当前,新冠肺炎疫情防控和(hé)稳定(dìng)经济运行成为(wéi)重点工作,我国(guó)加快推进国家规(guī)划已明确的重大工程和基础设施建(jiàn)设,“新基(jī)建”成为国内外关注的焦点。人工智能对5G基站(zhàn)建(jiàn)设、特高压、城际高(gāo)速铁(tiě)路和城市轨道交通、新能源汽(qì)车充电桩(zhuāng)、大数据中心、工业互联网各新基建(jiàn)科(kē)技端领域具有重(chóng)大(dà)促进作(zuò)用;人工智能与5G、大(dà)数据等技术结合,将(jiāng)带动诸多(duō)行业快速发展,为很多领(lǐng)域数字化智能(néng)化转型奠定基础。本(běn)期(qī)刊发(fā)中国人工智能(néng)学会副(fù)理事长、中南大学信息(xī)科学(xué)与工程学院(yuàn)蔡自兴教(jiāo)授的观点。
作为新(xīn)基建(jiàn)主要支撑的人工智能技术,对国民(mín)经(jīng)济发展和新(xīn)基建都(dōu)起到巨大作用。人工智能在助力当前疫情(qíng)防控(kòng)、复工复产方面作用突(tū)出,在(zài)稳投(tóu)资、促消费、助升级、培植(zhí)经济(jì)发展新(xīn)动(dòng)能、创建(jiàn)智能(néng)经济(jì)新形态等方面潜力巨大。要抓住“新基建”机遇,全面夯实人工智能基础建(jiàn)设,更好(hǎo)地服务(wù)经(jīng)济和(hé)社会。
1.人(rén)工智能核心技术(shù)及(jí)其关系
人工智能的核心(xīn)技术涉(shè)及知识(shí)、数据、算法和算力(lì)。
知识(shí)是人们(men)通过(guò)体验、学(xué)习或联想(xiǎng)而(ér)认识的世界客观(guān)规律性。知识是人工智能的重要基(jī)础,知(zhī)识获(huò)取是其(qí)瓶颈问题(tí)。知识研究知识表示、知识(shí)推理(lǐ)和知识应用问题(tí),如状(zhuàng)态空间表(biǎo)示和(hé)语义网络表示、确(què)定性和(hé)不确定性推理以(yǐ)及知识(shí)库、知识图(tú)谱(pǔ)、知识挖掘、知识发(fā)现等。
数据(jù)是事实或观察的结果,指(zhǐ)所有能够(gòu)输入计算(suàn)机并被(bèi)程序处理的数字、字母、符(fú)号、影(yǐng)像(xiàng)信号和模拟量等各种介质的(de)总称。数据从经(jīng)典数据(jù)到大(dà)数据,从大数据(jù)到活数据,从互(hù)联网到物联网和(hé)两网发(fā)展带来的海量数(shù)据。5G网(wǎng)络使数据传输(shū)速度更(gèng)快、时延更小,应用更广泛与(yǔ)有效(xiào)。
算法是解(jiě)题(tí)方案准(zhǔn)确而完整的描述(shù),指一系(xì)列求解问题的清晰指令(lìng),代表(biǎo)着(zhe)用系统(tǒng)方法描述(shù)问题求(qiú)解的策略机制(zhì)。当(dāng)前深度学习(xí)算法与知识(shí)图谱、逻辑推理、符(fú)号学(xué)习结(jié)合,从(cóng)非结(jié)构化(huà)或未(wèi)标记数据进(jìn)行(háng)无监督学习。由认知计算、类脑(nǎo)计算、普适计算、进化计(jì)算发展(zhǎn)而催生的各(gè)种新型算法应运而(ér)生。现有算法如(rú)深度学习(xí)已解决了很多(duō)实际应用问题,但(dàn)是认知层算法尚未突(tū)破。
算(suàn)力是机器在(zài)数学(xué)上的归纳和转化能力,即把(bǎ)抽象复杂的数学表达式(shì)或数字通过(guò)数学方法转换为可以理解的数学(xué)式子(zǐ)的能力。向处理器配备高(gāo)端部件以及芯片组、内存和(hé)硬盘,提高计算能力。出现(xiàn)了新(xīn)的计算架构包括(kuò)GPU、FPGA、NN芯片等新芯片和(hé)云(yún)计算(suàn)、量(liàng)子计算等新计算。随(suí)着计算能力的不断增强,计算速度获得(dé)不断提高。
