來源:中國科協(xié)創(chuàng)新戰(zhàn)略研究院《創(chuàng)新研究報告》

第103期（總第108期）2016-10-17

一、人工智能的定義及研究趨勢

人工智能的涵義

人工智能的邊界在不斷變化和擴(kuò)展，比如, 曾經(jīng)電子計算器以其快而準(zhǔn)的算法可以稱得上智能，而目前計算器可以實(shí)現(xiàn)的功能只是當(dāng)下的智能手機(jī)的百萬分之一。事實(shí)上，人工智能領(lǐng)域的研究是一個不斷努力推動機(jī)器智能向前發(fā)展的過程。然而，它正在形成“人工智能效應(yīng)”(AI effect)，即人工智能將一種新技術(shù)帶入人們的生活，一旦人們習(xí)慣了這種技術(shù)，它便不再被認(rèn)為是人工智能。人工智能并不以“忽如一夜春風(fēng)來”的方式進(jìn)場，相反，它總是以一種“潤物細(xì)無聲”的姿態(tài)存在。

人工智能的研究趨勢

最近15年，該領(lǐng)域?qū)χ悄芟到y(tǒng)的要求漸漸增加了新的內(nèi)涵，即具有人類意識的、值得信賴的。未來15年，該研究領(lǐng)域也將集中關(guān)注人類意識系統(tǒng)的開發(fā)。人工智能革命得益于多個因素協(xié)同作用：首先是機(jī)器學(xué)習(xí)的成熟，其次是云計算資源以及基于Web的數(shù)據(jù)收集?；谶@些趨勢，人工智能主要推動著以下幾個熱門研究領(lǐng)域的發(fā)展：

大規(guī)模機(jī)器學(xué)習(xí)：關(guān)系到學(xué)習(xí)算法的設(shè)計，將已有的算法擴(kuò)展到更龐大的數(shù)據(jù)集上。

深度學(xué)習(xí)：可促進(jìn)圖像、視頻標(biāo)記和運(yùn)動中的目標(biāo)識別。在其他感知領(lǐng)域也有重大影響，如音頻、語音和自然語言處理。

強(qiáng)化學(xué)習(xí)：鑒于傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)主要關(guān)注于模式挖掘，強(qiáng)化學(xué)習(xí)則將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到?jīng)Q策中。近期，谷歌開發(fā)的計算機(jī)程序AlphaGo在五次對抗比賽中擊敗了人類圍棋冠軍，這在很大程度上歸功于強(qiáng)化學(xué)習(xí)。

機(jī)器人：目前主要涉及如何訓(xùn)練機(jī)器人以通用型、預(yù)測性的方式與周圍世界進(jìn)行交互。

計算機(jī)視覺：它是機(jī)器感知中最突出的形式，主要關(guān)注如何為圖像和視頻自動添加字幕。

自然語言處理：通常與自動語音識別系統(tǒng)相結(jié)合，目前的研究正轉(zhuǎn)向開發(fā)能夠通過對話( 而不是固定格式的請求) 與人類互動的系統(tǒng)。

協(xié)同系統(tǒng)：能夠充分利用人類和機(jī)器的互補(bǔ)優(yōu)勢，不僅可以幫助人工智能系統(tǒng)克服其局限性，還能擴(kuò)大人類的能力和活動。

眾包和人類計算：基于人類和機(jī)器之間不同的能力和成本，探索它們之間理想的任務(wù)分割模式。

算法博弈論和計算社會選擇：20世紀(jì)80年代分布式人工智能和多代理系統(tǒng)研究完成并在互聯(lián)網(wǎng)時代加速發(fā)展，現(xiàn)在的研究更多關(guān)注于人工智能在經(jīng)濟(jì)和社會方面的計算，包括激勵機(jī)制算法、計算機(jī)制設(shè)計、社會選擇計算和博弈論算法等。

