促进经济增长。在微观个体活动方面,人工智能发展传统自动化为“智能自动化”,持续释放个体创造力,极大提升劳动生产率。在中观行业生产方面,人工智能不断提升生产能力与资本效率,对行业进行分析并作出控制决策,解决某些行业生产准确率低、工作量大、设备闲置、安全性差等一系列问题。在宏观经济发展方面,人工智能促进管理效率、资源配置效率和社会交易效率的提升,推动创新并提高全要素生产率,深化分工形式,大大拓展产品创新的空间,从提升分工专业化效率转向提升分工多样化效率,从多样性角度拓展生产可能性边界[6-7]。师博从生产、分配、交换、消费四个方面探讨了人工智能充分契合创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念,在生产环节发挥创新效应与技术外溢效应实现创新发展;在分配环节优化分配结构同时提升分配效率深化共享发展;在交换环节,通过平台经济、国际共建等方式实现协调、开放发展;在消费环节改进消费质量,加速绿色消费,贯彻绿色发展理念。人工智能在贯彻新发展理念的同时,与经济社会充分融合,实现经济的高质量发展[8]。任保平等聚焦人工智能与实体经济的融合增长效应,从培育高端要素、优化要素禀赋结构的供给侧到普及智能产品与服务、多元化需求渠道的需求侧,双向探讨人工智能对实体经济的融合促进作用,并结合我国当前发展阶段,分析人工智能对传统产业、新兴产业、新商业模式以及供需协同的带动作用,提出构建融合支持体系、加强新基建、培育产业环境、优化投融资支持、深化对外开放等建议[9]。罗以洪基于数字产业化、产业数字化、数字化治理的模型框架,结合宏观理论中四部门经济的各个部门与要素特征,提出政府、消费者、生产者、国外消费者、国外生产者以及金融机构四部门数字经济模型,细化资源型、技术型、融合型、服务型四种数字经济类型,提出具有针对性的数字经济高质量发展路径与对策建议[10]。
已有研究对人工智能如何促进经济高质量发展的机理分析主要集中在以下几个角度:一是基于微观、中观、宏观三重视角进行分析,其具有坚实的经济逻辑支撑,易于进行理论分析,并提出相关政策建议;二是从生产、分配、交换、消费等经济环节进行分析,其更加全面地聚焦经济社会整体的高质量发展,并与新发展理念有着高契合度;三是以中国信息通信研究院提出的数字经济分析框架(数字产业化—产业数字化—数据价值化—数字化治理)为基础进行分析,这一角度具备国际通用性,同时在实证分析方面具有广泛的研究基础,有较多的研究基于相同框架对国内外不同主体进行数字经济测算。与此同时,上述角度都存在一定缺陷:微观、中观、宏观三重视角难以聚焦人工智能产业如何实现发展的高质量,经济环节视角则难以提出有针对性的促进建议,并且在量化发展质量、实证分析路径效应方面二者都有着较大的局限性。数字经济框架则是为数字经济所设计,套用于人工智能产业需要进一步探讨其适配性。
本文基于人工智能的技术—经济特征,对经济社会产业进行划分,并根据划分结构针对性分析人工智能对经济高质量发展的促进机理。经济社会产业可以分解为三种类型,即核心产业、融合产业、潜在关联产业(见图1)。首先,作为一项系统性较强的数字技术,人工智能催生了一系列配套核心产业,其产品服务涵盖了上游研发到下游应用的产业链各环节。其次,人工智能通过发挥渗透性、替代性、协同性、创造性四大技术—经济特征,对一些已有产业进行技术赋能,进而创造出智慧农业、智能制造、智慧建筑、智慧医疗等一大批产业融合新生态。最后,针对目前经济社会中市场化程度不高,尚与人工智能关联较弱的经济社会领域,在不久的未来,人工智能可能通过对其资产与产业环节的“激活”,实现意料之外的爆发式增长。
图1三类产业:按照与人工智能联系程度来
1.核心产业的扩张效应。人工智能作为一项系统性较强的数字技术,其应用的实现离不开技术研发、软硬件开发、算法模型训练、具体场景应用等一系列环节,从而催生了一系列支撑配套的核心产业,有着完备的产业链条,其产品服务涵盖了上游研发到下游应用的各环节。在软件层面,人工智能技术包括算法软件、图谱模型、处理流程等内容的开发,而在硬件层面,人工智能技术涵盖专用芯片、存储器、处理器等硬件设施的生产,除此之外,还包含对数据的搜集与处理,对样本进行学习,对模型进行训练等一系列配套工作。人工智能技术是一项涵盖诸多技术产品的复杂系统,从上游的技术研发到中游的工程实现,再到下游的应用反馈,系统中各个环节都对应着相匹配的产品及服务,随着行业的发展人工智能行业逐渐形成了一套相对独立的核心产业体系。
人工智能促进经济高质量发展的路径之一,即是人工智能核心产业的扩张增长效应。人工智能产业体系根植于高新信息技术产业,但不同于其他信息技术产业,人工智能具有与生产生活应用更高的融合度,可以快速响应具体问题,根据不同的场景生态提供对应的应用方案。不断增长的应用需求使得人工智能产业保持较高速度的增长,同时也促进了基础信息技术产业的壮大,人工智能核心产业的扩张增长符合产业结构优化升级方向,其对经济的支撑作用不断强化,促使经济实现高质量发展。
2.融合产业的赋能效应。人工智能技术发挥渗透性、替代性、协同性、创造性的技术—经济特征,输出智能化设施、智能化方案,对已有产业进行智能化改造,实现数字经济与实体经济的融合发展,通过提质增效促进经济高质量发展。
在农业领域,人工智能融入农业生产、物流、出售等环节中,实现农业生产的无人数控、基于数据分析的生产决策、智能农业机器人的精准执行等转变。中国工程院院士赵春江认为,数字技术将实现农业的产业结构升级、产业组织优化和产业创新方式变革,进一步实现农业从自然资源依赖向知识资源依赖的转变[11]。在工业领域,人工智能基于不同工业行业的产业特征提供生产服务的精准升级,一方面在生产端实现冗余资产的发现切除、错配资产的优化调整、闲置资产的重新激活,促进生产效率的提升;另一方面在消费端实现用户需求的快速响应、精确匹配、个性定制,充分释放消费端潜力。人工智能目前已经实现了客户识别、定向展示、工业数据分析等诸多应用。在服务业领域,人工智能早已应用于金融、旅游、物流、文化体育等各个领域,其中在金融领域进行赋能的研究与实践最丰富,人工智能的分析与决策潜力被认为是打造数字金融体系,实现包容性增长的重要路径之一[12]。如今人工智能技术正越来越多地被应用于供应链、交通物流、工业互联等领域,在工业、农业、金融、公共安全等行业逐步构建多样化行业技术服务及解决方案平台,将智能技术与行业数据、专业知识、业务流程深度融合,形成细分领域垂直行业平台,提供相对通用的行业应用服务。人工智能核心产业与融合产业促进经济高质量发展的动态作用机理见图2。
图2人工智能核心产业与融合产业促进经济高质量发展的动态作用机理
核心产业与融合产业之间并非独立增长的割裂状态,相反,人工智能对融合产业的增长赋能离不开人工智能核心产业高质量智能化设施与智能化方案的支撑,而核心产业的持续迭代更新也无法脱离融合产业提供的技术升级需求与场景数据反馈,一些阶跃性的模型优化与算法创新在高质量的场景数据支持下可以在短时间内达到极佳的训练效果并迅速投入推广使用,节省大量训练成本。核心产业与融合产业对经济高质量发展的促进作用是一个具有循环化、动态化特征的交互促进过程,在这个交互过程中,核心产业的底层架构创新能力与迭代速度持续提升,数据更加自主可控、安全高效,而融合产业的赋能边界不断拓展,逐步覆盖国民经济全产业链各环节。两类产业对经济高质量发展的促进路径具有内生自我反馈机制,在循环往复、不断深化的持续性过程中,实现更加全面、深化、自主、包容的经济高质量发展。