知识是人(rén)工智能之源,从人工智(zhì)能(néng)的长期发展历史看,人工(gōng)智能(néng)的发展源于知识,并依赖知识(shí)。专家系(xì)统、模糊计算、知识图谱、知识库(kù)等都是以知识为基础发展起(qǐ)来的。
数据是人工智能之基(jī),将数据引入人工智能,丰富了人工(gōng)智(zhì)能内容,提高了人工智(zhì)能理论水平(píng),促进(jìn)人工智能的发展升级(jí)。计算智能取决(jué)于数据(jù)而不是知识;神经(jīng)计算,进化计算等都是以数据为基础而发展起来的(de)。
算法是人(rén)工智(zhì)能之魂,也是人工(gōng)智能软实力的核心。算法研究的不断进步(bù),使人工智能的问题(tí)求解(jiě)策略日臻(zhēn)完善。一个好的算法可以使问题求解事(shì)半功倍(bèi),甚至使求(qiú)解效率提高十倍(bèi)、百(bǎi)倍(bèi)、千倍。深度学习算法和深度强化学习算法等是算法的优秀代表。
算力(计算能力)是人工智(zhì)能之(zhī)力,也是人(rén)工智能硬(yìng)实力的关键保证。新型(xíng)人工(gōng)智能(néng)芯片和新型计算方(fāng)法,使(shǐ)计算能力不断增(zēng)强,计(jì)算速度的不(bú)断(duàn)提(tí)高(gāo),可以极大地促进(jìn)人工智能产业的发(fā)展。
2.人工智能产业化的发展现状
现状(zhuàng)之一:国际上已初步形(xíng)成人(rén)工智能(néng)产业化基(jī)础,近年来人(rén)工(gōng)智(zhì)能企业数量(liàng)大幅增(zēng)长。国际(jì)人工智能企业数量(liàng):美国遥遥(yáo)领先,中、欧(ōu)不(bú)分(fèn)伯仲。截至(zhì)2017年,全球人工智能企(qǐ)业分布集中在美国(2905家,占48.11%)、中(zhōng)国(670家,占11.10%)、欧洲(657家,占10.88%)。到(dào)2019年(nián)3月,美国占40.3%、中国(guó)占22.1%,中美人工智能企业(yè)数量差距2年内(nèi)从37.0%减小至18.2%。
现状之二:人(rén)工(gōng)智能(néng)投融资环境空前看好。融资规(guī)模美(měi)国一家(jiā)独大,欧(ōu)中(zhōng)紧跟其后。人工(gōng)智(zhì)能已经(jīng)成为2017年最(zuì)热(rè)门的(de)投资领域之(zhī)一。美国最多(42%,45.4亿美元),欧洲(zhōu)(18.7%,20.2亿(yì)美元),中国(16.9%,18.3亿美元)紧跟其后。到(dào)2019年3月(yuè),美国占比降至36.5%,中(zhōng)国占比(bǐ)升为23.5%,中美(měi)在人工智能投融资方面的差(chà)距2年(nián)内从25.1%缩小至13.0%。
现状之三:产(chǎn)业化(huà)技术起点更高,感知智(zhì)能(néng)领(lǐng)域相对(duì)成熟。人(rén)工智(zhì)能产业正从感知智能向认(rèn)知智能发展。感知智能涉及的智(zhì)能语音、计算机视觉及自然语言处理等技(jì)术,应用基础已比较成熟;如深度学习让图像、语音等感知类问(wèn)题取得突破,计(jì)算机视觉(jiào)催生出人脸识别、智能视频监控等应(yīng)用(yòng)。但(dàn)认知智能要求的“机器思维”和“人工情(qíng)感”等,仍处于开发与探索中,与实际(jì)应用仍有一定距离。
现状之(zhī)四(sì):人工智(zhì)能国际论(lùn)文发表和高被引数量逐年增(zēng)多。近10年中国论文发表总(zǒng)量第一,高被引数量居第(dì)二。2009-2018年中(zhōng)国、美国的人工智能论文(wén)占比(bǐ)分别为22.7%和20.4%,而高被引数量占比(bǐ)分别(bié)为35.6%和38.6%。美国(guó)的人工智能论文(wén)引(yǐn)文影响力、专利(lì)数量、企业数量(liàng)和融资规(guī)模(mó)等都居全(quán)球第(dì)一,整体实力领跑全(quán)球。中国论文发文量居全球最高,企业数(shù)量、融(róng)资规(guī)模居(jū)全球(qiú)第(dì)二。
