《美國國家人工智能戰(zhàn)略》確定人工智能技術(shù)研發(fā)是維持美國人工智能在全球領(lǐng)先地位的重中之重。美國如今在人工智能創(chuàng)新方面處于世界領(lǐng)先地位，很大程度上要?dú)w功于美國強(qiáng)大的研發(fā)生態(tài)系統(tǒng)。美國聯(lián)邦機(jī)構(gòu)通過積極在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行投資，支持了許多世界一流研究計(jì)劃，為人工智能創(chuàng)新做出了重要貢獻(xiàn)。2019年11月，美國總統(tǒng)行政辦公室發(fā)布《2016-2019年人工智能研發(fā)發(fā)展報(bào)告》。報(bào)告明確了美國人工智能研發(fā)的八個重點(diǎn)戰(zhàn)略和基于八個戰(zhàn)略的具體人工智能研發(fā)方向，梳理了美國政府各部門正在推動的人工智能項(xiàng)目和研發(fā)進(jìn)展情況。從報(bào)告來看，美國政府對人工智能創(chuàng)新給與了相當(dāng)大的投入，其研發(fā)也產(chǎn)生了巨大的收益，促進(jìn)了美國社會的發(fā)展。

　　一、美國國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略

　　在2019年6月，美國政府就公布了《國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃》(2019版)，明確了聯(lián)邦政府投資人工智能研發(fā)的優(yōu)先領(lǐng)域，要求確保聯(lián)邦政府能夠利用并提高人工智能能力，并確保這些能力在未來幾十年內(nèi)能夠使美國人民更加繁榮、更加安全、提升安保水平和生活質(zhì)量，確定了八大國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略?！?016-2019年人工智能研發(fā)發(fā)展報(bào)告》圍繞《國家人工智能研發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃》(2019版)的八大戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)了三年來美國政府在人工智能研究研發(fā)方面的項(xiàng)目和工作進(jìn)展情況，明確了八大戰(zhàn)略的具體實(shí)施意見。

　　二、八大戰(zhàn)略指導(dǎo)人工智能研發(fā)方向

　　戰(zhàn)略一：對人工智能研究進(jìn)行長期投資

　　人工智能系統(tǒng)能夠大幅提高解決現(xiàn)實(shí)問題的能力。最突出的手段就是使用統(tǒng)計(jì)學(xué)模型或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)方法。機(jī)器學(xué)習(xí)特別適合應(yīng)用于那些需要進(jìn)行模式識別的領(lǐng)域，如對實(shí)體進(jìn)行分類或?qū)?shù)值進(jìn)行預(yù)測。聯(lián)邦機(jī)構(gòu)正在對機(jī)器學(xué)習(xí)方面的研究進(jìn)行長期投資，以解決諸如如何減少訓(xùn)練模型所需標(biāo)記的數(shù)據(jù)量、交互式和連續(xù)學(xué)習(xí)、減少模型中的意外偏見等問題，提高算法的魯棒性以更好地應(yīng)對對手的欺騙。

　　在國防方面，2018年美國國防部發(fā)布的《國防戰(zhàn)略》和《國防部人工智能戰(zhàn)略》中明確了國防部人工智能研發(fā)的總體框架。美國國防部于2018年6月成立了聯(lián)合人工智能中心來具體執(zhí)行《國防部人工智能戰(zhàn)略》。

　　2018年9月，DARPA宣布了“AI Next”項(xiàng)目，該項(xiàng)目是DARPA的新人工智能研發(fā)長期投資項(xiàng)目，旨在使國防部關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程自動化，如將人工智能用于作戰(zhàn)部署的安全許可審查或軟件系統(tǒng)授權(quán);提高人工智能系統(tǒng)的穩(wěn)健性和可靠性;增強(qiáng)人工智能系統(tǒng)和人工智能技術(shù)的安全性和彈性;降低能耗，提升數(shù)據(jù)和資源的使用效率;開創(chuàng)下一代人工智能算法和應(yīng)用，如增強(qiáng)結(jié)論的可解釋性和進(jìn)行常識推理。重點(diǎn)方向如下：

　　新能力(New Capabilities)：DARPA已經(jīng)對大量人工智能技術(shù)應(yīng)用研發(fā)項(xiàng)目進(jìn)行投資,如電子復(fù)興計(jì)劃、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)攻擊實(shí)時(shí)分析、欺詐圖像檢測、構(gòu)建全域的動態(tài)殺傷鏈、人類語言技術(shù)、多模態(tài)自動目標(biāo)識別、生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展和假肢控制等。

　　魯棒性人工智能(Robust AI)：人工智能技術(shù)已經(jīng)在執(zhí)行任務(wù)方面展示出巨大的價(jià)值，如圖像分析、網(wǎng)絡(luò)攻擊預(yù)警、供應(yīng)鏈物流和微生物系統(tǒng)分析。然而，人們對人工智能技術(shù)的失敗樣式還知之甚少。DARPA致力于通過分析和以經(jīng)驗(yàn)為重點(diǎn)的研發(fā)來彌補(bǔ)這一不足。

　　對抗性人工智能(Adversarial AI):機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)很容易被修改數(shù)據(jù)輸入所欺騙，而這些修改卻欺騙不了人類。用于訓(xùn)練這類機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)很可能會遭到破壞，軟件本身也容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊。需要開發(fā)具有對抗性的人工智能系統(tǒng)來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。