3.潜在关联产业的活化效应。除核心产业的扩张效应与融合产业的赋能效应外,作为一项颠覆性技术,人工智能还将对经济体系中的潜在关联产业产生重要驱动作用,即产生“活化效应”,带来创造性地增长。很多原本与数字技术毫无关联的产业,在人工智能行业产品输出、服务输出、技术输出、范式输出、商业模式创新等助力下得到活化,迎来了新一轮高质量发展行情。比如,在十余年前,外卖还只是人们拨打商家电话进行点餐配送行为的别称,而如今,外卖在人工智能技术的加持下,通过算法推荐、匹配骑手、产业链优化等方式,已经成长为一个万亿规模的巨型市场。在日常出行领域,人工智能技术为高效安全出行提供支持,在房地产行业,人工智能技术为交易主体实现智能匹配,降低交易时间成本,提升社会福利。我们正处于一个剧烈变革的时代,在可预见的未来,这种活化效应将越来越多地刺激经济社会的各个潜在关联产业,实现高效集约、创新绿色的高质量增长。
活化效应与融合产业的赋能效应有所区别:一是活化效应面对未来,活化对象更多指目前还未与人工智能技术产生交集的潜在行业;二是赋能效应的对象是融合产业,赋能过程中人工智能与融合产业的交互作用、动态发展,需要融合产业不断提供产品服务信息,而活化效应更多通过人工智能核心产业单向输出实现。
此外,对于部分潜在关联产业,特别是非正规部门(可称为市场外潜在关联产业),人工智能通过将其进行资本化来实现活化效应。索托在《资本的秘密》一书曾讨论这类广泛存在于发展中国家,严重阻碍社会部门运转以及经济产业发展的产业,包括城乡接合部非正式市场系统、非法作坊、非法建筑等。这些正式体系之外的经济部门在一定程度上弥补了正式经济领域的空白,但当其比重过大时便会形成对经济社会发展的强大阻力[13]。邱泽奇等将这类资产获得市场进入机会定义为资产的资本化过程,认为促进有效资本增长的途径有两条:其一,提高资本化程度;其二,增加资产数量[14]。在市场外潜在产业的资本化方面,数字技术展现了前所未有的催化效率,而人工智能技术更是综合大数据、识别匹配、智能决策等流程于一体,在社会各个方面实现冗余资产的发现切除、错配资产的优化调整、闲置资产的重新激活,促进了资产的高速、高效资本化。
人工智能通过对市场内潜在关联产业的活化效应,解决产业内存在的问题:其一,供求双方信息流通受阻,市场信息不对称的非匹配问题;其二,产业规模增长而质效降低的粗放增长非集约问题。对于市场外潜在关联产业,人工智能的资本化效应则解决了两方面的问题:其一,非正式产业尾大不掉的非规整问题;其二,数字设备能力差异化、市场进入机会不平等、地域发展不均衡等非公平问题。人工智能充分发挥对潜在关联产业的活化效应,作用范围逐步覆盖国民经济全产业链各环节,提供经济发展过程中非匹配、非集约、非规整、非公平问题的解决方案,实现经济的高质量发展。
二、我国人工智能发展现状
长久以来,中国在世界科技发展历史中扮演着追赶者的角色,而人工智能是我国在新一轮技术革命中率先取得领先优势地位的少数领域之一。2020年中国人工智能核心产业规模达到3251亿元,年度行业投融资金额突破800亿元[15],人工智能正加速与实体经济融合发展,助力产业转型升级、提质增效。
(一)基于行业发展视角,中国处于人工智能领域的第一梯队地位
目前我国在人工智能领域的论文发文量、专利申请量方面都居于世界前列,并且增长速度正进一步提高。总体而言,中国人工智能处于全球第一梯队位置,成为仅次于美国的第二大贡献国。
根据中国科学技术发展战略研究院、科技部新一代人工智能发展研究中心发布的《中国新一代人工智能发展报告2020》数据显示,2019年中国共发表人工智能论文2.87万篇,比上年增长12.4%,单年论文规模达到美国的1.5倍,相比2013—2018年共产出7.4万篇有了大幅提升。在全球近五年前100篇人工智能论文高被引论文中,中国产出占21篇,相比2018年增加5篇。中国在人工智能领域各顶级国际会议上的活跃度和影响力不断提升,在自动机器学习、神经网络可解释性方法、异构融合类脑计算等领域中都涌现了一批具有国际影响力的创新性成果。中国人工智能专利申请量2019年超过3万件,比上年增长52.4%[16-17]。另据深圳市人工智能协会发布的《2021人工智能发展白皮书》,截至2020年底,中国人工智能相关企业数量达到6425家,同比增长25.37%,企业数量位居全球第二[18]。另外,中国始终以积极的姿态推动人工智能领域的国际合作,在国际人工智能开源社区的贡献度已成为仅次于美国的第二大贡献国。
(二)基于技术研发视角,中国正处于人工智能发展的关键突破期
人工智能对经济社会高质量发展的促进力量根植于自身的通用性技术特征,而作为一项引领新一轮产业变革的数字技术,其对产业的变革动力来源于底层的一系列技术创新。中国信息通信研究院对人工智能技术创新程度和突破难度进行分类,从高到低分为颠覆、阶跃、创新优化和工程实现四个发展层级[17]。目前,我国在创新优化和工程实现技术方面处于全球领先位置,但在颠覆性和阶跃性技术方面相对缺乏,缺乏全球引领能力。
据中国信息通信研究院测算,现阶段我国在视觉、语音等基础智能任务的工程实现水平,处于世界领先位置,算法模型的二次创新优化能力同样居于世界前列,但在基础理论、原创模型等颠覆性、阶跃性技术领域仍不具备领导能力[19]。具体而言,中国有一大批人工智能研发机构致力于吸收改造领域内的人工智能算法技术并对其进行场景应用方面的训练,在完成工程实现的同时,基于丰富的场景、用户数据对技术模型进行较小的创新优化。如中国科学院大学人工智能学院近年来开发了基于大数据的互联网机器翻译核心技术及产业化(2017)、大规模知识图谱构建关键技术与应用(2020)等项目。在企业方面,旷视科技融合算法、算力和数据,打造新一代AI生产力平台旷视Brain++,开源深度学习框架“天元”,其ShuffleNet模型具备轻量级CNN模型结构,在同等计算复杂度下可编码更多信息。极智嘉科技基于丰富运营经验和场景积累,建立了国内机器人数量最多、出货能力最大的机器人拣选仓库产品和解决方案系统,覆盖订单拣选、自动搬运、包裹分解等不同物流应用场景,提供环境地图构建、动态环境适应、混合场景多传感器融合、自适应运动等一系列技术服务。依图科技与上海交通大学、芯片公司ThinkForce合作建立“视觉计算与应用”联合实验室,搭建全球最大的人像系统,覆盖超15亿人像,为全国20余省的安防、海关总署、中国边检等合作伙伴提供人像比对服务,并广泛应用在招商银行、浦发银行等多个互联网金融业务场景中。
尽管中国在视觉、语音、自然语言处理等基础应用任务的算法开发上技术完成度高、处理能力强、迭代速度快,多所企业与高校在全球权威比赛中成绩优异①,但是,在颠覆层级的基础理论开发,以及阶跃层级的模型原创或技术优化方面,中国缺失与产业体量相匹配的领导力。一方面,知识工程、深度学习、神经网络等人工智能基础理论开发需要相关统计学、认知学、神经学等底层学科作为理论基础,而中国长久以来一直在现代基础学科理论创新方面落后于欧美发达国家,缺乏基础性创造性贡献。另一方面,中国还没能掌握人工智能热点发展方向的决定权,技术标准、数据标准体系长期对标国际,国内研发重心长期跟随国际,缺失人工智能领域技术研发话语权,短期难以突破领域内寡头垄断格局。
①商汤、旷视、依图、腾讯等企业在细粒度图像识别、自动驾驶场景定位及追踪、行人重识别(ReID)、人体视频解析等复杂任务各类比赛中成绩优异;哈工大讯飞联合实验室(JointLaboratoryofHITandiFLYTEKResearch,HFL)在推理阅读理解评测任务(HotpotQA)全维基赛道中获得第一。
(三)基于地域空间视角,中国形成了三大城市群为重要引擎,沿海地区快速增长,内陆地区稳定增长的发展格局
