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設備與工具2019年5月14日，美國計算聯(lián)盟和人工智能促進協(xié)會發(fā)布《美國人工智能未來20年研究路線圖》（草案），共117頁，預計7月份發(fā)布正式版，通過本路線圖，可以全面了解人工智能技術發(fā)展，掌握美國人工智能面臨的挑戰(zhàn)，把握美國人工智能重點研究方向，以及舉措。
相關背景
幾十年來，人工智能取得重大進展，在工業(yè)、政府和社會等各方面發(fā)揮重要作用。人工智能系統(tǒng)現在可以跨語言翻譯，識別圖像和視頻中的對象，簡化制造過程，實現汽車自動駕駛等。
人工智能創(chuàng)造出一個萬億美元產業(yè)，預計在三年內將翻兩番，與此同時，人工智能系統(tǒng)的公平、可解釋、可信和安全性的必要性變得越來越重要。
人工智能系統(tǒng)將推動社會和經濟產生巨大變革。同時，人們對系統(tǒng)的安全性和脆弱性以及在這樣世界中的工作前景產生諸多擔憂。亞洲和歐洲眾多國家意識到人工智能將是未來幾十年的戰(zhàn)略和經濟驅動力，并開展數十億美元投資。如若目標明確、舉措得力，再加上投資，美國將可以繼續(xù)成為人工智能領域的領導者，最大限度地發(fā)揮人工智能對美國經濟和社會的積極影響。
研究主題
這些都給人工智能研究帶來挑戰(zhàn)，需要在大量持續(xù)投資下對人工智能研究進行徹底變革。
該路線圖圍繞三個研究主題:
集成智能，包括模塊化技能和能力原則組合的基礎，適合特定用途的通用能力，以及機器可理解的知識的開放共享存儲庫的創(chuàng)建和使用。
協(xié)同互動，包括支持生產性協(xié)作的技術和技巧、多樣的溝通方式、負責任和值得信賴的行為，以及人類和人工智能系統(tǒng)之間富有成效的在線和現實世界互動。
自我意識學習，包括穩(wěn)健可信的學習、從少量例子中學習并通過指導、從數據和觀察中研發(fā)因果和可控模型，以及實時感知和行為。
主要挑戰(zhàn)
路線圖確定了新一代人工智能所面臨的諸多挑戰(zhàn)。首先，該領域已經超越了最初對算法和理論的學術關注，進入到一個持續(xù)數據收集、社交和互動實驗以及不斷變化世界的大量知識的環(huán)境。在這些基礎上，信息技術產業(yè)匯集并利用大量專有資源（數據集、知識圖表、專用計算機和大批人工智能工程師）來推動創(chuàng)新。
新一代人工智能需要整合資源、算法和理論。沒有合適的資源，人工智能學術研究作用有限；沒有對基本問題的回答，工業(yè)人工智能應用程序就沒有任何基礎。制約因素、激勵措施和時間表也大不相同，各行業(yè)主要由實用的短期解決方案驅動，而學術界則關注長期問題。
此外，今天的人工智能不斷跨學科發(fā)展，已覆蓋到計算機科學和計算機工程，以及認知科學、心理學、生物學、數學、公共政策、倫理、教育和通信等領域。推動下一代人工智能發(fā)展需要高度跨學科團隊之間的持續(xù)合作，將這些領域的重要思想、觀點和技術引入人工智能研究范圍。人才是當前人工智能中一個關鍵問題:對人工智能專業(yè)知識的需求遠遠超過供給，差距只會繼續(xù)擴大。
更嚴峻的是，美國很多人工智能博士畢業(yè)生在國外找到了有吸引力的工作；此外，許多人工智能教師已經轉向工業(yè)。雖然這為理論和實踐的有效交叉提供了新的機會，但也影響了下一代人工智能實踐者的培訓。要克服這些挑戰(zhàn)，需要對人工智能研究進行徹底改革，創(chuàng)建一個全面的國家人工智能基礎設施，并大力開展人工智能人員培訓。
措施建議
提出以下政策、組織和戰(zhàn)略方面建議:
一、強化國家人工智能基礎設施建設
——開放人工智能平臺和資源:大量互聯(lián)的分布式“人工智能”資源集合(高質量數據集、軟件庫、知識庫、儀器、機器人環(huán)境、云計算服務等)。)由學術團體以及工業(yè)和政府提供。公司最近的重大創(chuàng)新表明，人工智能的突破需要大規(guī)模的硬件投資和開源軟件基礎設施，這兩者都需要持續(xù)的大量投資。
——人工智能多方協(xié)作的挑戰(zhàn):建立在開放人工智能平臺和設施中的共享資源之上的組織架構，來協(xié)調人工智能和領域專家提出的重大挑戰(zhàn)問題，推動關鍵領域的研究。