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）：主要關(guān)注于將大量設(shè)備（家電、汽車、相機(jī)）連接，收集并共享傳感信息，從而實(shí)現(xiàn)智能化。當(dāng)前，這些設(shè)備所使用的是不能相互兼容的通信協(xié)議，相信未來人工智能可以幫助克服這個問題。

神經(jīng)形態(tài)計算：隨著深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)得發(fā)展，其能夠成功完成大量任務(wù)，制造商們正積極開展神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算模式的研究。通過模擬生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從而提高計算機(jī)系統(tǒng)硬件效率和穩(wěn)定性，取代計算機(jī)的傳統(tǒng)計算模型。

二、未來人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域

隨著技術(shù)的發(fā)展，人工智能將廣泛應(yīng)用于交通、家庭/服務(wù)機(jī)器人、醫(yī)療、教育等多個領(lǐng)域。

交通（transportation）

2030年，飛行器或機(jī)器人等人工智能設(shè)備將會作為交通工具運(yùn)用于北美的城市中。人工智能系統(tǒng)還將被應(yīng)用于執(zhí)行危險任務(wù)的領(lǐng)域。除此之外，在交通領(lǐng)域，人工智能還有以下應(yīng)用：

自動駕駛汽車：預(yù)計2020年自動駕駛汽車會得到廣泛應(yīng)用。其帶來的正面影響包括：①自動駕駛汽車可以避免交通傷亡，延長人們的平均壽命。②它可以在駕駛過程中解放人類的雙手，提高工作效率和生活質(zhì)量。同時，還能極大地提高老弱病殘人群的出行能力。③對停車位的需求降低，對人們居住地的選擇以及城市空間設(shè)計也可能產(chǎn)生積極影響。其負(fù)面影響包括：①可能為犯罪分子尋找網(wǎng)絡(luò)漏洞提供新的場所。②涉及交通事故責(zé)任的認(rèn)定問題。

交通規(guī)劃：交通部門可以預(yù)測個人出行模式，但這也可能引發(fā)倫理道德問題。

人機(jī)交互：至少在2030年之前，基本交通工具在外觀和功能上還與今天無異，無人機(jī)雖然將會越來越普遍，但還無法實(shí)現(xiàn)海陸空一體。

家庭/服務(wù)機(jī)器人（home/service robots）

家庭機(jī)器人將在北美城市出現(xiàn)并得到推廣，它們將在我們的生活中扮演郵遞員、清潔員、保安等角色，但由于技術(shù)限制和機(jī)器設(shè)備成本高等原因，初期可能僅限于特定領(lǐng)域。未來將會有更多的手機(jī)能夠支持機(jī)載人工智能，語音識別和圖像標(biāo)記技術(shù)的發(fā)展將使得人機(jī)交互更加智能，而與此同時，由此引發(fā)的倫理道德和個人隱私等問題也將會是重大挑戰(zhàn)。

醫(yī)療保?。╤ealth care）

臨床環(huán)境：醫(yī)師通過自動化助手，憑借自身經(jīng)驗(yàn)和直覺進(jìn)行診療，并根據(jù)智能機(jī)器的輸出結(jié)果做出判斷。

醫(yī)療分析：智能觀察（I-WATCH）等自動穿戴設(shè)備將會促進(jìn)個性化醫(yī)療的發(fā)展；人工智能將完成高度可靠且經(jīng)濟(jì)高效的放射檢查初步結(jié)果。

醫(yī)療機(jī)器人：醫(yī)療機(jī)器人將完成許多醫(yī)學(xué)任務(wù)，但無法實(shí)現(xiàn)完全自動化，需要人機(jī)交互?；咏Y(jié)果將對治療過程形成反饋，從而形成治療過程的“閉環(huán)”。

移動健康：生物統(tǒng)計學(xué)將得到發(fā)展。人工智能應(yīng)用將發(fā)揮預(yù)測和決定功能，比如制定健身計劃和動作指導(dǎo)等。

老年人護(hù)理：智能設(shè)備將為老年人提供智能家政服務(wù)，也減少去醫(yī)院以及護(hù)理中心的需求，但這些創(chuàng)新也將引發(fā)一些隱私問題。