自2017年国务院发布《新一代人工智能发展规划》以来,全国各地加快推进具有地方特色、符合地方定位的人工智能战略规划布局,央地共治共同推动人工智能发展成效显著,相关细化政策不断完善落地。当前中国形成了以京津冀、长三角、大湾区三大城市群为重要引擎,沿海地区快速增长,内陆地区稳定增长的人工智能地域发展格局。其中,京津冀城市群形成以北京为绝对核心的单核加速发展态势,长三角城市群构建以上海、杭州为正副核心的双核引领发展态势,大湾区城市群形成以深圳、香港、广州为核心的三极协同发展态势。三大城市群以外,主要有成都、武汉、长沙、合肥等城市支撑起了内陆地区人工智能领域的发展。
截至2020年底,中国人工智能企业数量达到6425家,京津冀、长三角、大湾区三大区域占据了企业总数量的80%以上。广东、北京、上海、浙江在企业专利申请数量方面领先全国,广东、江苏、北京、浙江是人工智能专利转移最活跃的地区,这些地区通过科技成果供给激发了区域经济发展新动能。2019年人工智能论文发表活跃度排名依次为北京、江苏、广东、湖北等地。2020年人工智能领域从业人员超过60万人,而北京、上海、深圳、杭州聚集了80%以上的人工智能人才①。三大城市群的人工智能快速发展离不开一大批人工智能研发机构的底层支撑,笔者根据机构资料与中国信息通信研究院对人工智能技术层级划分标准,对地处三大城市群的人工智能研发机构进行了简要划分。在北京,有清华大学神经网络结构研究中心、北京大学智能科学系、微软亚洲研究院、百度深度学习研究院支撑起颠覆与阶跃层级的技术开发,中科大模式识别实验室、北理工仿生机器人与系统国际合作联合实验室、旷视科技计算机视觉研究院等则聚焦创新优化与工程实现级的技术研发。上海与杭州在颠覆与阶跃层级的基础理论开发有上海交通大学人工智能数学基础、机器认知计算研究中心、复旦大学类脑智能教育部重点实验室、深兰科学院等校企机构,创新优化与工程实现级则有浙江大学计算智能与信号处理研究所、多源感知与机器智能研究所、之江实验室、上海智能机器人工程技术研究中心等研发机构提供支撑。大湾区地区有着广泛的人才吸引力与技术流动性,建有华为云计算异构系统关键技术工程实验室、中山大学大数据与计算智能研究所、无人系统研究所、深圳人工智能与大数据研究院、香港中文大学智能系统实验室;云从科技—中国民航共建智慧民航研究中心(广州)、大疆智能无人系统开放创新平台等一大批校企研发机构。
①数据来源:深圳市人工智能行业协会。其中,企业专利申请数量:广东28.32万件,北京10.28万件,上海6.13万件,浙江3.67万件
三、我国人工智能促进经济高质量发展存在的主要问题
(一)关键核心技术缺乏与产业话语权缺失导致核心产业低质扩张
在当前世界局势中,人工智能被视为经济社会发展重要的新增长点,各国都十分重视人工智能技术的发展,国内人工智能企业与高校科研院所在国际市场中极易被打上“中国”的标签,并遭遇一些来自非市场力量的压迫。中国目前在创新优化级、工程实现级的人工智能技术研发工作取得了巨大成就,但在颠覆性理论突破与阶跃性模型创新方面还有所不足,中国还未能掌握人工智能热点方向的决定权,技术标准、数据标准体系不得不长期对标国际,研发重点跟随国际脚步,缺失人工智能领域技术研发话语权。同时,在关键技术、芯片制造、架构设计、底层平台方面中国还面临着发达国家“卡脖子”的局面。人工智能促进经济高质量发展的路径之一是通过其核心产业的扩张增长,在核心技术话语权缺失的情况下,中国将难以发挥核心产业的扩张效应,甚至长期陷入“大而不强”的被动局面。
(二)产学研合作存在“梗阻”与要素流通不畅导致融合产业低效赋能
人工智能对融合产业的赋能过程涉及特定产业专业与人工智能专业的交叉复合知识,更需要研发端长期布局,熟悉特定产业的运行架构与关键症结。然而,目前中国不同人工智能主体的研发重心存在偏差,高校科研院所相对重视人工智能理论开发与模型训练问题,而人工智能企业更重视场景应用与技术服务,产业端与研发端之间的界限依旧牢固,市场激励基础理论研发与基础研发促进产业升级的双向路径不通畅,技术、人才、制度、数据等要素难以自由流动,核心产业与融合产业之间的产品服务流与信息数据流渠道受阻,原本的动态融合逻辑被打破,人工智能对融合产业赋能成本高、效率低、效果差,无法充分发挥对经济高质量发展的交互促进效应。
(三)平台垄断问题与溢出效应不足导致潜在关联产业低迷活化
在人工智能时代,学习算法不断优化,模型算力持续进步,数据的经济价值将得到前所未有的深度挖掘和充分释放,为海量用户数据提供了完美的商业可能。同时,人工智能技术依赖数据进行正反馈循环发展,行业自然倾向于垄断,当人工智能头部平台公司形成一定的市场势力,市场机制将很难阻止其利用“技术+市场势力”的循环进一步深化垄断格局。人工智能产业主体通过数据垄断而限制、排除竞争的行为,将成为反垄断法面临的新时代课题[20]。当前,我国数字经济平台垄断问题已经有所凸显,以滴滴为代表的一批数字平台被国家互联网信息办公室核实存在严重违法违规收集使用个人信息问题,要求下架整改[21-22]。人工智能行业存在的垄断问题对行业发挥溢出效应有着严重的阻碍,行业活力被抑制,导致人工智能对于潜在关联产业的活化效应严重释放不足。
(四)相关社会伦理道德规范缺失,隐私保护和安全性问题突出
与发达国家相比,我国还缺乏与人工智能相关的社会伦理和法律规范系统研究和整体规划,对于人工智能使用和赋能造成的潜在风险、隐私保护,缺乏事前预见性和事后应急处置方案,特别是在社会治理领域的应用,容易诱发隐私侵犯、侵入式检测事件,甚至诱发危及社会稳定和政权安全的严重群体性社会问题。人工智能法律法规有待完善,行业发展尚需伦理准则规范,法律地位不明确、算法不透明、危险决策不可解释等一系列风险亟须解决。
此外,我国还存在开源软件使用不当导致的知识产权侵权风险、强制开源导致企业核心技术泄露风险(如使用GPL等许可协议,要求引用/修改/衍生代码的开源/免费使用,不允许修改/衍生的代码作为闭源商业软件发布和销售)、不遵守许可协议造成合同违约风险,以及多个开源许可证不兼容风险等一系列问题。在开源软件使用不当方面,我国人工智能领域在国际上声誉受损和被经济制裁的案例时有发生。
(五)相关人才短缺且结构不合理,难以支撑实体经济高质量发展
1.高端人才总量偏少。知名AI领域机构ElementAI发布的2020年《全球AI人才流动报告》称,尽管中国在人工智能处于世界前列,论文数量排名也居于全球第二位置,但中国人工智能人才储备表现不佳,在全球AI人才库中,美国拥有188300人,再次位列第一,印度拥有86213人,居次席,中国拥有AI人才数量仅为22191人,排在第四位;并且,据测算,2014—2019年,中国人工智能高端人才呈现越来越严重的净流出状态[23]。
2.人才结构不合理。我国人工智能人才主要集中在应用领域,而美国则主要集中在芯片、机器学习、计算机视觉等重要基础技术领域。我国目前缺乏具备人工智能和实体经济交叉知识体系的复合型人才,但高校专业设置落后于科技发展实际,人工智能专业教学存在缺乏实践、领域宽泛、知识陈旧、碎片化严重等问题。产业界则存在人才使用和激励机制不完善的问题,对如何评价科技人员贡献缺乏有效办法,人工智能技术人员在选拔、任用、培养、使用上缺乏有效激励办法。
四、对策建议
(一)推进基础理论研究和关键共性技术开发,提高科技自立自强能力
针对核心产业低质扩张问题,充分发挥新型举国体制优势,集合产学研多方优势,加大在机器学习、智能计算、核心算法、基础软硬件等人工智能前沿理论和关键核心技术研发应用的投入力度,坚持创新在经济高质量发展中的核心地位,增强科技自主创新能力,尽快在基础理论研究和关键共性技术获得突破,解决一批“卡脖子”技术问题,提高人工智能领域科技自立自强能力。
