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智库研究报告《美国国家机器智能战略》

中国信息通信研究院数据研究中心  

  (一) 执行摘要

  美国正处于历史性的关键点上。在过去五年中,机器智能(MI)的进步大大加快。从世界围棋冠军被Deep-Mind项目中的AlphaGo击败,到首次在公共道路上部署全自动驾驶车辆,MI系统正在悄悄地在世界各地越来越多的企业、政府和个人生活中占有一席之地,而我们才刚刚开始了解这一技术革命对经济、社会和国家安全的影响。

  目前美国在MI经济和技术中处于领先地位,使我们能够确保该技术普遍惠及美国和全世界。但是其他国家已经制定国家战略,以抓住MI优势并赶上美国。美国要抓住这一机会,需要投资发展MI前沿技术,并进行更广泛的变革计划。关于MI的国家战略将为美国提供创建政策和投资的平台,以确保MI的进步符合美国的目标、规范和价值观。

  这个战略有两个总体目标。一是通过资助私营部门不愿涉足的长期研发来促进MI技术的安全和有效发展,培养MI时代的劳动力,创造活跃的MI技术商业市场使私营部门获得创新的好处,并鼓励积极应对MI带来的风险和冲击。二是通过加强创新基础和建立战略伙伴关系来发挥盟友的各自优势,引领全球MI管理机制的发展,从而保持美国的领导地位。

  1.投资于MI技术的持续研究和开发

  尽管美国受益于私营部门对MI研发的强劲投资,但单靠企业自身无法实现让美国处于MI创新前沿的重任。政府应当发挥作用,鼓励国防相关的创新工作,加大对MI伦理与控制系统以及高风险高回报、经济前景不明朗的长期研究项目的资金支持。联邦政府决不动摇其致力于推进这些基本领域的承诺,并且必须确保美国国家安全界能够跟上MI系统的开发和部署。

  2.为MI时代培养劳动力

  我们必须适应经济形势的变化,培养适应MI需要的新型劳动力。政府应当强调计算机学科在教育中的重要性,提高劳动者的技术水平,以满足未来建立与维护MI系统的需要。将来,大量劳动者的岗位将被自动化机器人取代,政府必须扩大职业培训与继续教育的规模,帮助下岗人员掌握新技能。同时,政府也应保持对全球范围内顶尖人才的吸引力。

  3.建立灵活开放的数据生态系统

  大规模、高质量的训练数据是MI系统研发中的关键环节。因此,政府应扩大数据公开的规模,在保护隐私的基础上鼓励私人企业间实现数据共享。应建立并推行新一代标准,以提高数据质量,满足研发人员对数据的需求。

  4.创造有利的公共政策,以刺激MI的应用并减少障碍

  鉴于法律与监管层面存在的不确定因素,许多美国企业无法充分享受MI技术的发展成果。政府应与行业内部人士展开磋商,消除法律与监管层面的不确定因素,推动企业内部IT设备的更新换代。

  5.制定积极的策略来控制MI风险

  一些科技界人士对MI技术的安全前景表示强烈担忧,MI系统也的确会在个人隐私、算法偏见、系统安全与控制等方面带来诸多新挑战。为此,政府应牵头制定MI系统的安全、道德和控制标准,同时与私人企业展开合作,为MI系统的测试与认证提供便利。

  6.通过战略伙伴关系引领全球MI技术和MI管理的发展

  通过发展战略性的MI合作伙伴关系,美国可以利用盟国各自的优势,建立围绕MI的开发和使用的全球技术标准,并为有关技术的使用制定管理规范。

  (二)机器智能的现状与作用

  机器学习在过去的五年中刺激了MI的复兴。MI的进步很快。机器已经可以支持或取代人类的任务和决策。未来,MI将进一步扩大规模,将人性化推理与来自嵌入在设备、车辆、机器人和基础设施中的传感器数据量的增长结合起来。随着无处不在的普及,MI将以最少的人为干预加强、解释和处理物理世界中的数据。我们将允许机器做出许多决定,因为它们更快,更能够解释由大量数据量化的世界。这些变化在承诺和危险两方面都非常显著。

  机器的效率和规模将帮助我们解决一些世界上最紧迫的问题。几乎每天都有报道说,在各个行业中,MI将会有效改善人类生活的新应用。

  1.机器智能的现状

  自2010年以来,来自连网设备的数据激增以及计算芯片的改进创造了MI所需的环境。这些发展允许引入一种新的机器学习技术--深度学习,这已成为日益普及的MI的一部分。深度学习算法通常比其他形式的机器学习更精确、更有商业用途。

  随着相关技术的到位,MI已经步入国际舞台。自1996年以来,每年发布的MI论文数增长了9倍多。仅在最近几年,MI已经在一系列专门任务(包括目标检测和语音识别)中达到或超过了人类能力。