人工智能在醫(yī)療保健領(lǐng)域充分發(fā)揮作用的前提是要能夠得到醫(yī)生、護(hù)士和患者的信任，而與醫(yī)療專業(yè)人員和患者交互方式的提升則是焦點(diǎn)所在。

教育（education）

兼具互動樂趣與學(xué)習(xí)效果的教學(xué)機(jī)器人等智能設(shè)備可能會得到普及，但并不能完全取代人類教師。學(xué)生可以在家中自學(xué)，個性化地選擇適合自己的教材和教學(xué)方法，但課堂教學(xué)也不會就此消失，因?yàn)槿狈εc同齡人面對面的交流可能會對神經(jīng)造成不良影響，而且事實(shí)證明自閉癥兒童的確可從人機(jī)交互中獲益。因此，如何最佳地整合人機(jī)交互與面對面學(xué)習(xí)將是人工智能在教育領(lǐng)域應(yīng)用的核心問題。

低資源社區(qū)（low-resource communities）

通過有針對性的激勵和資助優(yōu)先性，人工智能技術(shù)可以幫助解決低資源社區(qū)的需求。人工智能可能會有助于低資源社區(qū)對抗失業(yè)和其他社會問題帶來的恐懼，它或許能夠提供緩解措施和解決方案，特別是通過受影響的社區(qū)與其以建立信任的方式來實(shí)現(xiàn)。

公共安全（public safety and security）

到2030年，北美城市將對人工智能在公共安全領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)生強(qiáng)烈依賴。人工智能工具不僅將在事后發(fā)揮作用，還將在事前發(fā)揮重要預(yù)防和預(yù)測作用。

事后：一方面通過科學(xué)的優(yōu)先級設(shè)置，有助于警察管理犯罪現(xiàn)場或幫助警察開展搜索和救援活動。另一方面是監(jiān)測白領(lǐng)犯罪，比如信用卡詐騙、網(wǎng)絡(luò)安全（包括垃圾郵件）等隱患。

事前：一方面，通過無人機(jī)監(jiān)測，對監(jiān)控攝像頭視頻進(jìn)行自動化處理，檢測出潛在的欺詐和犯罪行為，有利于對犯罪嫌疑人提起訴訟，實(shí)現(xiàn)預(yù)防犯罪。另一方面，通過對臉書（Facebook）等社交網(wǎng)站的數(shù)據(jù)挖掘，將影響公共安全的大規(guī)模破壞性事件扼殺在搖籃里。此外，針對國際犯罪，人工智能技術(shù)還能對來自各個國家的警方進(jìn)行培訓(xùn)以便在開展行動時能更有效地合作。

就業(yè)和工作場所（empolyment and workplace）

隨著人工智能進(jìn)入就業(yè)領(lǐng)域，計算機(jī)可以代替的工作崗位可能向高端領(lǐng)域蔓延，但那些需要人工認(rèn)知和職業(yè)判斷的工作并不會因此發(fā)生改變。當(dāng)然，在這個過程中人工智能也將產(chǎn)生新的工作崗位。

由于人工智能取代了人力，使許多商品和服務(wù)的成本下降，每個人的錢都顯得更值錢，而因此也會產(chǎn)生一個新的問題，即對于人工智能技術(shù)所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)成果將如何分配。

娛樂（entertainment）

個性化：隨著智能家居的出現(xiàn)，人們的生活中也會出現(xiàn)個性化的伴侶機(jī)器人。此外，部分媒體將具備為特定細(xì)分群體提供個性化的微分析和微服務(wù)的能力，而他們同時也就擁有了控制特定個體思想和體驗(yàn)的能力。

參與感：先進(jìn)的設(shè)備和應(yīng)用將降低高質(zhì)量內(nèi)容的生產(chǎn)成本，如創(chuàng)作音樂或使用虛擬角色編排舞蹈。而這種因人工智能創(chuàng)造的媒體的民主化也將使人們的娛樂口味更難以預(yù)料。