针对融合产业低效赋能问题,大力推进以企业为主体、“政产学研用”相结合的开放式协同创新,提高创新生态系统开放性、协同性。加强人工智能相关的企业国家重点实验室建设,支持企业与高校、科研院所等共建研发机构和联合实验室,打破产学研壁垒,进一步疏通二者之间技术、人才、制度、数据的流动路径,加强面向人工智能和行业共性问题的应用基础研究,联合开展关键共性技术攻关。鼓励不同产业领域对人工智能技术的创新应用,加快人工智能应用覆盖速度,拓展人工智能应用赋能边界。鼓励实体经济与人工智能的深度融合,推进融合产业动态高质量发展。
(二)优化行业发展环境,促进产业生态良性发展
人工智能与实体经济深度融合需要优化发展环境,包括完善的市场建设、公平的竞争环境、良好的商业秩序、政府规范合理的行为及其激励与保障下企业对于技术创新与产业创新的追求(而非对于寻租及政策套利活动的追求)。
在反垄断方面,贯彻落实《中华人民共和国反垄断法》和《国务院反垄断委员会关于平台经济领域的反垄断指南》,强化对数字经济平台企业反垄断执法,坚决制止平台企业利用算法歧视、算法操纵、数据垄断、侵犯隐私等手段,侵害消费者利益,实施排除、限制竞争的行为。
在政策环境方面,推进普惠性产业政策转型,由当前“政府选择+政策支持”的产业政策,与“产业规划—项目选择—政策支持—效果评估”的政策实施方式,转变为“环境建设+市场选择”的产业政策,与“产业规划—环境建设—体制机制保障—企业行为—市场选择”的政策实施方式[24]。
在市场环境方面,完善全国统一、竞争有序的市场体系建设,加大知识产权保护力度,防范打击人工智能领域知识产权侵权行为。建立完善人工智能知识产权交易制度,促进人工智能技术在产业间的扩散。完善资本市场支撑环境,优化人工智能与实体经济融合的金融市场支持。完善区域间技术、人才、资本流动环境,积极引导中西部地区重视人工智能产业发展,解决地域发展不均衡问题。
(三)完善相关法律法规和伦理规范制度,促进人工智能“科技向善”
新一代人工智能技术是一种数据驱动型技术,存在着技术上鼓励数据的全社会流动共享与安全上要求个人加强隐私信息保护之间的深层矛盾。数据的高质量、大规模、可得性关乎人工智能发展的成败,因此在数据安全性方面,需要政府重视相关法律法规体系建设,行业协会加快制定行业标准规范,企业内部建设并严格执行数据泄露惩罚机制。
贯彻落实《中华人民共和国网络安全法》《中华人民共和国数据安全法》,呼吁尽快出台《中华人民共和国个人信息保护法》。借鉴欧盟《通用数据保护条例》等在数据安全和隐私保护的先进经验,结合实际情况出台相关实施细则和配套政策,在确保数据安全和个人隐私、企业秘密前提下,鼓励数据互联互通。组织社会学家、法律专家、技术专家针对相关问题展开合作,全社会广泛参与讨论,制定完善相关法律法规和伦理规范,规范人工智能信息收集、保存、使用、共享、转让、信息披露等活动,实现信息安全、隐私权与数据可得性之间的平衡,确保人工智能“科技向善”。
(四)构建高素质人才培养体系和人才流动机制,促进包容性均衡发展
人工智能核心产业扩张增长过程的专业性与融合产业赋能增长过程的复合性对相关人才的数量、质量提出了高要求。中国需要在鼓励高校设立人工智能专业的同时,鼓励设立“人工智能+”复合专业,培养融合专业人才。基于多学科构建人工智能人才协同培育体系,加强优势专业校际交流,深化教育科研改革,加大交叉人才培养力度,增加人工智能人才储备。
我国人工智能发展水平高的机构和企业主要集中在东部地区,中西部人工智能研发和应用水平相对较低,区域发展不平衡问题较为突出。中西部地区应以大力发展数字基础设施为契机,完善地区营商环境和知识产权保护制度,构建灵活顺畅的人才流动机制,通过建立人工智能专项发展基金池等办法,吸引东部人才到中西部地区创业发展,提升中西部地区人工智能发展水平。
拓宽国际人才交流和招揽渠道,扶持人工智能、机器学习,以及数字经济所需的数据分析、云端计算等领域的人才引进及培养。鼓励高校、企业相关团队赴国外顶尖大学及研究机构合作交流人工智能及机器学习等最新技术。完善外籍高层次人认定标准,畅通人才申请永久居留的市场化渠道,为外籍高层次数字科技人才在华工作、生活提供更多便利。完善国际化人才培养模式,加强数字科技人才国际交流合作,推进职业资格国际互认。
(五)加快人工智能创新应用先导区和创新发展试验区建设,推进改革试点和应用示范
目前,工信部已经在上海(浦东新区)、深圳、济南—青岛、北京、天津(滨海新区)、杭州、广州、成都设立了8个国家人工智能创新应用先导区,这是部省协同推进人工智能和实体经济深度融合的重要举措。科技部则分别发函支持北京、上海、合肥、杭州、深圳、天津、济南、西安、成都、重庆、广州、武汉、苏州、长沙等城市和浙江省德清县,建设国家新一代人工智能创新发展试验区,国家新一代人工智能创新发展试验区已达14市1县。
要以创建国家人工智能创新应用先导区和国家新一代人工智能创新发展试验区为契机和载体,发挥先导区和试验区在技术原创、产业生态、人才基础、发展环境等多重优势,不断拓展应用场景,促进人工智能与制造业深度融合,促进人工智能与核心产业、融合产业、潜在关联产业更多融合发展。与此同时,探索新一代人工智能发展新路径新机制,形成可复制、可推广的经验,不断挖掘机制改革“深度”,提升创新能力“高度”,加快应用落地“速度”,增进产业集聚“热度”,导出经验、模式、产品及服务,为经济高质量发展提供有力支撑。
参考文献
[1]姜国睿,陈晖,王姝歆.人工智能的发展历程与研究初探[J].计算机时代,2020(9):7-10,16.
[2]习近平主持中共中央政治局第九次集体学习并讲话[EB/OL].(2018-10-31)[2021-07-07].http://www.gov.cn/xinwen/2018-10/31/content_5336251.htm?cid=303.
[3]蔡跃洲,张钧南.信息通信技术对中国经济增长的替代效应与渗透效应[J].经济研究,2015(12):100-114.
[4]蔡跃洲,陈楠.新技术革命下人工智能与高质量增长、高质量就业[J].数量经济技术经济研究,2019(5):3-22.
[5]HolfordWD.Thefutureofhumancreativeknowledgeworkwithinthedigitaleconomy[J].Futures,2019(105):143-154.
[6]曹静,周亚林.人工智能对经济的影响研究进展[J].经济学动态,2018(1):103-115.
[7]郭晗.人工智能培育中国经济发展新动能的理论逻辑与实践路径[J].西北大学学报(哲学社会科学版),2019(5):21-27.
[8]师博.人工智能助推经济高质量发展的机理诠释[J].改革,2020(1):30-38.
[9]任保平,宋文月.新一代人工智能和实体经济深度融合促进高质量发展的效应与路径[J].西北大学学报(哲学社会科学版),2019(5):6-13.
[10]罗以洪.大数据人工智能区块链等ICT促进数字经济高质量发展机理探析[J].贵州社会科学,2019(12):122-132.
[11]赵春江:加快数字技术应用于农业农村[N].农民日报,2020-12-19(03).
[12]张勋,万广华,张佳佳,等.数字经济、普惠金融与包容性增长[J].经济研究,2019(8):71-86.
[13]赫尔南多·德·索托.资本的秘密[M].于海生,译.北京:华夏出版社,2012.
[14]邱泽奇,张樹沁,刘世定,等.从数字鸿沟到红利差异——互联网资本的视角[J].中国社会科学,2016(10):93-115,203-204.
[15][18]深圳市人工智能行业协会发布《2021人工智能发展白皮书》[EB/OL].(2021-05-28)[2021-06-20].https://www.sohu.com/a/469049593_121123919.
