2021《美国机器智能国家战略》的学习与启示.docx

2021美国机器智能国家战略的学习与启示20XX美国机器智能国家战略的学习与启示 摘 要：美国战略与国际研究中心于20XX年3月1日发布的美国机器智能国家战略分析了美国机器智能的发展现状，并在教育、科研、技术、社会、公共安全、国际合作、数据风险等方面提出了六大战略布局、主体目标及具体建议，是具有里程碑意义的重要战略规划。本文对战略的核心部分進行了解读，认为该战略具有目标明晰化、生态系统安全化、技能培养全面化三大特点。我国机器智能教育应秉承积极开放的心态，不断吸取先进的发展理念、核心目标和办学精神；重点关注“人工智能+教育”、机器智能教学理论与教学实践等问题；针对机器智能教育的复杂性与学科的多元性，实施学科整合、教学渗透，在不同阶段制定跨学科课程标准，实现学科交叉课程改革，为学生提供个性化学习体验。该战略具有导向性、全面性和前瞻性，为我国在“十三五”期间制定并实施机器智能发展规划提供了参考。 关键词：机器智能；智能技术；智能教育；技能培养；生态系统 中图分类号：G434 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（20XX）03-0029-06 一、引言 从20XX年AlphaGo再次战胜世界围棋冠军Lee Sedol，到汽车制造商首次在埃隆公共道路上部署全自动无人驾驶车辆等一系列科技重大事件的发生，使机器智能（Machine Intelligence，以下简称“MI”）在全球范围内引起了广泛关注。MI已经悄然遍布世界各地企业、政府与个人的生活领域。越来越多的国家也开始意识到这场技术革命将对世界各国的经济、社会和国家安全产生前所未有的影响。近几年，日本、英国、新加坡等一些发达国家陆续制定了推动MI发展与应用的相关战略。美国战略与国际研究中心于20XX年3月1日发布了美国机器智能国家战略（A National Machine Intelligence Strategy for the United States，以下简称“战略”），该战略对MI的发展前沿与趋势进行了全面系统的规划，为美国联邦政府提供了一个制定政策与投资的平台，以确保MI的发展符合其战略目标、道德规范和社会价值观。该战略中的MI针对整个社会领域，对于MI的教育应用，以及未来机器人教育的更长远发展，都极具参考价值和意义。1 本文将围绕战略的制定背景、核心内容、主要特点及对我国机器智能教育发展的启示等进行解读与分析。 二、20XX美国机器智能国家战略发布的背景 1998年以来，美国联邦政府下属的网络与信息技术研发小组、白宫办公室、经济委员会纷纷针对不同阶段下的不同技术背景，连续颁布五份人工智能（Artificial Intelligence，AI）国家级发展战略，分别对美国特定历史阶段的人工智能教育提出比较全面和系统性的指导性意见。人工智能技术的研究取得了令人瞩目的进步，并为人类社会的发展开辟了新的途径与机遇。在工业、能源、环境、经济、教育、医疗等各个领域，人工智能都扮演着重要的角色，目前已成为了推动社会各领域前进的主要力量。2美国白宫科技政策办公室于20XX年10月发布了人工智能发展战略报告，即为人工智能的未来做好准备和国家人工智能研发战略规划，以期为人工智能的未来发展提供针对性建议。3与此同时，与人工智能紧密相关的机器智能也日益受到重视。战略中所指的MI是一切机器所具有的智能和能力，包括用计算机模拟人的逻辑思维，以及人工神经网络和感知动作系统，它使得机器能够执行需要人类智能才能完成的一般性任务。4MI通常包括智能伙伴、智能机器人、智能系统或智能技术等，其对教育领域有不容小觑的影响力，且这种影响力应用面广、作用大、程度深。5MI可被融入课堂教学，以辅助教师的教学活动和完善学生的学习活动，满足学生的个体需求和个性化学习体验。6然而，在智能技术为社会带来福利的同时，人们也意识到在其发展过程中出现的一些新问题。