现状之五:人工智能(néng)国际专利申请数量(liàng)不(bú)断刷新。2017年中国(guó)的国际专利申请(qǐng)数量超过(guò)美国(guó),排名(míng)世界第一占37.1%;美(měi)国排名(míng)第二占24.8%;日本排第三占13.1%。2017年以来,中国一直保持(chí)人工智能(néng)国际专(zhuān)利(lì)第一的位置。
现状之六:人工智能人才紧缺,高端(duān)人才争夺激烈。2018年全球人工智能专家(jiā)205295人,其中美国28536人(13.9%),中国18232人(rén)(8.9%),印度17382人(7.8%)。2018年全球培养高级人工智能人才22400人,美国占44%,中国11%,英(yīng)国6%,德国5%。各国(guó)人工智能人才严(yán)重(chóng)供不应求(qiú),我国人工智能人才也非常缺乏,人工智能(néng)高端人(rén)才争夺十分(fèn)激烈。
现状之七:人工智能的社会和伦理问题引人(rén)关注。人工智(zhì)能的(de)快速发展,使人们担(dān)心人(rén)工智能超过人类(lèi)智能,会(huì)使人类社会主人的地位和安(ān)全受(shòu)到威(wēi)胁(xié)。人工智能,特别是能推理、会思维、懂(dǒng)情感的高级人(rén)工智能,将引起许多社会法律(lǜ)和伦理道德问题。
总的(de)来说,我(wǒ)国(guó)要逐步(bù)实现(xiàn)包(bāo)括人工(gōng)智能基(jī)础产(chǎn)业、技术(shù)产业和应用产业(yè)的全产业(yè)链布局。
3.人工智(zhì)能与实体经济深度(dù)融合发展
人工智能核心技(jì)术(shù)加速突破推动产业强劲发展和(hé)产业升(shēng)级。知识资源、数(shù)据基础、核(hé)心算法、运(yùn)算(suàn)能力深度融(róng)合(hé)发展(zhǎn),共同促进人工智能涌现新活(huó)力(lì)。新时期产业发展亟(jí)须推(tuī)进(jìn)新(xīn)一轮(lún)基础(chǔ)设施建设(shè)和技术变(biàn)革以驱动产业(yè)模式的全面升级。作(zuò)为新基建的人工智能将能够渗(shèn)透至各行各业,有(yǒu)效激发市场活(huó)力,助力传统行业实现跨越式升级,推动经济形(xíng)态(tài)和社会生(shēng)产(chǎn)力快速发展,也成为经济(jì)转型(xíng)的重要突破口。
智能(néng)化应用向(xiàng)多元发展,智能服(fú)务线下线(xiàn)上对(duì)接(jiē)。目前(qián)人工智能的应用多处于专用阶段(duàn),如人脸识别、语音识别(bié)、视频监控等具体(tǐ)任务。随着(zhe)智(zhì)能制造、智慧(huì)物流(liú)、智慧医疗等产业(yè)的兴起(qǐ),人工智能应用将面向复杂场景、处(chù)理复杂问(wèn)题的(de)复合新阶段,应用向多(duō)元化发展(zhǎn)。分布式计(jì)算平台的广(guǎng)泛应用,扩(kuò)大了线上服务的(de)应用范(fàn)围。同时,智(zhì)慧医疗、智(zhì)能机器人(rén)、自动驾驶汽(qì)车等(děng)人工(gōng)智(zhì)能(néng)产(chǎn)业化的(de)发(fā)展,为(wéi)智能(néng)服务(wù)带(dài)来新的途径或(huò)新的传播模式,加快线上服务与线下(xià)服(fú)务的融(róng)合进程,促进多产(chǎn)业升(shēng)级。