[16]《中国新一代人工智能发展报告2019》发布——我国人工智能论文发文量全球领先[EB/OL](.05-26)[2021-06-08].https://baijiahao.baidu.com/s?id=1634542618791206141&wfr=spider&for=pc.2019-
[17]《中国新一代人工智能发展报告2020》发布[EB/OL].(2020-10-22)[2021-06-14].https://baijiahao.baidu.com/s?id=1681229567542644309&wfr=spider&for=pc.
[19]《人工智能核心技术产业白皮书》发布[EB/OL].(2021-04-21)[2021-06-20].https://www.sohu.com/a/462167290_120056153.
[20]吴汉东.人工智能的数据垄断与反垄断法的时代使命[N].光明日报,2018-07-03(11).
[21]关于下架“滴滴出行”App的通报[EB/OL].(2021-07-04)[2021-07-11].http://www.cac.gov.cn/2021-07/04/c_1627016782176163.htm.
[22]关于下架“滴滴企业版”等25款App的通报[EB/OL].(2021-07-09)[2021-07-11].http://www.cac.gov.cn/2021-07/09/c_1627415870012872.htm.
[23]2020全球AI人才报告:全球AI人才突破47万,中国仅有2万[EB/OL].(2021-03-25)[2021-07-09].https://www.sohu.com/a/457292666_120129517.
[24]高煜.我国经济高质量发展中人工智能与制造业深度融合的智能化模式选择[J].西北大学学报(哲学社会科学版),2019(5):28-35.
方澳,中国社会科学院大学硕士研究生,研究方向为数字经济、政府政策。
郭朝先,方澳.人工智能促进经济高质量发展:机理、问题与对策[J/OL].广西社会科学:1-10[2021-07-26].http://kns.cnki.net/kcms/detail/45.1185.C.20210723.1327.002.html.
新一代人工智能的发展与展望
随着大数据、云计算等技术的飞速发展,人们生产生活的数据基础和信息环境得到了大幅提升,人工智能(AI)正在从专用智能迈向通用智能,进入了全新的发展阶段。国务院印发的《新一代人工智能发展规划》指出新一代人工智能相关学科发展、理论建模、技术创新、软硬件升级等整体推进,正在引发链式突破,推动经济社会各领域从数字化、网络化向智能化加速跃升。在4月10日“吴文俊人工智能科学技术奖”十周年颁奖盛典中,作为我国不确定性人工智能领域的主要开拓者、中国人工智能学会名誉理事长李德毅院士荣获“吴文俊人工智能最高成就奖”,并在大会上作题为《探索什么叫新一代人工智能》的报告,探讨了新一代人工智能的内涵和路径,引领着新一代人工智能的发展与展望。
人工智能这一概念诞生于1956年在美国达特茅斯学院举行的“人工智能夏季研讨会”,随后在20世纪50年代末和80年代初先后两次步入发展高峰,但因为技术瓶颈、应用成本等局限性而均掉入低谷。在信息技术的引领下,数据信息快速积累,运算能力大幅提升,人工智能发展环境发生了巨大变化,跨媒体智能、群体智能成为新的发展方向,以2006年深度学习模型的提出为标志,人工智能第三次站在了科技发展的浪潮之巅。
当前,随着移动互联网、物联网、大数据、云计算和人工智能等新一代信息技术的加速迭代演进,人类社会与物理世界的二元结构正在进阶到人类社会、信息空间和物理世界的三元结构,人与人、机器与机器、人与机器的交流互动愈加频繁。在多源数据、多元应用和超算能力、算法模型的共同驱动下,传统以计算机智能为基础的、依赖于算力算法和数据的人工智能,强调通用学习和大规模训练集的机器学习,正逐渐朝着以开放性智能为基础、依赖于交互学习和记忆、基于推理和知识驱动的以混合认知模型为中心的新一代人工智能方向迈进。应该说,新一代人工智能的内核是“会学习”,相较于当下只是代码的重复简单执行,新一代人工智能则需要能够在学习过程中解决新的问题。其中,学习的条件是认知,学习的客体是知识,学习的形态是交互,学习的核心是理解,学习的结果是记忆……因此,学习是新一代人工智能解释解决现实问题的基础,记忆智能是新一代人工智能中多领域、多情景可计算智能的边界和约束。进而当人类进入和智能机器互动的时代,新一代人工智能需要与时俱进地持续学习,不断检视解决新的问题,帮助人机加深、加快从对态势的全息感知递进到对世界的多维认知。
事实上,基于数据驱动型的传统人工智能,大多建立在“数据中立、算法公正和程序正义”三要素基础之上,而新一代人工智能更关注于交互能力,旨在通过设计“记忆”模块来模仿人脑,解决更灵活多变的实际问题,真正成为“不断学习、与时俱进”的人工智能。特别是人机交互支撑实现人机交叉融合与协同互动,目前已在多个领域取得了卓越成果,形成了多方面、多种类、多层次的应用。例如,在线客服可以实现全天候不间断服务,轻松解决用户咨询等问题,也可将棘手问题转交人工客服处理,降低了企业的管理成本;在智慧医疗领域,人工智能可以通过神经影像实现辅助智能诊断,帮助医生阅片,目前准确率已达95%以上,节省了大量的人力;2020年,在抗击疫情的过程中,新一代人工智能技术加速与交通、医疗、教育、应急等事务协作联动,在科技战“疫”中大显身手,助力疫情防控取得显著成效。
未来已来,随着人工智能逐渐融入居民生活的方方面面,将继续在智慧医疗、自动驾驶、工业制造智能化等领域崭露头角。一是基于新一代人工智能的智慧医疗,将助力医院更好记录、存储和分析患者的健康信息,提供更加精准化和个性化的健康服务,显著提升医院的临床诊断精确度。二是通过将新一代人工智能运用于自动驾驶系统的感知、预测和决策等方面,重点解决车道协同、多车调度、传感器定位等问题,重新定义城市生活中人们的出行方式。三是由于我国工业向大型化、高速化、精细化、自主化发展,对高端大规模可编程自动化系统提出迫切需求,新一代人工智能将推动基于工业4.0发展纲领,以高度自动化的智能感知为核心,主动排除生产障碍,发展具备有适应性、资源效率、人机协同工程的智能工厂应运而生。总之,如何展望人工智能通过交互学习和记忆理解实现自编程和自成长,提升自主学习和人机交互的效率,将是未来研究着力发展的硬核领域,并加速新一代信息技术与智能制造深度融合,推动数字化转型走深走实,有信心、有能力去迎接下一场深刻产业变革的到来。
新一代人工智能的发展与展望
随着大数据、云计算等技术的飞速发展,人们生产生活的数据基础和信息环境得到了大幅提升,人工智能(AI)正在从专用智能迈向通用智能,进入了全新的发展阶段。国务院印发的《新一代人工智能发展规划》指出新一代人工智能相关学科发展、理论建模、技术创新、软硬件升级等整体推进,正在引发链式突破,推动经济社会各领域从数字化、网络化向智能化加速跃升。在4月10日“吴文俊人工智能科学技术奖”十周年颁奖盛典中,作为我国不确定性人工智能领域的主要开拓者、中国人工智能学会名誉理事长李德毅院士荣获“吴文俊人工智能最高成就奖”,并在大会上作题为《探索什么叫新一代人工智能》的报告,探讨了新一代人工智能的内涵和路径,引领着新一代人工智能的发展与展望。
人工智能这一概念诞生于1956年在美国达特茅斯学院举行的“人工智能夏季研讨会”,随后在20世纪50年代末和80年代初先后两次步入发展高峰,但因为技术瓶颈、应用成本等局限性而均掉入低谷。在信息技术的引领下,数据信息快速积累,运算能力大幅提升,人工智能发展环境发生了巨大变化,跨媒体智能、群体智能成为新的发展方向,以2006年深度学习模型的提出为标志,人工智能第三次站在了科技发展的浪潮之巅。
