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新一代人工智能的发展与展望 人工智能近期发展现状如何写

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:]

全球人工智能产业发展现状及发展趋势浅析

人工智能是指使用机器代替人类实现认知、识别、分析、决策等功能,是研究、模拟人类智能的理论、方法、技术及应用系统的一门技术科学,其本质是对人的意识和思想的信息过程的模拟。人工智能是一种尖端技术,是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量,它给经济、政治、社会等带来了颠覆性的影响,或将改变未来的发展格局。在21世纪,人工智能已逐渐成为全球各国新一轮科技战和智力战的必争之地,全球围绕人工智能领域的布局抢位日趋激烈。

一、全球人工智能发展现状

2021年7月8日,世界人工智能大会在上海开幕。根据统计数据评分,全球人工智能排名前10的国家依次为:美国、中国、韩国、加拿大、德国、英国、新加坡、以色列、日本和法国。其中,中国的综合得分为50.6分,美国为66.31分。

(一)美国着重国家和经济安全,力争保持全球领导地位

美国人工智能战略和政策的着力点在于保持其全球“领头羊”地位,并期望对人工智能的发展始终具有主动性与预见性。美国自2013年开始就发布了多项人工智能计划,并提及人工智能在智慧城市、自动驾驶和教育等领域的应用和愿景。2016年,美国将人工智能上升至国家战略层面,出台了《国家人工智能研究与发展计划》,从政策、技术、资金等方面给予一定的支持和保障。特朗普政府执政后,于2019年2月发布了第13859号总统行政令—《维持美国在人工智能领域领导地位的倡议》,从国家战略层面提出美国未来发展人工智能的指导原则,明确指出要集中联邦政府资源发展人工智能,扩大美国的繁荣,增强国家和经济安全,力图保持其在人工智能时代的全球领导地位。2021年6月,拜登政府宣布成立了由12名学术界、政界和产业界人士组成的国家人工智能研究资源工作组(NAIRR),他们将制定一项计划,让人工智能研究人员获得更多政府数据、计算资源和其他工具。该项计划基本继承了《2020年美国人工智能倡议法》的战略诉求。NAIRR的创建是美国政府加速美国国内技术进步的更广泛努力的一部分,美国参议院批准了2500亿美元的投资,用于从人工智能到量子通信等科学研究,这意味着,人工智能战略是拜登政府战略重心之一。

(二)韩国加快构建可持续的人工智能技术能力

韩国拥有雄厚的ICT产业发展根基,这为其发展人工智能奠定了良好的研发与应用生态基础。2018年5月15日,韩国第四次工业革命委员会审议并通过《人工智能研发战略》(以下简称《战略》),旨在重点推广人工智能技术进步,并加快AI在各领域的创新发展,打造世界领先的人工智能研发生态,构建可持续的人工智能技术能力。韩国认为人工智能是经济与社会大变革的核心动力之一,但其AI技术能力与中国和美国相比仍有较大差距,因此提升人工智能技术能力迫在眉睫,事关其能否在第四次工业革命中占得技术主导权。为了加快经济和社会的创新发展,为产业注入新的活力,韩国于2019年12月17日公布了《国家人工智能战略》,旨在凝聚国家力量、发挥自身优势,实现从“IT强国”到“人工智能强国”的转变。根据预算,相关措施若得以实施,到2030年,韩国将在人工智能领域创造455万亿韩元(约合2.7万亿元人民币)的经济效益。

(三)加拿大大力发展人工智能产学研用聚集中心

2017年3月,加拿大政府发布了全球首个人工智能国家战略计划——《泛加拿大人工智能战略(PanCanadianArtificialIntelligenceStrategy)》,计划拨款1.25亿加元支持AI研究及人才培养。该计划还提出了“增加加拿大优秀人工智能研究人员和熟练毕业生的数量”“在加拿大埃德蒙顿、蒙特利尔和多伦多3个主要人工智能中心建立互联的科学卓越节点”“在人工智能发展的经济、伦理、政策和法律意义上发展全球思想领导”以及“支持国家人工智能研究团体”等目标。此外,加拿大在全国范围内形成了数个有代表性城市的人工智能产学研用聚集中心,正是这些中心支撑起了加拿大人工智能发展的基本格局。这些聚集中心包括蒙特利尔、多伦多、埃德蒙顿、滑铁卢、温哥华和魁北克等城市,它们构成了加拿大人工智能研究的中坚力量。如果将加拿大人工智能领域看作一个生态系统,风险投资机构、加速器或孵化器以及公共非盈利机构构成了这个生态系统的土壤,为加拿大人工智能的研发和应用提供基础;各个人工智能产学研用聚集中心有其不同的偏重方向,就像不同种类的作物;各个聚集中心培育出来的初创企业,是人工智能服务人类生活的直接载体,就如作物结出的花朵与果实;国家和地方的政策支持、各领域方向的人才团队构成了人工智能生态的空气和养分;同时,加拿大社会开放,具备吸引外国投资机构、企业实体和人才的良好环境,为整个人工智能生态系统提供了有益补充。

(四)欧盟构建可信人工智能框架,抢占全球伦理规则主导权

欧盟很早就把发展以智能化为基础的经济模式作为其主要战略目标,注重在研发和人才上的投入,但由于缺乏风险资本和私募股权投资,以及民众过多顾虑隐私保护等问题,其在人工智能上的发展落后于中国和美国。为改变这一现状,欧盟采取多种措施大力发展人工智能,发力构建可信人工智能,力争取得全球主导权。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。2018年12月,欧盟发布了《人工智能协调计划》,提出要进一步增加资金投入、深化人工智能技术创新与应用、完善人才培养和技能培训、构建欧洲数据空间、建立人工智能伦理道德框架、促进公共部门人工智能技术使用、加强国际合作等行动,推进欧洲人工智能的开发与应用,实现欧盟和各国人工智能投资收益最大化,推动发展符合欧中价值观和伦理观念的人工智能,力争在伦理与治理领域占据全球领先地位。欧盟于2020年2月发布的《人工智能白皮书—欧洲追求卓越和信任的策略》,透露了欧盟人工智能将由“强监管”转向“发展和监管并重”,在促进人工智能广泛应用的同时,解决新技术使用所产生的风险问题。

二、我国人工智能发展现状

我国人工智能产业在政策、资本、市场需求的共同推动和引领下快速发展。产业上,我国人工智能企业“质、量”兼顾,同步发展,集聚发展效应明显,产业规模不断扩大,产业链布局不断完善。技术上,论文数量不断攀升,在复杂的国际环境下我国迎难而上,芯片产业突破明显,在国际竞赛中我国企业成果颇丰。为进一步推动技术创新,诸多高校设置人工智能相关专业、成立人工智能学院。融合上,我国人工智能与实体经济融合在广度和深度上都进一步深化,全国人工智能产业形成了特色化的发展格局。