例如联邦政府在机器智能发展过程中应担当怎样的角色，其发展过程中将会对社会经济产生怎样的影响，如何规避MI技术可能带来的风险等。 针对以上问题，美国战略与国际研究中心制定的战略进行了具体战略部署。这不仅涉及美国是否能始终处于国际MI发展的前沿，指引正在发生重大变革的全球MI技术发展体系，同时也是保持美国稳定繁荣的关键要素之一。 三、20XX美国机器智能国家战略的基本内容 战略所包含的内容广泛，涉及两个总体目标和六个战略布局，如表1、表2所示。 1.为MI技术的研究和发展提供持续支持 整体性国家战略规划应确保用于基础MI研发的投资。包括新加坡、日本、英国、加拿大、法国和韩国在内的国家在过去两年中都宣布实施MI融资等核心举措，并在新的研发项目中投入了超过10亿美元的资金支持。中国在其研究目标的规模上使其他国家相形见绌。中国在20XX年7月宣布新的MI发展计划后，地方及省级政府宣布向MI行业提供数十亿美元的支持，其中，仅湘潭和天津两个城市就对MI项目承诺投入70亿美元。 首先，政府需增加对MI研发的投资，填补私营部门的研发资金。企业研究实验室缩短了MI研发的部分差距，风险资本家正在大力投资，将新的MI应用推向市场。自20XX年以来，风险投资家已花费近60亿美元，支持初创企业创建商业化的MI应用程序。如Facebook、苹果、谷歌、亚马逊和微软在内的涉及技术领域的知名公司，在20XX年花费了200-300亿美元用于MI。但仅靠私营部门的投资是不够的，美国联邦政府在支持MI技术发展上发挥着独特的作用，必须首先更新其优先研究项目以适应MI即将面临的独特挑战与机遇。战略指出，美国政府应通过大学、国家实验室和国家科学基金会，资助新一代MI的基础研究，还可以通过合作研究、开发协议（CRADAs）、贷款担保以及小型企业管理局（SBA）等组织的研究资助来支持私营部门的创新。MI研发战略应该支持技术的发展，如MI算法、为其提供动力的计算芯片（图形处理单元或GPU）、材料科学、电池、高性能量子计算、机器人技术、传感器、小型化基础设施等的研究。另外，还要大力支持国防部相关机构对MI系统的开发和部署，确保国家安全。政府应重新考虑将私营部门的创新研发纳入国防部，以确保其MI系统开发的先进性。 2.为MI时代培养必要的劳动力 在规划未来的劳动力时，国家不仅需要考虑着重培养下一代劳动力，还需要考虑重新培训现有劳动者。新技术的进步与发展可能创造出足够的就业机会，来弥补因自动化发展而丧失工作机会的劳动力，但当前工人在过渡到新职业生涯的过程中面临着障碍，这使促进继续教育与就业再培训等问题的管理变得至关重要，可能需要对国家教育系统和社会安全网络进行改革，以确保所有工作者都有迅速过渡到新角色的机会。 （1）培养未来的MI员工 国家过去往往侧重对劳动者进行科学、技术、工程、数学（STEM）学位课程的培养，而缺乏合格的计算机科学家和MI专家。因为硬技能通常最容易被自动化技术取代，而移情、沟通和批判性思维等软技能，随着MI系统工作的普遍性而变得越来越重要。国家的教育战略应侧重于双管齐下的方法：建立强大的技术人才库以开发、运营未来的技术，并培养具有基本数字素养和软技能且适应能力强的高端人才。 第一步是通过扩展计算机科学和MI的学位课程来建立MI人才管道。美国目前面临着计算机科学特别是机器智能方面人才短缺的问题。全国范围内有超过51万个计算机工作岗位，但20XX年毕业的计算机科学专业学生的数量，远不足以满足這一需求的10%，即使是计算机科学家，尚缺乏机器智能方面的教育及直接经验。美国联邦政府可以通过资助MI课程的设计研究，以及协助制定MI的教育计划来支持其技术教育。政策制定者还应该解决日益严重的教授去留问题，这可能会使大部分教育机构陷入困境，并降低国家培养MI人才的能力。为扭转这一趋势，政策制定者必须扩大对大学MI计划和研究补助金的资助，以使国家能够维持创新优势。政府还需对学生从小就投资于数字素养的普及，使之与阅读和算术一样，成为通用工具的一部分。