交互性：可以通過人機(jī)交互開發(fā)更多新的功能和特點(diǎn)，如情感、換位思考、適應(yīng)人類環(huán)境的節(jié)奏等。

三、人工智能公共政策的建議

為了幫助解決個人和社會對快速發(fā)展的人工智能技術(shù)產(chǎn)生的憂慮，提出以下幾個一般性政策建議：

暢通各級政府人工智能專業(yè)人才的輸送通道

培養(yǎng)一批能夠理解并分析人工智能技術(shù)、項(xiàng)目目標(biāo)和整體社會價值之間相互作用關(guān)系的專家。由于政府官員本身專業(yè)技術(shù)知識和經(jīng)驗(yàn)的缺乏，可能導(dǎo)致他們錯誤地估計人工智能對項(xiàng)目目標(biāo)的影響，從而輕率地批準(zhǔn)一個未經(jīng)充分審查的應(yīng)用進(jìn)入市場，或拒絕批準(zhǔn)一個極具前景的應(yīng)用。因此，要為各級政府輸送人工智能專業(yè)技術(shù)人才，并做好人才供給的頂層設(shè)計。

加強(qiáng)對人工智能相關(guān)法律方面的研究

在一些相關(guān)的聯(lián)邦法律中，如《計算機(jī)欺詐和濫用法案》（Computer Fraud and Abuse Act ）和《數(shù)字千年版權(quán)法》的反規(guī)避條款（the anti-circumvention provision of the Digital Millennium Copyright Act） ，涉及專有的人工智能系統(tǒng)可能對如何逆向向工程或者被學(xué)者、記者和其他研究人員評估的內(nèi)容還很模糊。當(dāng)人工智能系統(tǒng)帶來了一些實(shí)質(zhì)性后果需要被審查和追究責(zé)任時，對這些法律的研究十分必要。

為人工智能社會影響的跨學(xué)科研究提供公私資助

目前，在人工智能技術(shù)對社會的影響力研究方面的投資不足。公共和民間資本應(yīng)該直接投放給有能力從多角度研究人工智能的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)。研究的問題涉及人工智能的安全性、隱私性和公平性等，例如，自動駕駛汽車發(fā)生車禍誰來負(fù)責(zé)？如何避免人工智能應(yīng)用出現(xiàn)非法歧視等問題？當(dāng)人工智能越來越廣泛地融入到工業(yè)產(chǎn)品和消費(fèi)品中，法規(guī)管理體制也需要適應(yīng)人工智能創(chuàng)新，甚至在一些情況下需要根據(jù)被廣泛接受的目標(biāo)和原則來進(jìn)行重新配置。

為促進(jìn)人工智能的發(fā)展加強(qiáng)監(jiān)管

迄今為止，美國的做法是人工智能在某種特定方面的應(yīng)用由特定的部門負(fù)責(zé)監(jiān)管，并接受各種機(jī)構(gòu)的監(jiān)督。如，在設(shè)備中使用人工智能實(shí)現(xiàn)醫(yī)療診斷和治療由食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）監(jiān)管。除了指定部門監(jiān)管的方式，在關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施中設(shè)定寬泛的監(jiān)管類別也可能會適用于人工智能的應(yīng)用。

誠然，技術(shù)是一把雙刃劍。人工智能可能對人們當(dāng)前的價值觀產(chǎn)生沖擊，如針對隱私、道德、安全等社會問題。對此，的確需要更多、更嚴(yán)的監(jiān)管。然而，不當(dāng)或者過分監(jiān)管也可能給人工智能帶來悲劇性后果，不僅會阻礙其潛力的發(fā)揮，還可能對技術(shù)發(fā)展本身起到反作用。因此，人們應(yīng)該正確思考和評估人工智能帶來的影響，適度引導(dǎo)發(fā)展，保障人類能平等地共享其發(fā)展成果，使之能被人們理解和信任，既能有效地服務(wù)于人類，又能實(shí)現(xiàn)人類社會的發(fā)展和創(chuàng)新。