人工智能和实体经济深度融(róng)合进程(chéng)进一步加(jiā)快。一方面,建设制造强国将促进人工智能的发(fā)展,推(tuī)动人(rén)工智能产业实现整体性(xìng)突破(pò);另一方面,传统行业(yè)依靠人工智能基础(chǔ)设(shè)施技术及其(qí)行(háng)业(yè)数据资源实(shí)现人(rén)工智能与实体经济的融合创新。2018年中国人工(gōng)智能(néng)为实体(tǐ)经济(jì)带(dài)来1000多亿元的增长。新一代(dài)人工智能技术与(yǔ)实体经济(jì)深度融合,将(jiāng)使零(líng)售、医疗、交通(tōng)、制造、金融等产(chǎn)业提效降费、转型升级。人工智能新产品、新(xīn)服务层出不(bú)穷,加速(sù)培育产(chǎn)业新动能(néng),开拓实体经济新增长点,有力推动我(wǒ)国经济结构优(yōu)化升级。例如,已就智能驾驶与智能网联汽(qì)车发布(bù)《智能(néng)汽车(chē)创新发展战略》,推动智(zhì)能汽车快(kuài)速发展(zhǎn),支持智(zhì)能(néng)汽车(chē)基础共性(xìng)关键(jiàn)技(jì)术研发和产(chǎn)业化、智能交通及智(zhì)慧城市(shì)基础设施重(chóng)大(dà)工程(chéng)建设等;在智能机(jī)器人及(jí)服(fú)务机器(qì)人领(lǐng)域(yù),新(xīn)基(jī)建催(cuī)生新机遇,服务机器人(rén)产业加速成长;对(duì)于智能制(zhì)造,要(yào)求“大(dà)力发展先进(jìn)制造业,出台信(xìn)息网络等(děng)新(xīn)型基(jī)础设(shè)施投资支持(chí)政策,推进智能、绿色制造”;对于智慧医(yī)疗(liáo)领域,已在辅助诊疗、疾病预测、医疗影像处理、药物开发(fā)等方面发挥重(chóng)要(yào)作用(yòng),将(jiāng)为(wéi)加大公共卫生服务作(zuò)出新的贡献;而对于智(zhì)能家(jiā)居,为住(zhù)户提供(gòng)个性化的安(ān)全、节能、便捷生活服务,并能够加快释放新(xīn)兴消费潜力。
加快高素质人工智能人才(cái)培养(yǎng)。各层次高素质人工(gōng)智能人才(cái)是人工智能科技(jì)基(jī)础和产(chǎn)业发展的第一(yī)资源。要多模式多渠道全面布局培(péi)养(yǎng)高素质(zhì)人工智(zhì)能人才,高层少(shǎo)而(ér)精(jīng)、中层实而强(qiáng)、底(dǐ)层多(duō)而壮(zhuàng),一个不能少。要建立人工智能专业和人工智能一级(jí)学科。教育是改变(biàn)世(shì)界最强大的武(wǔ)器。教(jiāo)育借助(zhù)人(rén)工智(zhì)能正在发生深刻变化(huà),带(dài)来巨大利益。人工(gōng)智能技术的(de)快速发展给(gěi)各级教育带来创(chuàng)新教育手(shǒu)段与机遇。智能虚拟助手(shǒu)和(hé)聊天机(jī)器人能够向学生提供更个性化的教学(xué)和咨询过(guò)程。个性化(huà)智能(néng)学习平台、个性化AI教学助手、个性化游戏能(néng)够(gòu)帮助学(xué)生按自身节奏和快乐学习。
人(rén)工智能(néng)作为(wéi)我国新时期的战略(luè)性技术和(hé)产(chǎn)业,已经取得(dé)重要进展和(hé)可喜成就,必将对国家的社(shè)会进(jìn)步、经(jīng)济发(fā)展和人民生活发挥重大的和(hé)不可替代(dài)的作用。在(zài)统(tǒng)筹(chóu)疫(yì)情防控和经济社会发展的关键时期,将人工智能列为国家新基建(jiàn)领域和新基建的提速为推动人工(gōng)智能持续强劲(jìn)发(fā)展带(dài)来重大机遇。我们既要看到我(wǒ)国人工智能发展的(de)重要成就(jiù),又要认(rèn)清(qīng)存在的短板(bǎn)和(hé)差(chà)距,既要满怀信心,又要不骄不躁,不失时机(jī)地抓住机遇(yù),加快发展人工智(zhì)能新型基础(chǔ)设施,夯(bèn)实基(jī)础,全面建设,增强(qiáng)实力,赶超(chāo)国际领先(xiān)水平,为我国建(jiàn)设现代化经济体系(xì),实现经济转型和升级奠(diàn)定坚实基础。