2015年7月,国务院印发《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》。《指导意见》将人工智能作为其主要的十一项行动之一,并明确提出,依托互联网平台提供人工智能公共创新服务,加快人工智能核心技术突破,促进人工智能在智能家居、智能终端、智能汽车、机器人等领域的推广应用;进一步推进计算机视觉、智能语音处理、生物特征识别、自然语言理解、智能决策控制以及新型人机交互等关键技术的研发和产业化。2016年3月,国务院发布《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要(草案)》,人工智能概念进入“十三五”重大工程。2017年3月十二届全国人大五次会议上,“人工智能”首次被写入政府工作报告;7月,国务院发布《新一代人工智能发展规划》,明确指出新一代人工智能发展分三步走的战略目标,到2030年使中国人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平,成为世界主要人工智能创新中心;10月,人工智能进入十九大报告,将推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合;12月,《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018-2020年)》的发布,它作为对7月发布的《新一代人工智能发展规划》的补充,详细规划了人工智能在未来三年的重点发展方向和目标,每个方向的目标都做了非常细致的量化。工信部为加快推动我国新一代人工智能产业创新发展,组织实施了人工智能产业创新任务揭榜挂帅工作,在人工智能项目攻关、选才用才方面效果显著。

相关数据显示,2020年人工智能行业核心产业市场规模将超过1500亿元,预计在2025年将超过4000亿元,中国人工智能产业在各方的共同推动下进入爆发式增长阶段,市场发展潜力巨大,未来中国有望发展为全球最大的人工智能市场。

我国高度重视人工智能技术进步与行业发展,人工智能已上升为国家战略。在此背景下,许多地方出台促进人工智能发展的政策,针对人工智能开展了布局,以广东省为例,广州、深圳、佛山等不少基础雄厚的城市都在积极谋划创建人工智能试验区,其中佛山市提出要“创建国家新一代人工智能创新发展试验区”,这一举措对区域在人工智能发展赛道抢占先机十分有利,对于区域人工智能发展有着显著的带动效果。在产业布局方面,佛山市因地制宜,将人工智能与工业制造进行融合。作为全国制造业的重要基地,佛山拥有2.16万亿的工业产值,对促进人工智能和实体经济融合发展有着大量的需求,可以实现人工智能技术在区域的产业化发展。2021年7月,《佛山市推进制造业数字化智能化转型发展若干措施》提出,“建设数字化智能化示范工厂、示范车间,支持技术改造升级”,加大金融财政支持力度、推动产业链协同、增强产业数字化智能化供给能力多措并举,以加快佛山制造业数字化、网络化、智能化转型升级。8月,佛山市南海区对外释放在人工智能方面的新布局,通过聚焦前沿技术,引进高科技企业和高端人才项目,联合高校科研院所共同攻克人工智能领域关键核心技术,一系列举措阐释着佛山市南海区全力打造国内一流的人工智能创新高地,助力打造佛山市制造业数字化智能化转型发展引领区,赋能佛山制造业升级提速的信心。这是佛山市南海区制造业高质量发展的表现,也是佛山市南海区在人工智能发展到新一阶段的布局升级,同时也反映了地方政府在新的时期发展和布局人工智能的信心与决心。

三、人工智能未来发展趋势

在未来的数十年里,人工智能有可能会极大地改变人类社会结构和生存方式。人工智能技术加速融入经济社会发展各领域全过程已是大势所趋。人工智能在重组全球要素资源、重塑全球经济结构、改变全球竞争格局方面将发挥出重要作用。我国面临中华民族伟大复兴战略全局和世界百年未有之大变局,将以国内国际两个大局、发展安全两件大事为出发点,充分发挥海量数据和丰富应用场景优势,促进人工智能与实体经济深度融合,赋能传统产业转型升级,催生新产业新业态新模式。在加强核心技术攻关、加快新型基础设施建设、推动人工智能和实体经济融合发展、规范行业发展和完善行业治理等方面持续发力,促进人工智能创新发展。

参考资料

1.国家工业信息安全发展研究中心.2019-2020人工智能发展报告.2020-7

2.李月白,江晓原.钱学森与20世纪80年代的人工智能热.2019-11

3.广州日报.2020中国人工智能产业白皮书:五年内市场规模预计超过4000亿元.2021-2

4.李贺南,陈奕彤,宋微.2020年韩国人工智能国家战略.2020-4

5.韩联社.韩国斥巨资大力发展人工智能.2020

6.江丰光,熊博龙,张超.我国人工智能如何实现战略突破——基于中美4份人工智能发展报告的比较与解读.2020-1

来源:中国网

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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)

深入了解人工智能的发展现状及前景

人工智能的高速发展,不仅人工智能技术得到了完善,同时对于企业发展和人们生活工作都产生了一定的影响。为了能够更好地使用和了解人工智能,需要明白人工智能的发展现状以及前景。

深入了解人工智能的发展现状及前景

随着应用模式与商业模式的成形,人工智能产业发展将持续向好,中国人工智能企业超过2500家,已成为全球独角兽企业主要集中地之一。2021年,人工智能领域专业化和细分化程度将进一步提升,人工智能广泛应用的商业化落地阶段来临。

人工智能技术发展趋势第一、深度学习技术从单模态向多模态发展。

未来甚至可以对嗅觉、味觉、心理学等难以量化的信号进行融合,实现多个模态的联合分析,将推进深度学习从感知智能升级为认知智能,在更多场景、更多业务上辅助人类工作。一方面,多模态融合能够推动人机交互模式的升级,人机交互过程中可以从视觉、听觉、触觉等多方面体会机器的情感和表达的语义,通过图文、语音、动作等多方式互动,从整体上提高人机交互的自然度和精确度。另一方面,多模态融合技术,能够对人体的形态、表情和功能进行模拟仿真,打造出高度拟人化的虚拟形象,像真人一样与人沟通互动,不断提升交互体验。

深入了解人工智能的发展现状及前景

第二、边缘人工智能兴起。

边缘人工智能是人工智能领域引人注目的新领域之一,其目的是让用户运行人工智能流程而不必担心隐私或数据传输较慢带来的影响。边缘人工智能可以使人工智能技术得到更广泛的应用,使智能设备在无需接入云平台的情况下对输入做出快速反应。

边缘人工智能变得越来越重要,这是因为越来越多的设备需要在无法访问云平台的情况下使用人工智能技术。在自动化机器人或配备计算机视觉算法的智能汽车的应用中,数据传输的滞后可能是灾难性的。自动驾驶汽车在检测道路的人员或障碍时不能受到延迟的影响,由于快速响应时间是如此重要,必须采用边缘人工智能系统,允许实时分析和分类图像,而不依赖云计算连接。

第三、人工智能将呈现多平台多系统协同态势。

未来,人工智能产业将逐步向工业化迈进。标准化的产品、规模化的生产、流水线式的作业将是人工智能实现产业化的发展方向。企业在行业实践中的大量人机协同经验沉淀将通过开放平台扩散至更多行业。既拥有行业知识又拥有智能技术的企业通过提供标准化、模块化的产品和服务,为横向多行业全场景赋能。“开放、共享”将成为下一阶段人工智能产业发展的关键词。

深入了解人工智能的发展现状及前景

第四、人机协同将成为未来产业发展新模式。

在深度学习技术开启的人工智能第一发展阶段,单点技术的革新在市场中快速形成小型的技术应用闭环,技术为驱动的商业模式快速形成。计算机视觉、自然语言处理、语音处理等人工智能核心技术领域的突破开启了全球智能时代的新浪潮。以计算机视觉为例,门禁、考勤、人证核验、刷脸支付等场景问题在活体检测、ReID、动作识别等计算机视觉技术应用后能够高效地被解决。然而未来随着人工智能技术在场景中应用的不断深化,单一技术实现的技术闭环难以满足复杂场景下的智能化需求。人们对于智能算法的能力要求持续升高,核心技术能力的研发难度开始加大。