当前,随着移动互联网、物联网、大数据、云计算和人工智能等新一代信息技术的加速迭代演进,人类社会与物理世界的二元结构正在进阶到人类社会、信息空间和物理世界的三元结构,人与人、机器与机器、人与机器的交流互动愈加频繁。在多源数据、多元应用和超算能力、算法模型的共同驱动下,传统以计算机智能为基础的、依赖于算力算法和数据的人工智能,强调通用学习和大规模训练集的机器学习,正逐渐朝着以开放性智能为基础、依赖于交互学习和记忆、基于推理和知识驱动的以混合认知模型为中心的新一代人工智能方向迈进。应该说,新一代人工智能的内核是“会学习”,相较于当下只是代码的重复简单执行,新一代人工智能则需要能够在学习过程中解决新的问题。其中,学习的条件是认知,学习的客体是知识,学习的形态是交互,学习的核心是理解,学习的结果是记忆……因此,学习是新一代人工智能解释解决现实问题的基础,记忆智能是新一代人工智能中多领域、多情景可计算智能的边界和约束。进而当人类进入和智能机器互动的时代,新一代人工智能需要与时俱进地持续学习,不断检视解决新的问题,帮助人机加深、加快从对态势的全息感知递进到对世界的多维认知。
事实上,基于数据驱动型的传统人工智能,大多建立在“数据中立、算法公正和程序正义”三要素基础之上,而新一代人工智能更关注于交互能力,旨在通过设计“记忆”模块来模仿人脑,解决更灵活多变的实际问题,真正成为“不断学习、与时俱进”的人工智能。特别是人机交互支撑实现人机交叉融合与协同互动,目前已在多个领域取得了卓越成果,形成了多方面、多种类、多层次的应用。例如,在线客服可以实现全天候不间断服务,轻松解决用户咨询等问题,也可将棘手问题转交人工客服处理,降低了企业的管理成本;在智慧医疗领域,人工智能可以通过神经影像实现辅助智能诊断,帮助医生阅片,目前准确率已达95%以上,节省了大量的人力;2020年,在抗击疫情的过程中,新一代人工智能技术加速与交通、医疗、教育、应急等事务协作联动,在科技战“疫”中大显身手,助力疫情防控取得显著成效。
未来已来,随着人工智能逐渐融入居民生活的方方面面,将继续在智慧医疗、自动驾驶、工业制造智能化等领域崭露头角。一是基于新一代人工智能的智慧医疗,将助力医院更好记录、存储和分析患者的健康信息,提供更加精准化和个性化的健康服务,显著提升医院的临床诊断精确度。二是通过将新一代人工智能运用于自动驾驶系统的感知、预测和决策等方面,重点解决车道协同、多车调度、传感器定位等问题,重新定义城市生活中人们的出行方式。三是由于我国工业向大型化、高速化、精细化、自主化发展,对高端大规模可编程自动化系统提出迫切需求,新一代人工智能将推动基于工业4.0发展纲领,以高度自动化的智能感知为核心,主动排除生产障碍,发展具备有适应性、资源效率、人机协同工程的智能工厂应运而生。总之,如何展望人工智能通过交互学习和记忆理解实现自编程和自成长,提升自主学习和人机交互的效率,将是未来研究着力发展的硬核领域,并加速新一代信息技术与智能制造深度融合,推动数字化转型走深走实,有信心、有能力去迎接下一场深刻产业变革的到来。
作者:徐云峰
catalogs:13000076;contentid:7688970;publishdate:2021-06-11;author:黄童欣;file:1623414511328-aff718d9-3742-46b0-b08c-e56bdd1ed8c8;source:29;from:中华读书报;timestamp:2021-06-1120:28:23;[责任编辑:]人工智能在教育领域中的应用面临哪些问题和挑战
再比如说,可以了解你的学习能力的情况,可以对你的学习负担提供各种监测,当然这个是要遵循伦理,研究伦理的前提下,可以通过对你的数据和你的表情的分析知道你处在疲劳状态,处在轻生状态,这个在研究里面已经在做了,当然这个前提要尊重个人隐私、伦理的前提下,监测学生的上课状态。如果你过分疲劳,对学习效率很低的。
再比如说可以通过人工智能和虚拟现实结合,提供增强性的虚拟探究环境,供学习者进行探究,进行发现,比如再通过一个虚拟环境,可以回到两千年前去发掘那个时代的历史以及历史演化的过程,智能加虚拟现实结合。等等,人工智能可以在学习环境、学习过程上提供非常多的很好的支持。
第三,人工智能可以对学习过程的评价起到非常重要的作用。他可以分析出你在学习过程中对哪些知识掌握的情况,每个知识点上学科能力的情况,你的核心素养的情况,以及你的体质健康发展情况、心理健康发展情况,可以使得我们的教育评价从单一的学科知识的评价到全面的综合性的评价,可以使得我们的评价从以前只是期末一次考试变成过程性的评价,可以嵌入到你的学习过程中,对学习者进行一些评价,而且评价不仅仅是评价你的知识,还可以评价你的问题解决能力方面。
另外,这种评价可以使得老师的工作大幅度减轻。以前我们只是由人工来做各种各样的评分、观察,需要很大的工作量,现在人工智能可以由计算机进行自动测评,比如英语口语测试,现在已经产业化了,都已经实用化了,很多中考、高考的英语考试都是用实际的系统。
另外,英语作文的批改,现在基本上实用化了,在实验室里面,我们的问答题、论述题、作文题,这些主观题的批改,也已经取得了实质性的进步。今后这方面会取得实质性的突破。取得实质性突破以后,我们老师改作业,统计分数,这些工作就会大幅度降低。人工智能会在教育评价上发挥非常重要的作用。
另外,人工智能对教师的工作可以起到非常重要的作用,起到教师助理的作用。比如,智能出题、智能批改、智能阅卷、智能化的辅导,各种评价报告的自动生成,以及针对学生因人而异的给学生提供各种反馈,像现在我们老师面对一个班,可能面对40个-50个学生,他很难,以前很难做到每个学生都给个性化的反馈,因为他的时间精力不允许,他也不可能了解每个孩子的具体情况,但是现在基于人工智能的技术,我们完全可以了解到孩子在学习过程中存在的各种问题,在人工智能的帮助下,可以根据不同的问题,每个学生提供个性化的反馈,实现对学生个性化的支持,做到既具有规模化,又做到个性化,这是我们中国教育现代化2035所追求的目标。
中国教育现代化2035提出,我们要推进兼容个性化和规模化并重的教育。这个时候人工智能可以大幅度提高老师对学生个性化支持的一种能力,降低教师工作过程中的负担。
第五,人工智能还可以在我们的教育决策、教育管理,以及教育公共服务方面,起到非常重要的作用。比如,人工智能可以使得我们的教育公共服务,从面向群体到面向个体,比如政府,要提供教育公共服务,以前只能面对群体来提供,现在有了人工智能以后可以了解学生个性化的需求,通过网络提供个性化的教育公共服务,相比北京市,北京市有一个中学教师开放性辅导计划,这个计划就是我们在支持,在运行。
它的核心工作就是动员了10788个骨干教师常态性的在网上给学生提供一对一的答疑服务,以及直播课的服务,以及问题解答的服务,以及微课共享的服务。在这个过程中,每个学生在学校里面都有个性化的需要,这种个性化的需要以前是政府不解决的,而现在有了大数据,有了人工智能,有了互联网以后,可以使得政府可以购买教师的在线服务,给学生提供个性化内容的服务,使得我们教育公共服务更个性化。
第二,我们有了学习过程中的各种数据,以及我们办学过程之中的数据,可以使得我们的决策不再只是基于我们个体经验,而是有个体的经验加上科学的数据结合,人机结合的决策,可以使得我们的管理,我们现代教育的治理更加科学、更加精准,也更加符合我们现在民众利益主体,参与度越来越高的诉求,可以大幅度提升政府的现代教育治理的功能。
第三,还可以促进教育对各种环境的集成管控,可以实现把一些隐患的问题,在事情还没有发生之前就可以事先进行预测、进行管控。比如,刚才举的例子,校园外的一些不法分子,完全可以通过数据甄别出来,可以在一些事情上没有被发生之前就可以预测。再比如说校园的各种公共设施,如果出现了小的漏洞,小的漏洞完全可以及时通过人工智能技术集成联通以后,集成远程控制,及时发现。不是等小事情酿成大事情再进行补救,从事后补救变成事前监管,事前预警。实际上人工智能在这五个方面都可以发挥很多很多的作用。
主持人刚刚余教授听您在人工智能教育领域方面的应用非常广泛。但是可能很多人跟我有一样担心,人工智能现在在教学领域能发挥这么大的作用,未来会不会真的把老师取代了?和教师之间会存在一种什么样的关系?是合作还是相辅相承?