  MI的优势并不局限于学术界。在过去五年里,投资者向开发商业MI应用的初创公司投资超过50亿美元。美国公司在2012年至2017年间收购50多家初创MI公司,其中许多尚未获得任何收入,重点在于获得MI创意和人才。预计到2021年,全球MI软、硬件和服务的收入预计将达到近580亿美元。

  2.机器智能可以做什么

  今天的MI系统在模式识别方面非常出色,主要适合两类工作。

  第一类工作包括死记硬背和机械性的任务。MI能够自动执行模式匹配任务,例如识别图像中的对象并转录语音,将消除我们很多乏味的工作。例如,支持MI的转录可帮助医生节省时间记录患者的医疗档案。这些重复性工作的机器精度补充了人类的能力。与人类不同,机器在执行沉闷任务时不会感到疲倦、无聊或分心。将这些工作给机器时,我们可以将更多的注意力放在机器无法完成的复杂工作上。例如,运输安全管理局(TSA)代理商借助自动化系统来检查行李扫描是否存在可疑物体,会节省盯着X射线屏幕的时间,将更多时间用于与乘客互动并评估可能的威胁。

  MI可以执行的第二类模式匹配工作是对大量数据进行实时分析,这对人类来说是不可能完成的。例如,亚马逊使用MI来实时监控和分析数千个竞争对手的在线店面,使其能够根据市场情况动态改变产品价格。Cylance等网络安全公司监控组织的网络活动,以在威胁发生时识别和阻断威胁。MI执行这一新类别工作的能力使新型产品和服务的交付成为可能,从而使人员和组织更高效、更有活力、更高效。

  3.MI将通过两次浪潮改变经济

  由于机构投入巨资开发或购买该技术的应用,MI的第一波经济影响已经出现,并将在未来5至10年内迅速扩大。在MI产品和服务首次进入市场、竞争日益激烈的情况下,全球各地的公司正在向MI 研发注入资金。包括谷歌和百度等巨头在内的技术部门仅在2016年就为创建和部署MI而花费了近300亿美元。其他行业也在大量投资。2017年,丰田和福特公司各花费了10亿美元开发自动汽车。2017年,销售MI早期产品和服务的全球收入超过了125亿美元,风险投资和私募股权投资的技术超过了60亿美元。支配MI的计算机芯片的全球市场份额占主导地位的厂商Nvidia从2014年至2017年的股票增长超过了700个百分点。

  MI带来的下一波的经济冲击将会发生,影响范围从开发MI和销售专门的、支持MI的消费产品(例如,亚马逊的Alexa和自主无人机)到实施MI作为企业系统的机构。今天,只有不到1/4的公司采用了MI,而且大多数组织的应用范围有限,比如在网络安全方面。MI的广泛应用将产生类似公共互联网应用的革命性影响。

  (三)结论

  制定和实施国家MI政策的所有要素需要时间,但是现在必须采取行动,建立一个有凝聚力的国家MI战略。首先,总统应该指定白宫的一名MI领导人协调战略的制定和实施,并确保这是整个联邦政府的优先事项。该人员应优先审查和实施由国家科学和技术委员会推荐的2016年人工智能研发战略。联邦机构和监管机构也应该与私营部门和学术界的MI专家进行磋商,以确保MI方法具有足够的灵活性以适应技术的变化。这些讨论需要时间,但将有助于指导决策者的努力,并确保MI管理与行业合作发展,而不是与其相反。

  MI将开创美国经济增长和繁荣的新时代,推动整个社会生产力发展和带来新的机遇。目前,美国的MI迅速发展。联邦政府缺乏一个协调计划应对MI的出现,存在碎片化的州和地方法规可能阻碍创新的风险。其他国家已经制定了国家战略来利用MI的益处,并且在争相赶上美国,积极推行各国自己的政策。政策制定者必须明确阐明MI的价值观,并努力将这些价值观纳入美国MI系统的开发、设计中。与此同时,我们需要制定一项战略,以确保所有人都能享受到MI的好处,并确保MI的风险得到有效的控制。如果等到有重大事故再开始行动,则很可能会得到一种遏制创新并破坏美国领导地位的被动性决策。

 

内容架构

  执行摘要

  第一章 引言

  第二章 机器智能的现状

  第三章 对经济、社会和国家安全的影响

   制定国家机器智能战略

    A. 持续投资于MI技术的研究和开发

    B. 为MI时代培养劳动力

    C. 建立灵活开放的数据生态系统

    D. 创建深思熟虑的公共政策,促进应用并减少障碍

    E. 制定积极的策略来管理MI风险

    F. 通过战略伙伴关系,引领全球范围内的MI技术和MI管理

  结论


附件下载:
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