目前,人工智能已在金融、医疗、教育、零售、工业、交通、娱乐等诸多领域进行智能化的渗透。在智能变革的趋势下,传统行业纷纷开始探索如何与人工智能结合应用。随着传统产业的智能化实践逐步深入,行业中深层次的知识和经验尤为重要。简单的人工智能技术叠加将不再能满足用户的智能化预期。例如在金融领域,虚假申请、伪冒交易、内容违规给传统金融信贷造成巨大风险,传统的用户信用评估使得企业和个人信贷申请流程较为繁琐,金融机构的风险把控力不足。人机协同则通过融合专家能力与机器能力,将风控专家的知识技能模型化、结构化,再运用深度学习、自然语言处理、计算机视觉、知识图谱等技术手段自动学习贷款者的行为消费细节,实现用户画像的精准定位,从而提高风险识别能力,对全局的风险做到有效控制。

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大数据:发展现状与未来趋势

中国特色社会主义进入新时代,实现中华民族伟大复兴的中国梦开启新征程。党中央决定实施国家大数据战略,吹响了加快发展数字经济、建设数字中国的号角。习近平总书记在十九届中共中央政治局第二次集体学习时的重要讲话中指出:“大数据是信息化发展的新阶段”,并做出了“推动大数据技术产业创新发展、构建以数据为关键要素的数字经济、运用大数据提升国家治理现代化水平、运用大数据促进保障和改善民生、切实保障国家数据安全”的战略部署,为我国构筑大数据时代国家综合竞争新优势指明了方向!

今天,我拟回顾大数据的发端、发展和现状,研判大数据的未来趋势,简述我国大数据发展的态势,并汇报我对信息化新阶段和数字经济的认识,以及对我国发展大数据的若干思考和建议。

一、大数据的发端与发展

从文明之初的“结绳记事”,到文字发明后的“文以载道”,再到近现代科学的“数据建模”,数据一直伴随着人类社会的发展变迁,承载了人类基于数据和信息认识世界的努力和取得的巨大进步。然而,直到以电子计算机为代表的现代信息技术出现后,为数据处理提供了自动的方法和手段,人类掌握数据、处理数据的能力才实现了质的跃升。信息技术及其在经济社会发展方方面面的应用(即信息化),推动数据(信息)成为继物质、能源之后的又一种重要战略资源。

“大数据”作为一种概念和思潮由计算领域发端,之后逐渐延伸到科学和商业领域。大多数学者认为,“大数据”这一概念最早公开出现于1998年,美国高性能计算公司SGI的首席科学家约翰·马西(John Mashey)在一个国际会议报告中指出:随着数据量的快速增长,必将出现数据难理解、难获取、难处理和难组织等四个难题,并用“Big Data(大数据)”来描述这一挑战,在计算领域引发思考。2007年,数据库领域的先驱人物吉姆·格雷(Jim Gray)指出大数据将成为人类触摸、理解和逼近现实复杂系统的有效途径,并认为在实验观测、理论推导和计算仿真等三种科学研究范式后,将迎来第四范式——“数据探索”,后来同行学者将其总结为“数据密集型科学发现”,开启了从科研视角审视大数据的热潮。2012年,牛津大学教授维克托·迈尔-舍恩伯格(Viktor Mayer-Schnberger)在其畅销著作《大数据时代(Big Data: A Revolution That Will Transform How We Live,Work,and Think)》中指出,数据分析将从“随机采样”、“精确求解”和“强调因果”的传统模式演变为大数据时代的“全体数据”、“近似求解”和“只看关联不问因果”的新模式,从而引发商业应用领域对大数据方法的广泛思考与探讨。

大数据于2012、2013年达到其宣传高潮,2014年后概念体系逐渐成形,对其认知亦趋于理性。大数据相关技术、产品、应用和标准不断发展,逐渐形成了包括数据资源与API、开源平台与工具、数据基础设施、数据分析、数据应用等板块构成的大数据生态系统,并持续发展和不断完善,其发展热点呈现了从技术向应用、再向治理的逐渐迁移。经过多年来的发展和沉淀,人们对大数据已经形成基本共识:大数据现象源于互联网及其延伸所带来的无处不在的信息技术应用以及信息技术的不断低成本化。大数据泛指无法在可容忍的时间内用传统信息技术和软硬件工具对其进行获取、管理和处理的巨量数据集合,具有海量性、多样性、时效性及可变性等特征,需要可伸缩的计算体系结构以支持其存储、处理和分析。

大数据的价值本质上体现为:提供了一种人类认识复杂系统的新思维和新手段。就理论上而言,在足够小的时间和空间尺度上,对现实世界数字化,可以构造一个现实世界的数字虚拟映像,这个映像承载了现实世界的运行规律。在拥有充足的计算能力和高效的数据分析方法的前提下,对这个数字虚拟映像的深度分析,将有可能理解和发现现实复杂系统的运行行为、状态和规律。应该说大数据为人类提供了全新的思维方式和探知客观规律、改造自然和社会的新手段,这也是大数据引发经济社会变革最根本性的原因。

二、大数据的现状与趋势

全球范围内,研究发展大数据技术、运用大数据推动经济发展、完善社会治理、提升政府服务和监管能力正成为趋势。下面将从应用、治理和技术三个方面对当前大数据的现状与趋势进行梳理。

一是已有众多成功的大数据应用,但就其效果和深度而言,当前大数据应用尚处于初级阶段,根据大数据分析预测未来、指导实践的深层次应用将成为发展重点。

按照数据开发应用深入程度的不同,可将众多的大数据应用分为三个层次。第一层,描述性分析应用,是指从大数据中总结、抽取相关的信息和知识,帮助人们分析发生了什么,并呈现事物的发展历程。如美国的DOMO公司从其企业客户的各个信息系统中抽取、整合数据,再以统计图表等可视化形式,将数据蕴含的信息推送给不同岗位的业务人员和管理者,帮助其更好地了解企业现状,进而做出判断和决策。第二层,预测性分析应用,是指从大数据中分析事物之间的关联关系、发展模式等,并据此对事物发展的趋势进行预测。如微软公司纽约研究院研究员David Rothschild通过收集和分析赌博市场、好莱坞证券交易所、社交媒体用户发布的帖子等大量公开数据,建立预测模型,对多届奥斯卡奖项的归属进行预测。2014和2015年,均准确预测了奥斯卡共24个奖项中的21个,准确率达87.5%。第三层,指导性分析应用,是指在前两个层次的基础上,分析不同决策将导致的后果,并对决策进行指导和优化。如无人驾驶汽车分析高精度地图数据和海量的激光雷达、摄像头等传感器的实时感知数据,对车辆不同驾驶行为的后果进行预判,并据此指导车辆的自动驾驶。