从K12基础教育，到本科及研究生教育，数字和MI扫盲应纳入课程开发认证计划，以确保下一代无论效力于哪个领域都能够参与到MI中来。 除了具备基本的数字素养之外，许多人都认为未来劳动力最重要的技能是软技能，如创造力、批判性思维、情商和适应性。这些技能难以复制，并且随着人类工作者角色的转变而变得越来越有价值。未来劳动力应具备的理想形象是：有技术熟练程度而非掌握程度，有终身学习者的背景，并能够将其创造力和批判性思维技能应用于不断变化的工作和任务之中。 （2）吸引并留住世界上最好的MI人才 国家还应该确保优秀的毕业生留在美国工作，或投资和建立相关业务。美国最大的优势之一是政府有能力吸引海外的优秀技术工人。美国是世界上最大的移民目的地，也培育了大批具有高等教育和领先世界技能的企业家和创新工作者。而打击移民不仅无法为美国人创造更多获得高薪工作的机会，还会扼杀经济增长和经济的竞争力。国家不需要通过拒绝移民来刺激经济增长，而是需要接受出生于各国的移民，并确保下一代MI企业家都能在美国创建未来的技术。 （3）为未来经济对在职人员技能再培训 通过对公司高管进行调查表明，缺乏具有专业技术知识的人才是MI技术广泛应用的最大障碍。普华永道（PwC）的数字智商调查显示，只有20%的高管拥有成功实现人工智能所需的技能。MI可以利用优质的人才改变行业，使之提高效率，提供更加量身定制的个性化产品和服务，改善对质量的控制，以更好地管理其供应链。战略指出，政府应与私营企业合作，为有意向培养在职劳动力人才的公司制定专业指导意见并提供资源。其中一个例子是SBA的小企业技术联盟，它与谷歌、微软和Facebook等公司合作，共同为小企业提供数字培训资源。通过这些培训，可以帮助很多公司扩大和深化MI所需的技能。美国政府还应该与私营部门合作，对因重组劳动力而进行继续教育和培训的公司给予投资，制定税收抵免等激励措施。 3.创建一个灵活开放的数据生态系统以促进MI的发展 MI系统发展的一个重要环节是获取广泛而高质量的系列数据。目前MI系统的数据是匮乏的，它需要大量的数据集库来识别独特的模式和见解。美国在MI领域占据主导地位的主要原因之一，是其国家独特的数据生态系统，为MI研究人员提供了庞大的用户群、广泛的公共数据集访问以及支持性的监管机制。决策者应该利用这种竞争优势，确保美国MI开发人员能够持续访问世界上最开放、灵活的数据生态系统并获得数据。 联邦政府还可以与州政府和地方政府合作，将所提供的数据转换成易于使用的机器可读格式，并探索数据集共享的新方法。首先，政府需要协调自身的数据结构和标准，并应与私营部门合作制定标准以实现政府与行业之间的共享。监管机构和机构官员需在颁布标准的同时，帮助公司在共享客户数据时了解竞争或隐私方面的适用性。其次，政府应利用公私伙伴关系提供标准框架以促进组织之间的数据共享，并设计激励措施以鼓励公司通过开放的应用程序接口（API）提供数据。不仅如此，美国联邦政府还必须制定一项打击危害全球科技公司的保护主义、数据本地化和隐私政策战略。为有效实现这一目标，需调节美国和国外对隐私和消费者保护的合理关注，更需要一个支持MI创新与实验的开放灵活的数据生态系统。除此之外，战略认为，美国和其他国家还应利用贸易协定，创建双边和多边伙伴关系，促进数据的自由流动以支持新兴技术的合作研发。 4.制定全面周到的公共政策来减少阻碍以促进MI的应用 政策制定者还应采取措施以刺激MI技术的需求量，扩大市场，并为美国的MI新企业提供扩展空间。目前，企业对MI的采用率很低，就20XX年9月麻省理工学院斯隆管理评论的一项研究发现：被调查的公司中只有5%将MI广泛应用于其产品中，不到40%的公司制定了关于MI实施的战略规划。对于有意向采用MI技术的公司则面临一系列障碍，包括缺乏IT基础设施、缺乏人才、对法规和客户权利的不确定性以及高昂的实施成本。联邦政府需通过减少这些法律和监管障碍，为MI的应用制定激励措施，以支持企业实施MI自动化。 6