——國家人工智能研究中心:物理和虛擬設施，將來自一系列學術機構的教職員工和來自行業(yè)和政府的員工聚集在一起，參與人工智能長期研究。
——任務驅動的人工智能實驗室:提供持續(xù)基礎設施、設施和人力資源以支持開放人工智能平臺和人工智能實驗室，并與國家人工智能研究中心密切合作，整合研究成果，以應對各部門(如衛(wèi)生、教育、政策、道德和科學)關鍵人工智能挑戰(zhàn)。
二、重構全方位人工智能人才培養(yǎng)體系
——制定各級別人工智能課程:為鼓勵早期和持續(xù)對人工智能感興趣和理解的課程制定指導方針，從中小學開始，延伸到研究生課程和專業(yè)課程。
——高級人工智能學位:包括授予有才能的學生獲得高級研究生學位補助金、博士級研究人員保留計劃以及支持和授予人工智能教師額外資源。
——讓小眾和弱勢群體參與進來:將最佳人才納入人工智能研究工作的方案。
——激勵新興跨學科人工智能領域:鼓勵學生和研究團體從事跨學科人工智能研究，例如，人工智能相關政策法律、人工智能安全工程以及人工智能對社會影響分析等。
——培訓高技能人工智能工程師和技術人員，支持和構建開放人工智能平臺，通過學院、勞動力再培訓計劃、認證計劃和在線學位來培養(yǎng)發(fā)展人工智能人才。
三、開展人工智能核心技術研究
這些新的資源和倡議不能以現有的理論和應用人工智能資助項目為代價。這些核心項目，為推動研究突破、培養(yǎng)年輕研究人員、整合人工智能研究和教育以及形成新的跨學科合作，提供了成熟、基礎廣泛支持，是對本路線圖中描述更廣泛倡議的重要補充，它們也將需要更多的支持。
所有這些都需要在本路線圖涵蓋的20年期間進行大量、持續(xù)的聯(lián)邦投資，結果將是革命性的。共享基礎設施、精心設計的交互和協(xié)作架構以及專業(yè)人才發(fā)展將使美國在人工智能領域繼續(xù)領先世界。
上述建議不僅僅是跨學科、前瞻性研究路線圖的框架，它將推動科學和經濟進步，兼顧安全、脆弱性、政策和道德等問題。該路線圖中的建議還將使我們能夠吸引和留住頂尖人才，在這一關鍵技術領域培養(yǎng)更多人才，這是對社會和經濟的另一個重大推動。
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1 引言 1.1參考文件 1.2什么是人工智能？ 1.3人工智能路線圖流程 2 未來人工智能研究主要意義 2.1提高醫(yī)療保健和生活質量 2.2終身教育和培訓 2.3重塑業(yè)務創(chuàng)新和競爭力 2.4加快科學發(fā)現和技術創(chuàng)新 2.5社會正義和政策 2.6實現國防和安全轉型 3 人工智能研究路線圖核心技術領域概述 3.1研討會一:集成智能研究路線圖 3.1.1簡介和概述 3.1.2集成智能的社會驅動因素 3.1.3集成智能科學 3.1.4情境化人工智能 3.1.5開放知識庫 3.1.6理解人類智能 3.2研討會二:協(xié)同互動的研究路線圖 3.2.1簡介和概述 3.2.2與人工智能系統(tǒng)協(xié)同互動的社會驅動因素 3.2.3與人工智能系統(tǒng)協(xié)同互動的技術挑戰(zhàn) 3.2.4結論 3.3研討會三:自我意識學習的研究路線圖 3.3.1簡介和概述 3.3.2表達性、強健性和持久性學習的社會驅動因素 3.3.3自我意識學習的技術挑戰(zhàn) 4 主要發(fā)現 5 建議 5.1強化國家人工智能基礎設施建設 5.1.1開放人工智能平臺和資源 5.1.2持續(xù)的人工智能挑戰(zhàn) 5.1.3國家人工智能研究中心 5.1.4任務驅動的人工智能實驗室 5.2重新構思和培訓全方位的人才 5.2.1制定各級人工智能課程 5.2.2高級人工智能學位和保留計劃 5.2.3讓代表不足和弱勢群體參與進來 5.2.4激勵新興跨學科人工智能領域 5.2.5培訓高技能人工智能工程師和技術員 5.3人工智能研究的核心計劃 6 結論 7 附錄 7.1參與者 7.2其他貢獻者 |
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