当前,在大数据应用的实践中,描述性、预测性分析应用多,决策指导性等更深层次分析应用偏少。一般而言,人们做出决策的流程通常包括:认知现状、预测未来和选择策略这三个基本步骤。这些步骤也对应了上述大数据分析应用的三个不同类型。不同类型的应用意味着人类和计算机在决策流程中不同的分工和协作。例如:第一层次的描述性分析中,计算机仅负责将与现状相关的信息和知识展现给人类专家,而对未来态势的判断及对最优策略的选择仍然由人类专家完成。应用层次越深,计算机承担的任务越多、越复杂,效率提升也越大,价值也越大。然而,随着研究应用的不断深入,人们逐渐意识到前期在大数据分析应用中大放异彩的深度神经网络尚存在基础理论不完善、模型不具可解释性、鲁棒性较差等问题。因此,虽然应用层次最深的决策指导性应用,当前已在人机博弈等非关键性领域取得较好应用效果,但是,在自动驾驶、政府决策、军事指挥、医疗健康等应用价值更高,且与人类生命、财产、发展和安全紧密关联的领域,要真正获得有效应用,仍面临一系列待解决的重大基础理论和核心技术挑战。在此之前,人们还不敢、也不能放手将更多的任务交由计算机大数据分析系统来完成。这也意味着,虽然已有很多成功的大数据应用案例,但还远未达到我们的预期,大数据应用仍处于初级阶段。未来,随着应用领域的拓展、技术的提升、数据共享开放机制的完善,以及产业生态的成熟,具有更大潜在价值的预测性和指导性应用将是发展的重点。

二是大数据治理体系远未形成,特别是隐私保护、数据安全与数据共享利用效率之间尚存在明显矛盾,成为制约大数据发展的重要短板,各界已经意识到构建大数据治理体系的重要意义,相关的研究与实践将持续加强。

随着大数据作为战略资源的地位日益凸显,人们越来越强烈地意识到制约大数据发展最大的短板之一就是:数据治理体系远未形成,如数据资产地位的确立尚未达成共识,数据的确权、流通和管控面临多重挑战;数据壁垒广泛存在,阻碍了数据的共享和开放;法律法规发展滞后,导致大数据应用存在安全与隐私风险;等等。如此种种因素,制约了数据资源中所蕴含价值的挖掘与转化。

其中,隐私、安全与共享利用之间的矛盾问题尤为凸显。一方面,数据共享开放的需求十分迫切。近年来人工智能应用取得的重要进展,主要源于对海量、高质量数据资源的分析和挖掘。而对于单一组织机构而言,往往靠自身的积累难以聚集足够的高质量数据。另外,大数据应用的威力,在很多情况下源于对多源数据的综合融合和深度分析,从而获得从不同角度观察、认知事物的全方位视图。而单个系统、组织的数据往往仅包含事物某个片面、局部的信息,因此,只有通过共享开放和数据跨域流通才能建立信息完整的数据集。

然而,另一方面,数据的无序流通与共享,又可能导致隐私保护和数据安全方面的重大风险,必须对其加以规范和限制。例如,鉴于互联网公司频发的、由于对个人数据的不正当使用而导致的隐私安全问题,欧盟制定了“史上最严格的”数据安全管理法规《通用数据保护条例》(General Data Protection Regulation,GDPR),并于2018年5月25日正式生效。《条例》生效后,Facebook和谷歌等互联网企业即被指控强迫用户同意共享个人数据而面临巨额罚款,并被推上舆论的风口浪尖。2020年1月1日,被称为美国“最严厉、最全面的个人隐私保护法案”——《加利福利亚消费者隐私法案》(CCPA)将正式生效。CCPA规定了新的消费者权利,旨在加强消费者隐私权和数据安全保护,涉及企业收集的个人信息的访问、删除和共享,企业负有保护个人信息的责任,消费者控制并拥有其个人信息,这是美国目前最具典型意义的州隐私立法,提高了美国保护隐私的标准。在这种情况下,过去利用互联网平台中心化搜集用户数据,实现平台化的精准营销的这一典型互联网商业模式将面临重大挑战。

我国在个人信息保护方面也开展了较长时间的工作,针对互联网环境下的个人信息保护,制定了《全国人民代表大会常务委员会关于加强网络信息保护的决定》《电信和互联网用户个人信息保护规定》《全国人民代表大会常务委员会关于维护互联网安全的决定》和《消费者权益保护法》等相关法律文件。特别是2016年11月7日,全国人大常委会通过的《中华人民共和国网络安全法》中明确了对个人信息收集、使用及保护的要求,并规定了个人对其个人信息进行更正或删除的权利。2019年,中央网信办发布了《数据安全管理办法(征求意见稿)》,向社会公开征求意见,明确了个人信息和重要数据的收集、处理、使用和安全监督管理的相关标准和规范。相信这些法律法规将在促进数据的合规使用、保障个人隐私和数据安全等方面发挥不可或缺的重要作用。然而,从体系化、确保一致性、避免碎片化考虑,制订专门的数据安全法、个人信息保护法是必要的。

另一方面,我们也应看到,这些法律法规也将在客观上不可避免地增加数据流通的成本、降低数据综合利用的效率。如何兼顾发展和安全,平衡效率和风险,在保障安全的前提下,不因噎废食,不对大数据价值的挖掘利用造成过分的负面影响,是当前全世界在数据治理中面临的共同课题。

近年来,围绕大数据治理这一主题及其相关问题,国际上已有不少成功的实践和研究探索工作,诸如在国家层面推出的促进数据共享开放、保障数据安全和保护公民隐私的相关政策和法规,针对企业机构的数据管理能力评估和改善,面向数据质量保证的方法与技术,促进数据互操作的技术规范和标准等。然而,考察当前的研究和实践,仍存在三个方面的主要问题。

一是大数据治理概念的使用相对“狭义”,研究和实践大都以企业组织为对象,仅从个体组织的角度考虑大数据治理的相关问题,这与大数据跨界流动的迫切需求存在矛盾,限制了大数据价值的发挥。二是现有研究实践对大数据治理内涵的理解尚未形成共识,不同研究者从流程设计、信息治理和数据管理应用等不同视角,给出了大数据治理的不同定义,共识的形成尚有待时日!三是大数据治理相关的研究实践多条线索并行,关联性、完整性和一致性不足。诸如,国家层面的政策法规和法律制定等较少被纳入大数据治理的视角;数据作为一种资产的地位仍未通过法律法规予以确立,难以进行有效的管理和应用;大数据管理已有不少可用技术与产品,但还缺乏完善的多层级管理体制和高效管理机制;如何有机结合技术与标准,建立良好的大数据共享与开放环境仍需要进一步探索。缺少系统化设计,仅仅在已有的相关体系上进行扩展和延伸,可能会导致数据治理的“碎片化”和一致性缺失等等。

当前,各界已经普遍认识到了大数据治理的重要意义,大数据治理体系建设已经成为大数据发展重点,但仍处在发展的雏形阶段,推进大数据治理体系建设将是未来较长一段时间内需要持续努力的方向。