余胜泉
教师永远不会被取代。因为我们教师是促进人的成长,有两个职能,一个是教书的职能,一个是育人的职能。今后如果只是知识性的讲授,知识性的传授的工作,会越来越多的被人工智能所提高效率,但是完全取代是不可能的。因为人需要人和人之间的沟通,面对面的沟通,这种情感的沟通,和我们面对屏幕的沟通还是有差异的。
人永远不会取代。但是我们很多的讲课的效率,会大幅度提升。另外,教师除了教书以外还有育人,还有解决学生成长过程中的各种问题,这种问题的解决,需要人工智能来增强。教师在教育教学中非常重要的。我觉得教师和人工智能的关系,是一个相互赋能、相互增强的关系。
相互赋能是什么意思?教师的智慧会越来越多的转化为规则性的东西,使得人工智能具有教师的能力,把老师的个体智慧或者集体智慧转化为人工智能的能力,把人工变成了智能。
另外,人工智能也会赋能教师,教师利用人工智能可以提高,可以使得我们教师提高工作效率,而且能够做到以前做不到的事情,是一个相互赋能、相互增强的关系。人工智能首先是教学效率提高,比如说以前讲测考练,原来需要10个小时完成的事情,可能一两个小时就完成了,针对学生个性化辅导,作业批改。
现在老师一个人带三个班,每天都要改一百多份作业,这一百多份要认真改的话,要两三个小时,工作量非常大。如果今后人工智能发展了,完全可以让人工智能实现批改,实现批改以后可以给出你各种分析报告,每个孩子出现问题是什么地方,给他什么样的改进措施,都给你自动生成。你拿这个报告,可能比老师自己改效率还高,比你自己改还更好地了解孩子。通过这种方式给提高老师的工作效率,把原来需要花很多时间和精力的事情取代掉了。老师有更多的时间,更多的精力关注孩子的成长。心理、身心健康。
另外一方面,人工智能可以增强教师,就是可以使得我们老师做到以前做不到的事情。比如,举一个非常简单的例子,我们有个团队在做一个研究项目叫“AI好老师”,我们孩子在成长过程中,经常遇到各种各样的问题,比如说小的问题,打架、不守纪律、网络成瘾、过分崇拜明星、早恋等等这些问题,这些问题背后都是有教育学、社会学、心理学、生理学的一系列的原因,但是这些原因是很深的,一般的老师很难说把各种知识都很了解,我们很多老师、很多家长面对孩子出现这些问题的时候,总是简单地打骂或者简单的斥责,这样对孩子于事无补。
这个时候,像我们就做了一个项目叫AI好老师,我们建立了0-18岁儿童成长过程中常见的典型的问题知识库,以及每个问题背后的教育学、心理学、社会学、生理学这方面的原因,以及一些如何干预,对这些问题如何进行干预的优秀教师的案例,我们收集了优秀教师处理这些问题的案例,这样就会形成智能的系统。
只要和那个系统说,我的孩子早恋了,他会问你几个表现,如果你确认之后,他说这可能是早恋,他分析早恋的原因是什么,社会学、心理学的原因是什么,再给出某一个很好的老师处理过这个事情他是怎么和孩子沟通的,他可以把符合教育教学规律的案例,让老师学习。这样可以提高我们老师的育人的能力,提高家长和孩子相处的和谐程度,促进学生身心健康的发展。
再比如体质健康,现在儿童成长过程中的身体体质这些方面的发展越来越重要。除了知识以外,身心健康其实更重要,我们完全可以通过一些智能手环、智能肺活量的工具、智能跳绳工具,以及运动器材,会通过5G加上传感器以后,可以自动采集学生运动过程中的各种数据,把这些数据通过5G传送到云平台以后,就可以限定学生的心率、血氧、运动脉搏各种各样运动参数的常模数据库,有了这个数据库以后,可以对学生的运动知识、运动技能、营养情况、身体发育等这些方面的情况进行进一步的分析,分析可以发现学生在体质健康上存在哪些问题,或者哪一种体质类型,可以给出有针对性的运动处方的方案,也可以发现学生在运动中有哪些优势,从而增强他的优势。
我举这些例子就是想说明,我们很多教育中理想中希望老师能做到的事情,但是由于传统的时间精力以及能力的问题,我们做不到,现在人工智能可以增强我们教师,使得我们教师能够做到这些事情。人工智能和教师是相互赋能、相互增强的关系。
但是,虽然人工智能不会取代老师,但是会使用人工智能的教师会取代不使用人工智能的教师,我们教师还要主动适应互联网、大数据、人工智能时代新的技术的变化、新的技术的变革,不断进一步的学习,善于使用,关注最新的进展,希望老师能够努力把这些东西融入到他的日常教学中,从而提高自己的教学效率。
主持人
刚刚您说了很多人工智能和教师之间的互相赋能、互相增强的关系,随着人工智能的普及或者应用,对教师的压力是不是挺大的?教师之前可能只要备好课、教好学生,关心学生成长,现在要学习更多的人工智能方面的知识。人工智能在人才培养方面,我们是不是现在也是一个非常重要的环节?
余胜泉
人工智能的知识学习有一个渐进的过程,人工智能核心就是智力的自动化,像机械是我们体力的延长一样,人工智能是我们脑力的延长,可以使得我们人能够处理以前无法处理的复杂事情,实际上是提高我们老师的效率,适当的学习这些知识。像我们生活中,比如天天拿着手机录语音,那个复杂吗?不复杂。但是,背后的技术是很复杂的。
但是对于应用来说并不复杂。我们老师对人工智能的学习不要太担心。但是,你刚才提了一个很重要的问题,人工智能人才的培养。确实,人工智能人才的培养是我们国家和整个社会迈向智能时代的一个非常关键的地方。
我觉得,一是面向大众来说,我们要培养了解人工智能,未来会对我们的社会产生哪些影响,了解人工智能在现实生活中有哪些应用,这样理解这个社会的变化,主动拥抱这些变化,这是对非专业的人士。对一些专业人才,我觉得可能我们国家,一个是要加强人工智能的职业教育,在职业教育大力普及人工智能的一些技术,人工智能工程方面的工作。
比如要向使得人工智能的发展,今后数据处理是很重要的能力,数据收集、数据标记、数据关联、数据工程。第二,今后机器学习、机器训练,了解典型的各种机器学习的原理,以及它的训练的技巧、训练的方法。
另外,了解人工智能和各行各业,对各行各业特定的领域知识库的应用,以及应用系统的配置管理,我们要在职业教育里面大力加强人工智能专业的发展,让他能够很好地支持、管理以及推进人工智能在各行各业的应用,使他有序化。
另外,人工智能还要加强研究性人才的培养,大学里面研究性人才的培养。因为人工智能不是一天练成的,是一个信息科技在一个时间段内持续性发展的一个过程,智能爆发。智能爆发的背后是有成千上万研究者的智慧转化为我们生活中可以实际应用的系统,这个时候我觉得,在人工智能领域里面,高校的职责,一个是把我们信息科技,计算机相关专业办好,这是人工智能的基础。
另外,希望有一些有实力的高校多办人工智能的专业,尤其是研究性高校,这是推进技术往前进步的核心动力,需要有精英参与。另外,这个过程中,我们特别要避免计算机教学,或者人工智能教学、人工智能研究,以唯论文为核心,论文很重要,光有论文解决不了问题,一定要以解决实际问题,形成开源的系统。
像国外,计算机科学,很多大学做的那些开源的系统,对这个行业的发展,对这个研究的发展起着非常大的推动作用,但是在我们国家,这种有影响的,寥寥无几,而且不受认可,做一个几百万人用的开源系统可能还不如人家写一篇SCI论文,这是不健康的,因为这些东西最后使得我们纯理论化,对于整个行业、整个产业发展是不利的。
所以我们特别希望在计算机科学的教育,以人工智能的教育,要强调多结合实践,当然不是不发表文章,文章还是要,需要解决重大实际过程中去发文章,而不是为发文章而发文章,要解决重大实践问题,做出能够得到广泛使用,能够推动这个行业往前迈一步的应用系统,这样的话,才使得我们的研究和产业发展能够一步一步往前走。
我现在看到我们在北京市的一些中小学,他们已经开设人工智能课程了。现在在中小学开设人工智能课程,会不会太早了?