三是数据规模高速增长,现有技术体系难以满足大数据应用的需求,大数据理论与技术远未成熟,未来信息技术体系将需要颠覆式创新和变革。

近年来,数据规模呈几何级数高速成长。据国际信息技术咨询企业国际数据公司(IDC)的报告,2020年全球数据存储量将达到44ZB(1021),到2030年将达到2500ZB。当前,需要处理的数据量已经大大超过处理能力的上限,从而导致大量数据因无法或来不及处理,而处于未被利用、价值不明的状态,这些数据被称为“暗数据”。据国际商业机器公司(IBM)的研究报告估计,大多数企业仅对其所有数据的1%进行了分析应用。

近年来,大数据获取、存储、管理、处理、分析等相关的技术已有显著进展,但是大数据技术体系尚不完善,大数据基础理论的研究仍处于萌芽期。首先,大数据定义虽已达成初步共识,但许多本质问题仍存在争议,例如:数据驱动与规则驱动的对立统一、“关联”与“因果”的辩证关系、“全数据”的时空相对性、分析模型的可解释性与鲁棒性等;其次,针对特定数据集和特定问题域已有不少专用解决方案,是否有可能形成“通用”或“领域通用”的统一技术体系,仍有待未来的技术发展给出答案;其三,应用超前于理论和技术发展,数据分析的结论往往缺乏坚实的理论基础,对这些结论的使用仍需保持谨慎态度。

推演信息技术的未来发展趋势,较长时期内仍将保持渐进式发展态势,随技术发展带来的数据处理能力的提升将远远落后于按指数增长模式快速递增的数据体量,数据处理能力与数据资源规模之间的“剪刀差”将随时间持续扩大,大数据现象将长期存在。在此背景下,大数据现象倒逼技术变革,将使得信息技术体系进行一次重构,这也带来了颠覆式发展的机遇。例如,计算机体系结构以数据为中心的宏观走向和存算一体的微观走向,软件定义方法论的广泛采用,云边端融合的新型计算模式等;网络通信向宽带、移动、泛在发展,海量数据的快速传输和汇聚带来的网络的Pb/s级带宽需求,千亿级设备联网带来的Gb/s级高密度泛在移动接入需求;大数据的时空复杂度亟需在表示、组织、处理和分析等方面的基础性原理性突破,高性能、高时效、高吞吐等极端化需求呼唤基础器件的创新和变革;软硬件开源开放趋势导致产业发展生态的重构;等等。

三、大数据与数字经济

大数据是信息技术发展的必然产物,更是信息化进程的新阶段,其发展推动了数字经济的形成与繁荣。信息化已经历了两次高速发展的浪潮,始于上世纪80年代,随个人计算机大规模普及应用所带来的以单机应用为主要特征的数字化(信息化1.0),及始于上世纪90年代中期,随互联网大规模商用进程所推动的以联网应用为主要特征的网络化(信息化2.0)。当前,我们正在进入以数据的深度挖掘和融合应用为主要特征的智能化阶段(信息化3.0)。在“人机物”三元融合的大背景下,以“万物均需互联、一切皆可编程”为目标,数字化、网络化和智能化呈融合发展新态势。

在信息化发展历程中,数字化、网络化和智能化是三条并行不悖的主线。数字化奠定基础,实现数据资源的获取和积累;网络化构建平台,促进数据资源的流通和汇聚;智能化展现能力,通过多源数据的融合分析呈现信息应用的类人智能,帮助人类更好地认知复杂事物和解决问题。

信息化新阶段开启的另一个重要表征是信息技术开始从助力经济发展的辅助工具向引领经济发展的核心引擎转变,进而催生一种新的经济范式—“数字经济”。数字经济是指以数字化知识和信息为关键生产要素、以现代信息网络为重要载体、以信息通信技术的有效使用为效率提升和经济结构优化的重要推动力的一系列经济活动,是以新一代信息技术和产业为依托,继农业经济、工业经济之后的新经济形态。从构成上看,农业经济属单层结构,以农业为主,配合以其他行业,以人力、畜力和自然力为动力,使用手工工具,以家庭为单位自给自足,社会分工不明显,行业间相对独立;工业经济是两层结构,即提供能源动力和行业制造设备的装备制造产业,以及工业化后的各行各业,并形成分工合作的工业体系。数字经济则可分为三个层次:提供核心动能的信息技术及其装备产业、深度信息化的各行各业以及跨行业数据融合应用的数据增值产业。当前,数字经济正处于成型展开期,将进入信息技术引领经济发展的爆发期、黄金期!

从另一个视角来看,如果说过去20多年,互联网高速发展引发了一场社会经济的“革命”,深刻地改变了人类社会,现在可以看到,互联网革命的上半场已经结束。上半场的主要特征是“2C”(面向最终用户),主战场是面向个人提供社交、购物、教育、娱乐等服务,可称为“消费互联网”。而互联网革命的下半场正在开启,其主要特征将是“2B”(面向组织机构),重点在于促进供给侧的深刻变革,互联网应用将面向各行业,特别是制造业,以优化资源配置、提质增效为目标,构建以工业物联为基础和工业大数据为要素的工业互联网。作为互联网发展的新领域,工业互联网是新一代信息技术与生产技术深度融合的产物,它通过人、机、物的深度互联,全要素、全产业链、全价值链的全面链接,推动形成新的工业生产制造和服务体系。当前,新一轮工业革命正在拉开帷幕,在全球范围内不断颠覆传统制造模式、生产组织方式和产业形态,而我国正处于由数量和规模扩张向质量和效益提升转变的关键期,需要抓住历史机遇期,促进新旧动能转换,形成竞争新优势。我国是制造大国和互联网大国,推动工业互联网创新发展具备丰富的应用场景、广阔的市场空间和巨大的推进动力。

数字经济未来发展呈现如下趋势:一是以互联网为核心的新一代信息技术正逐步演化为人类社会经济活动的基础设施,并将对原有的物理基础设施完成深度信息化改造和软件定义,在其支撑下,人类极大地突破了沟通和协作的时空约束,推动平台经济、共享经济等新经济模式快速发展。以平台经济中的零售平台为例,百货大楼在前互联网时代对促进零售业发展起到了重要作用。而从上世纪九十年代中后期开始,伴随互联网的普及,电子商务平台逐渐兴起。与要求供需方必须在同一时空达成交易的百货大楼不同,电子商务平台依托互联网,将遍布全球各个角落的消费者、供货方连接在一起,并聚合物流、支付、信用管理等配套服务,突破了时空约束,大幅减少了中间环节,降低了交易成本,提高了交易效率。按阿里研究院的报告,过去十年间,中国电子商务规模增长了10倍,并呈加速发展趋势。二是各行业工业互联网的构建将促进各种业态围绕信息化主线深度协作、融合,在完成自身提升变革的同时,不断催生新的业态,并使一些传统业态走向消亡。如随着无人驾驶汽车技术的成熟和应用,传统出租车业态将可能面临消亡。其他很多重复性的、对创新创意要求不高的传统行业也将退出历史舞台。2017年10月,《纽约客》杂志报道了剑桥大学两名研究者对未来365种职业被信息技术淘汰的可能性分析,其中电话推销员、打字员、会计等职业高居榜首。三是在信息化理念和政务大数据的支撑下,政府的综合管理服务能力和政务服务的便捷性持续提升,公众积极参与社会治理,形成共策共商共治的良好生态。四是信息技术体系将完成蜕变升华式的重构,释放出远超当前的技术能力,从而使蕴含在大数据中的巨大价值得以充分释放,带来数字经济的爆发式增长。

四、我国大数据发展的态势

党的十八届五中全会将大数据上升为国家战略。回顾过去几年的发展,我国大数据发展可总结为:“进步长足,基础渐厚;喧嚣已逝,理性回归;成果丰硕,短板仍在;势头强劲,前景光明”。

作为人口大国和制造大国,我国数据产生能力巨大,大数据资源极为丰富。随着数字中国建设的推进,各行业的数据资源采集、应用能力不断提升,将会导致更快更多的数据积累。预计到2020年,我国数据总量有望达到8000EB(1018),占全球数据总量的21%,将成为名列前茅的数据资源大国和全球数据中心。

我国互联网大数据领域发展态势良好,市场化程度较高,一些互联网公司建成了具有国际领先水平的大数据存储与处理平台,并在移动支付、网络征信、电子商务等应用领域取得国际先进甚至领先的重要进展。然而,大数据与实体经济融合还远不够,行业大数据应用的广度和深度明显不足,生态系统亟待形成和发展。

随着政务信息化的不断发展,各级政府积累了大量与公众生产生活息息相关的信息系统和数据,并成为最具价值数据的保有者。如何盘活这些数据,更好地支撑政府决策和便民服务,进而引领促进大数据事业发展,是事关全局的关键。2015年9月,国务院发布《促进大数据发展行动纲要》,其中重要任务之一就是“加快政府数据开放共享,推动资源整合,提升治理能力”,并明确了时间节点,2017年跨部门数据资源共享共用格局基本形成;2018年建成政府主导的数据共享开放平台,打通政府部门、企事业单位间的数据壁垒,并在部分领域开展应用试点;2020年实现政府数据集的普遍开放。随后,国务院和国务院办公厅又陆续印发了系列文件,推进政务信息资源共享管理、政务信息系统整合共享、互联网+政务服务试点、政务服务一网一门一次改革等,推进跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务的政务信息系统整合、互联、协同和数据共享,用政务大数据支撑“放管服”改革落地,建设数字政府和智慧政府。目前,我国政务领域的数据开放共享已取得了重要进展和明显效果。例如:浙江省推出的“最多跑一次”改革,是推进供给侧结构性改革、落实“放管服”改革、优化营商环境的重要举措。以衢州市不动产交易为例,通过设立综合窗口再造业务流程,群众由原来跑国土、住建、税务3个窗口8次提交3套材料,变为只跑综合窗口1个窗口1次提交1套材料,效率大幅提高。据有关统计,截至2019年上半年,我国已有82个省级、副省级和地级政府上线了数据开放平台,涉及41.93%的省级行政区、66.67%的副省级城市和18.55%的地级城市。

我国已经具备加快技术创新的良好基础。在科研投入方面,前期通过国家科技计划在大规模集群计算、服务器、处理器芯片、基础软件等方面系统性部署了研发任务,成绩斐然。“十三五”期间在国家重点研发计划中实施了“云计算和大数据”重点专项。当前科技创新2030大数据重大项目正在紧锣密鼓地筹划、部署中。我国在大数据内存计算、协处理芯片、分析方法等方面突破了一些关键技术,特别是打破“信息孤岛”的数据互操作技术和互联网大数据应用技术已处于国际领先水平;在大数据存储、处理方面,研发了一些重要产品,有效地支撑了大数据应用;国内互联网公司推出的大数据平台和服务,处理能力跻身世界前列。

国家大数据战略实施以来,地方政府纷纷响应联动、积极谋划布局。国家发改委组织建设11个国家大数据工程实验室,为大数据领域相关技术创新提供支撑和服务。发改委、工信部、中央网信办联合批复贵州、上海、京津冀、珠三角等8个综合试验区,正在加快建设。各地方政府纷纷出台促进大数据发展的指导政策、发展方案、专项政策和规章制度等,使大数据发展呈蓬勃之势。

然而,我们也必须清醒地认识到我国在大数据方面仍存在一系列亟待补上的短板。

一是大数据治理体系尚待构建。首先,法律法规滞后。目前,我国尚无真正意义上的数据管理法规,只在少数相关法律条文中有涉及到数据管理、数据安全等规范的内容,难以满足快速增长的数据管理需求。其次,共享开放程度低。推动数据资源共享开放,将有利于打通不同部门和系统的壁垒,促进数据流转,形成覆盖全面的大数据资源,为大数据分析应用奠定基础。我国政府机构和公共部门已经掌握巨大的数据资源,但存在“不愿”、“不敢”和“不会”共享开放的问题。例如:在“最多跑一次”改革中,由于技术人员缺乏,政务业务流程优化不足,涉及部门多、链条长,长期以来多头管理、各自为政等问题,导致很多地区、乡镇的综合性窗口难建立、数据难流动、业务系统难协调。同时,由于办事流程不规范,网上办事大厅指南五花八门,以至于同一个县市办理同一项事件,需要的材料、需要集成的数据在各乡镇的政务审批系统里却各有不同,造成群众不能一次性获得准确的相关信息而需要“跑多次”。当前,我国的政务数据共享开放进程,相对于《行动纲要》明确的时间节点,已明显落后,且数据质量堪忧。不少地方的政务数据开放平台,仍然存在标准不统一、数据不完整、不好用甚至不可用等问题。政务数据共享开放意义重大,仍需要坚持不懈地持续推进。此外,在数据共享与开放的实施过程中,各地还存在片面强调数据物理集中的“一刀切”现象,对已有信息化建设投资保护不足,造成新的浪费。第三,安全隐患增多。近年来,数据安全和隐私数据泄露事件频发,凸显大数据发展面临的严峻挑战。在大数据环境下,数据在采集、存储、跨境跨系统流转、利用、交易和销毁等环节的全生命周期过程中,所有权与管理权分离,真假难辨,多系统、多环节的信息隐性留存,导致数据跨境跨系统流转追踪难、控制难,数据确权和可信销毁也更加困难。

二是核心技术薄弱。基础理论与核心技术的落后导致我国信息技术长期存在“空心化”和“低端化”问题,大数据时代需避免此问题在新一轮发展中再次出现。近年来,我国在大数据应用领域取得较大进展,但是基础理论、核心器件和算法、软件等层面,较之美国等技术发达国家仍明显落后。在大数据管理、处理系统与工具方面,我国主要依赖国外开源社区的开源软件,然而,由于我国对国际开源社区的影响力较弱,导致对大数据技术生态缺乏自主可控能力,成为制约我国大数据产业发展和国际化运营的重大隐患。

三是融合应用有待深化。我国大数据与实体经济融合不够深入,主要问题表现在:基础设施配置不到位,数据采集难度大;缺乏有效引导与支撑,实体经济数字化转型缓慢;缺乏自主可控的数据互联共享平台等。当前,工业互联网成为互联网发展的新领域,然而仍存在不少问题:政府热、企业冷,政府时有“项目式”、“运动式”推进,而企业由于没看到直接、快捷的好处,接受度低;设备设施的数字化率和联网率偏低;大多数大企业仍然倾向打造难以与外部系统交互数据的封闭系统,而众多中小企业数字化转型的动力和能力严重不足;国外厂商的设备在我国具有垄断地位,这些企业纷纷推出相应的工业互联网平台,抢占工业领域的大数据基础服务市场。