我也看到了,现在有很多学校开一些人工智能的课。还有一些企业专门编了中小学的人工智能课程。当然我觉得,在中小学,适当普及人工智能的常识是对的,但是有一些过于急功近利不值得倡导。我看过一套人工智能的教材,从三年级就开始开人工智能,很多词汇术语可能都不清楚,现在给他讲很复杂的知识,这是不合适的。因为这些知识,这个时候去学,同样一个东西理解,可能两三个星期才能明白这个词说什么意思,但是等到成年以后,可能只花两三个小时就能明白这个事情。
所以我不鼓励太多复杂的知识进入到中小学,但是适当的让小孩子理解人工智能对现实社会的变化的影响,了解人脸识别,可以做什么,了解各行各业里面应用的现象,就像我们了解汽车、飞机可以飞的道理。比如同样一个力,我们小学生也要学力的概念,但是只要知道力是相互作用的就可以了,但是到了大学就要了解力和力之间复杂的关系,甚至还要了解宏观的力和微观的力是完全不同的性质。
同样是讲人工智能,你对低年级的时候应该以浅显、形象了解为主,到了那些知识复杂算法还是应该到大学,到研究生阶段再去教比较合适。适当地让学生有一些体验性的活动,以结合信息技术课,寓教于乐,结合信息技术课,尤其是在小学,我不赞成系统开人工智能的课,但是可以让学生有感性的认识、感性的体验性的可以的。
但是概念体系和编程能力,并不见得要那么系统化。但是适当到了初中和高中的时候,结合信息技术课,因为本身信息技术课是有的,结合信息技术课适当渗透人工智能的知识,这是可以的,这是合适的。否则容易超前教学。现在什么东西都要往中小学渗透,中小学的负担太重了。
实际人的心智是有个发展的过程,当心智发展不全的时候,学一个东西花很长时间,抽象思维水平到了一定程度以后,花几个小时就学会了。要提高他到了成年以后的学习能力,小的时候要适当地给他留白,留空。让他不受过重的学习负担的压力。因为过分的学习负担的压力会造成学生学习的厌倦、倦怠,以及泯灭他的好奇心、求知欲,一旦一个孩子成长过程中,没有了好奇心、没有了求知欲,养成了功利性读书的习惯,对于他一辈子的成长都会起着巨大的障碍作用。
真正的杰出的人才都是具有很强的自学能力,很强的自律意识,很强的好奇心、求知欲在这里驱动,是内在驱动的,而不是外在驱动的。外在驱动,环境变化,有外在的驱动力弱了以后,基本就停滞不前,现在过分的学习负担过重,会对小孩子的好奇心、求知欲会起到压制作用,长期来说不好。
主持人
感谢余教授提出的中肯的意见。我们知道余教授所在的北师大未来教育高精尖创新中心是2015年成立的,到现在四年时间了,你们肯定也在致力于人工智能在教育方面的落地和研究,您觉得,通过这四年的努力和研究,有没有发现我们国家人工智能现在在我们教育领域当中会不会存在着一些问题或者挑战?
余胜泉
目前人工智能在实际应用过程中,还存在一些问题,我觉得代表性的可能体现在,一个是目前产业界对人工智能应用的场景过多的关注讲测考练,知识性的教学太多,都在用人工智能提高知识教学的效率,比如都在适应性学习,做题库,经典推荐,当然有一定作用,但是这个是对原来我们教学优势的一种强化,有时候强化的极致以后反而成了一些问题。
用人工智能进行应试教育方面做得比较多。我们其实特别希望人工智能不光是要做应试教育这方面内容,更多的需要人工智能在学生身心健康发展方面,学生体质健康发展方面,降低学生负担方面,帮助我们教育做科学决策方面,发挥更大的作用。应用场景一定要多元化、多样化。
比如我看到过一个美国的公司做的产品,给盲人做了一个智能手环,拿手在书上划,就能把书上的文字变成语音,让盲人也能听到,这种应用非常有价值,我们国家都是在搞知识性教育,原来学生做五道题,再给你做五道题,纯讲测考练的,这样就有点违背我们的教育教学的规律。这是第一个问题。
第二个问题,我觉得,目前人工智能还存在数据的问题。就是人工智能真正要发挥作用,需要有各种各样的学习数据,而且这个数据要贯通形成,有更多的数据才有更多的智能。形象地说,人工智能像汽车,数据就像汽油,没有数据,汽车就跑不起来。这种数据目前还存在着,一个是数据的孤岛,数据隔离的现象,每个系统都有各自的数据,数据没有融会贯通。
第二,数据使用的规范也存在问题。学习过程中的数据,涉及到孩子的隐私,目前隐私伦理在教育数据利用方面还缺乏清晰的规范,我觉得应该有这种清晰的教育数据利用的伦理和规范,尊重儿童身心健康以及个人隐私的前提下,合理利用数据。当然也不是说完全不用,完全不用会扼杀这个产业。一是数据贯通,一个是要遵循数据的伦理和规范。
第三个问题,人工智能还存在着技术上本身还有很大的发展。目前真正大规模使用的,像英语口语考试、英语的学习,以及英语作文的批改,这些方面做得相对成熟一些,智能教学,仪器教学装备有了一些。但是很多我们理想上问题的解决,还有待人工智能技术的进一步的成熟。这种成熟关键在于,一是要把人工智能产业界的技术人员和我们教育体系里面的人员结合在一起,形成交叉融合。
如果纯技术驱动,不懂教育规律,有时候就用技术强化我们教育中的很多违背规律的做法。实际上要在正确的教育思想、教育理念、教育规律下发挥技术所应该发挥的作用,一定要在遵循教育规律下不断地推进我们的技术成熟。这对于人工智能的发展也会起到非常重要的作用。
另外,人工智能还要避免两个极端思想。一种极端思想就是认为人工智能能做一切,什么问题都能解决。唯人工智能论。今后人工智能会取代老师,人工智能会取代学校,这都是比较简单的过分乐观的,像我们接触过原来一些企业界的,未来互联网会消灭学校,走了20多年,学校还很好,不可能的。
人工智能不会取代学校,也不会取代老师,不要过于乐观。另外,也要防止那些过于悲观。有些认为人工智能一点用没有,花架子之类的,也要防止这种过于的悲观。这两个之间要有些平衡,要防止这两个极端的事情。
另外,人工智能在用于一些关键性业务的时候,高利害业务的时候,可能还需要各种保障机制,像前段时间,印度就出了一个事情,印度的高考,由于它的高考阅卷系统出现故障,造成很多孩子都不及格,印度那段时间自杀了十几个,自杀了好多孩子,因为印度的高考是高利害的,和我们二三十年前一考定终身差不多,这也给我们启示。高利害的这些应用一定要慎重。比如说我让人工智能来阅卷,这个阅卷是高利害的,决定一个人的很大利益的。
这个时候我建议应该采用多种原理的技术,因为人工智能同样实现这个东西,可能有不同原理,不同原理的技术,比如我找三个产品来同样做这件事情。如果这三个产品都能够有一致性,这就比较稳定。如果有差异,这个产品好,那个产品差,有分歧的时候,这时候人工介入。这是比较科学的。在高利害的应用领域里面,还需要人机结合的思维方式。这种方式非常重要。
主持人
谢谢。今天非常感谢余教授和大家一起分享人工智能在我们教育领域目前的应用。包括我们未来还需要解决哪些问题,受益匪浅。非常感谢您。感谢大家收看我们今天的节目,下期见。
|来源:人民网
|美编:甄宏莉返回搜狐,查看更多
人工智能领域存在的问题
Ubuntu20.04安装docker朝雨菌:我的Ubuntu22.0只能同官方的软件源下载,中国科技大学的下了就提示没有可用的软件包
泰勒展开式玮.238:大佬我想问下(x-x0)这个怎么理解啊?
泰勒展开式这个人没有起名字:牛掰
泰勒展开式Lazy_doy:漂亮,就喜欢这样的文案!
Ubuntu20.04安装dockersimanstar:收藏,直接复制粘贴就完事了