五、若干思考和建议

最后,我想基于自己在大数据领域的研究实践,汇报若干思考和建议。一家之见,仅供参考。

(一)大力发展行业大数据应用

当前,我国互联网领域的大数据应用市场化程度高、发展较好,但行业应用广度和深度明显不足,生态系统亟待形成和发展。事实上,与实体经济紧密结合的行业大数据应用蕴含了更加巨大的发展潜力和价值。以制造业为例,麦肯锡研究报告称:制造企业在利用大数据技术后,其生产成本能够降低10%—15%。而大数据技术对制造业的影响远非成本这一个方面。利用源于产品生命周期中市场、设计、制造、服务、再利用等各个环节数据,制造业企业可以更加精细、个性化地了解客户需求;建立更加精益化、柔性化、智能化的生产系统;创造包括销售产品、服务、价值等多样的商业模式;并实现从应激式到预防式的工业系统运转管理模式的转变。制造业是国民经济不可或缺的一环,也是一个国家竞争力背后的强大力量支撑。我国制造业位居世界第一,却大而不强。企业创新能力不足,高端和高价值产品欠缺,在国际产业分工中处于中低端,大力推动制造业大数据应用的发展,对产业升级转型至关重要。

当前,我国不同行业领域正在积极推进数字化转型、网络化重构、智能化提升,推动行业大数据应用,也是推进数字中国建设的重要途径和基础。

(二)建立系统全面的大数据治理体系

大数据是数字经济的关键要素,强大的信息技术产业和全面深度信息化赋能的传统行业无疑是数字经济的基础!大数据治理须从营造大数据产业发展环境的视角予以全面、系统化考虑!

我以为,在一国之范围内,大数据治理体系建设涉及国家、行业和组织三个层次,至少包含数据的资产地位确立、管理体制机制、共享与开放、安全与隐私保护等四方面内容,需要从制度法规、标准规范、应用实践和支撑技术等视角多管齐下,提供支撑。

在国家层次,重点是要在法律法规层面明确数据的资产地位,奠定数据确权、流通、交易和保护的基础,制定促进数据共享开放的政策法规和标准规范,促进政务数据和行业数据的融合应用,并且出台数据安全与隐私保护的法律法规,保障国家、组织和个人的数据安全。在行业层次,重点是要在国家相关法律法规框架下,充分考虑本行业中企业的共同利益与长效发展,建立规范行业数据管理的组织机构和数据管控制度,制定行业内数据共享与开放的规则和技术规范,促进行业内数据的共享交换和融合应用。在组织层次,重点是要提升企业对数据全生命期的管理能力,促进企业内部和企业间的数据流通,提升数据变现能力,保障企业自身的数据安全及客户的数据安全和隐私信息。

在数据治理体系建设中,数据共享开放是大数据资源建设的前提,在现阶段重要性尤其突出。在平衡数据共享开放和隐私保护、数据安全的关系时,我以为,还是需要强调应用先行、安全并重的原则。数据共享开放不应被孤立看待,可能需要综合考虑数据的使用场合及数据主体的权益。如,数据集中管理可能带来保管上的安全问题,然而数据融合才能产生价值,一定程度的集中是趋势所在,也更利于建立更强大可靠的保护机制;多源数据的融合可能导致信息泄露,然而在确知风险前,是否需要因其“可能性”而拒绝技术的应用?数据脱敏仍然可能存在隐私泄露的风险,是否允许个体在知情前提下“用隐私换方便”、“用隐私换治疗换健康”?是否允许使用符合当前“标准”、但无法确保未来一定不出现信息泄露的脱敏方法,并对相关应用予以免责?当然,加强兼顾隐私保护、数据安全和数据流动利用的新技术研发,也非常必要。当前,如安全多方计算、同态加密、联邦学习等技术研发,希望允许拥有数据的各方在不向其他组织或个人公开数据中所含敏感信息的情况下,实现数据的融合利用。虽然这些技术尚处于发展的初级阶段,但因其广阔的应用前景而受到普遍关注。

另外,打破信息孤岛、盘活数据存量是当前一项紧迫的任务,而在此过程中,不宜过分强调物理集中,而应将逻辑互联作为打通信息“孤岛”的手段,逻辑互联先行,物理集中跟进。在数据共享体系建设中,需要在一定层级上构建物理分散、逻辑统一、管控可信、标准一致的政务信息资源共享交换体系,在不改变现有信息系统与数据资源的所有权及管理格局的前提下,明晰责权利,即:数据应用部门提需求、数据拥有部门做响应、交换平台管理部门保流转。同时,集约化的政务云建设正成为政府、企业建设新的信息系统的首选方案,如何在新一轮建设热潮中,从规划、立项审批、建设、审计等环节以及方案指导、标准规范和技术支持等方面给予全方位保障,尽可能避免新“孤岛”的产生,也是一项重大挑战。

(三)以开源为基础构建自主可控的大数据产业生态

在大数据时代,软件开源和硬件开放已成为不可逆的趋势,掌控开源生态,已成为国际产业竞争的焦点。建议采用“参与融入、蓄势引领”的开源推进策略,一方面鼓励我国企业积极“参与融入”国际成熟的开源社区,争取话语权;另一方面,也要在建设基于中文的开源社区方面加大投入,汇聚国内软硬件资源和开源人才,打造自主可控开源生态,在学习实践中逐渐成长壮大,伺机实现引领发展。中文开源社区的建设,需要国家在开源相关政策法规和开源基金会制度建立方面给予支持。此外,在开源背景下,对“自主可控”的内涵定义也有待更新,不一定强调硬件设计和软件代码的所有权,更多应体现在对硬件设计方案和软件代码的理解、掌握、改进及应用能力。

(四)积极推动国际合作并筹划布局跨国数据共享机制

2018年11月17日,习近平总书记在APEC工商领导人峰会上发表主旨演讲指出“经济全球化是人类社会发展必经之路”,“各国都是全球合作链条中的一环”。在数字经济快速发展的时代背景下,我国应该积极推动在大数据技术和应用方面的国际合作,建立跨国数据共享机制,与其他国家一起分享数字经济的红利,同时也使我国获得更多发展机遇和更大发展空间,积极促进数字经济下人类利益共同体和命运共同体的构建。当前,我国正在积极推动“一带一路”合作发展。各国在合作的各个领域都将产生大量的数据。建议积极推进跨国的大数据治理合作,在保障数据安全的前提下,促进数据跨境流动,从而形成围绕国家合作各个领域的大数据资源,为数字经济领域的国际合作奠定坚实的基础。“一带一路”沿线大都属发展中国家,无论技术还是经济水平较之发达国家都有明显差距。而数字经济这一新经济形态的成型发展将带给包括中国在内的各发展中国家经济转型发展的历史性机遇期。经济后发国家有机会在新经济的全球垄断性格局形成之前,与发达国家站在同一起跑线上,并且由于没有“路径依赖”所带来的历史包袱,也有可能在新一轮的竞争中占有优势。

(五)未雨绸缪,防范大数据发展可能带来的新风险

大数据发展可能导致一系列新的风险。例如,数据垄断可能导致数据“黑洞”现象。一些企业凭借先发展起来的行业优势,不断获取行业数据,但却“有收无放”,呈现出数据垄断的趋势。这种数据垄断不仅不利于行业的健康发展,而且有可能对国家安全带来冲击和影响。又如,数据和算法可能导致人们对其过分“依赖”及社会“被割裂”等伦理问题。大数据分析算法根据各种数据推测用户的偏好并推荐内容,在带来便利的同时,也导致人们只看到自己“希望看到的”信息,从而使人群被割裂为多个相互之间难以沟通、理解的群体,其可能引发的社会问题将是难以“亡羊补牢”的。

需要看到,以互联网为代表的新一代信息技术所带来的这场社会经济“革命”,在广度、深度和速度上都将是空前的,也会是远远超出我们从工业社会获得的常识和认知、远远超出我们的预期的,适应信息社会的个体素质的养成、满足未来各种新兴业态就业需求的合格劳动者的培养,将是我们面临的巨大挑战!唯有全民提升对大数据的正确认知,具备用大数据思维认识和解决问题的基本素质和能力,才有可能积极防范大数据带来的新风险;唯有加快培养适应未来需求的合格人才,才有可能在数字经济时代形成国家的综合竞争力。

我的汇报结束,谢谢大家!

(主讲人系中国人民解放军军事科学院副院长)

          

名词解释:

API:应用编程接口(Application Programming Interface)的首字母缩写,是指某软件系统或平台为其他应用软件系统提供的一组函数,通过调用这些函数,其他应用软件系统可以使用此软件系统或平台的部分功能或访问某些数据。

开源平台:“开源”是开放源代码的简称,开源平台是指支持开源社区活动,管理开放源代码,向所有开源社区参与者提供相关服务的软件平台(平台基于互联网构建并通过互联网通过服务)。任何人都可以获得开源软件的源代码并加以修改,并在某个预先约定的开源协议限制范围内发布修改后的新版本。结合上下文,这里的开源平台是指提供大数据管理、处理、分析等方面能力的开源软件的软件平台。

可伸缩的计算体系结构:可伸缩英文为scalable,指一个计算系统的能力和性能随应用负载的增加,通过极少的改动或配置甚至只是简单的硬件资源增加,而保持线性增长的能力,是表征计算系统处理能力的一个重要的设计指标。可伸缩的计算体系结构是计算系统体系结构设计追求的重要指标,软件定义、虚拟化、资源池化等方法和技术常用于可伸缩性的实现。

鲁棒性:鲁棒是英文Robust的音译,也就是健壮的意思,因此鲁棒性也被翻译为健壮性。鲁棒性一般用于描述一个系统在异常或极端情况下仍然可以工作的能力。结合上下文,这里谈及的大数据分析模型的鲁棒性是指在数据存在错误、噪音、缺失,甚至在恶意数据攻击等异常情况下,模型仍然能得到较为准确结论的能力。

数据互操作:数据互操作是指不同信息系统之间可以通过网络连接对彼此的数据进行访问,包括对其他系统数据的读取与写入。数据互操作是实现数据共享的基础。

“全数据”:“全数据”也称“全量数据”,是与“采样数据”相对的概念。传统的数据分析受限于数据采集、存储、处理的成本,一般都仅对问题相关的所有数据进行局部采样,并基于采样获得的部分数据进行分析,得出结论,结论的准确性与采样方法以及对被采样数据的统计假设密切相关。而大数据时代,人们开始提出“全数据”的概念,即,并不采样,而是将与问题相关的所有数据全部输入到分析模型中分析。这种方法避免了因采样而可能带来的误差,但是也增加了计算成本。

云边端融合:云是指云计算中心,边是指边缘计算设备,端是指终端设备。以智能家居为例,智能电视、冰箱、空调等直接与用户交互的设备是“端”,通过互联网连接的异地的云计算平台是“云”,而安装在每个家庭的智能家居中控服务器是“边”。云计算中心具有强大的计算存储能力,一般用于复杂的数据计算处理;终端设备距离最终用户较近,对用户的操作响应快,一般负责与用户进行交互;边缘计算设备介于“云”和“端”之间,负责对端所采集的数据做本地化处理,同时将需要更强大计算能力支持的任务和数据发往云计算中心处理,并将“云”返回的结果提供给端设备。云边端融合是一种“云”、“边”、“端”不同计算设备各司其职,密切协同且优势互补的新型计算模式。

宽带、移动、泛在的网络通信:“宽带”是指通信速率高,海量大数据的高速传输需求推动骨干网络向Pb/s发展;“移动”是指移动通信;“泛在”是指无所不在。宽带、移动、泛在通信是指:未来大量移动终端和物联网设备通过无所不在的接入网络接入主干网并通过高速主干网络进行通信。

安全多方计算:安全多方计算是为解决在保护隐私信息以及没有可信第三方的前提下,一组互不信任的参与方之间的协同计算问题而提出的理论框架。安全多方计算能够同时确保输入的隐私性和计算的正确性,在无可信第三方的前提下通过数学理论保证参与计算的各方成员输入信息不暴露,且同时能够获得准确的运算结果。此项技术的研究尚处于初级阶段。

同态加密:同态加密是一种密码学技术,其核心在于保证:对经过同态加密的数据进行处理(如:运行某种数据分析算法)后得到输出,将这一输出进行解密,其结果与用同一方法(即上述数据分析算法)处理未加密的原始数据得到的输出结果一致。同态加密技术使得数据拥有者可以将数据加密后交给第三方处理,从第三方获得处理结果后,对此结果进行解密便可获得所期望的结果。如此一来,数据拥有者就不必担心因将原始数据交给第三方而存在的隐私泄露风险,同时又能获得第三方提供的数据分析服务。此项技术的研究尚处于初级阶段。

联邦学习:联邦机器学习是一个多组织协同的机器学习框架,使得一个组织在不共享原始数据的情况下,可以利用其他组织数据中所蕴含的信息和知识,建立协同的机器学习模型。此模型比各组织仅利用本组织内部数据而训练的机器学习模型有更高的性能。此项技术的研究尚处于初级阶段。

ZB、EB、Pb/s、Gb/s:在计算机领域,一个二进制位称为一个比特,一般用小写b表示;而8个二进制位称一个字节,用大写B表示。简言之:1B=8b。计算数据量或数据所需存储空间大小时,习惯用字节为单位(用B表示)。1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB(通常简记为109),1TB=1024GB,1PB=1024TB,1EB=1024PB,1ZB=1024EB。1EB约等于10亿GB,而1ZB约等于1万亿GB。假设一首长为3分钟的歌曲录制成MP3文件(44K/320kbps音质),大小约为8MB,那么1ZB的数据存储空间可存储MP3格式歌曲140万亿多首,如果全部听一遍,需要8亿多年。计算网络传输速率时习惯上用比特每秒为单位(用b/s表示)。1Pb/S和1Gb/S分别代表1秒钟传输的数据是1P(1000万亿)个比特和1G(10亿)个比特。网络速率1Gb/S(此处是小写b)的情况下,下载一个2GB(此处是大写B)的电影,需要16秒;而网络速率1Pb/S的情况下,仅需要0.016毫秒。

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