　　高性能人工智能(High-Performance AI):在過去的幾年里，計(jì)算機(jī)性能的大幅提高使得機(jī)器學(xué)習(xí)與大型數(shù)據(jù)集和軟件庫相結(jié)合取得了巨大成功。無論是數(shù)據(jù)中心和戰(zhàn)術(shù)部署，都需要在較低的電力消耗下獲得更好的系統(tǒng)性能。DARPA已經(jīng)在最先進(jìn)的數(shù)字處理器上演示了如何使用人工智能算法進(jìn)行模擬計(jì)算處理，其計(jì)算速度提高了一千倍，計(jì)算功耗降低了一千倍。DARPA還在正在進(jìn)行人工智能專用硬件設(shè)計(jì)。

　　下一代人工智能(Next-Generation AI)：這項(xiàng)研究將會把計(jì)算機(jī)從計(jì)算工具變成解決問題的伙伴。DARPA的研究旨在使人工智能系統(tǒng)不僅能夠解釋它們的行為，還能夠獲取和推理出常識。

　　戰(zhàn)略二：開發(fā)人與人工智能進(jìn)行協(xié)作的有效方法

　　許多聯(lián)邦機(jī)構(gòu)正在努力促進(jìn)開發(fā)有效的人與人工智能協(xié)作方法。

　　DARPA設(shè)想，在未來，人工智能將不僅僅是執(zhí)行規(guī)則程序或?qū)?shù)據(jù)集進(jìn)行概括的工具，還將成為解決問題的助手。如果將這些人工智能技術(shù)整合到軍事系統(tǒng)中，與作戰(zhàn)人員相互協(xié)作，將有助于在情況復(fù)雜、時(shí)間緊迫的戰(zhàn)場環(huán)境中做出更好的決策;能夠共同理解大量的、不完整的和矛盾的信息;能夠使無人系統(tǒng)與有人駕駛戰(zhàn)機(jī)協(xié)作，以更安全和更高效的方式來執(zhí)行任務(wù)。

　　戰(zhàn)略三：理解并解決人工智能的倫理、法律和社會影響

　　美國政府支持了大量的研究和開發(fā)計(jì)劃，以加深對人工智能技術(shù)潛在的道德、法律和社會影響的理解。美國政府的研發(fā)資金將用于解決人工智能的公平性、透明度、隱私性、可靠性、彈性、算法偏差、問責(zé)制和可解釋性等問題。這項(xiàng)研究中收集的信息可用于更好地理解人工智能系統(tǒng)的工作方式、潛在挑戰(zhàn)以及隨著技術(shù)的發(fā)展這些挑戰(zhàn)將如何演變、如何緩解這些挑戰(zhàn)，以及這些革命性技術(shù)會對社會產(chǎn)生怎樣的影響。

　　戰(zhàn)略四：確保人工智能系統(tǒng)安全可靠

　　人工智能安全包括人工智能系統(tǒng)安全，以及運(yùn)行這些系統(tǒng)的數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施安全。許多聯(lián)邦機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始使用人工智能技術(shù)來加強(qiáng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全。聯(lián)邦機(jī)構(gòu)已經(jīng)開始采取措施，來加強(qiáng)人工智能系統(tǒng)的安全可靠性。新推出的《人工智能安全計(jì)劃》將確保美國處于最有利的地位，能夠安全地發(fā)揮人工智能的全部潛力。

　　戰(zhàn)略五:開發(fā)可共享的公共數(shù)據(jù)環(huán)境供人工智能系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練和測試

　　政府?dāng)?shù)據(jù)就像政府本身一樣龐大、廣泛和多樣。用于訓(xùn)練和測試人工智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包括：項(xiàng)目收集的數(shù)據(jù)和通過研究創(chuàng)建的數(shù)據(jù);這些數(shù)據(jù)分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù))和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(自然語言文本)兩種形式。這些數(shù)據(jù)能夠描述范圍廣闊的自然現(xiàn)象和人類活動，如從分子結(jié)構(gòu)到天文地理。聯(lián)邦機(jī)構(gòu)一直在創(chuàng)新數(shù)據(jù)管理的新途徑，如數(shù)據(jù)的獲取、準(zhǔn)備、注釋、集成和保存。除了數(shù)據(jù)管理之外，各聯(lián)邦機(jī)構(gòu)還與非政府伙伴合作，創(chuàng)建必要的數(shù)據(jù)環(huán)境，以支持各種大型數(shù)據(jù)集，設(shè)計(jì)使數(shù)據(jù)更容易發(fā)現(xiàn)的新本體，為數(shù)據(jù)管理提供新的解決方案。

　　戰(zhàn)略六：建立基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)來衡量和評估人工智能技術(shù)

　　為了能夠研發(fā)出安全、有效和對社會有益的人工智能系統(tǒng)，開發(fā)人員、用戶和決策者需要通過一個特定的基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)，來對人工智能技術(shù)的能力和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評估。聯(lián)邦機(jī)構(gòu)在制定這些新的基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)方面發(fā)揮主導(dǎo)作用。相關(guān)研究人員正在積極地利用機(jī)器學(xué)習(xí)來收集大量的操作數(shù)據(jù)集，以便對預(yù)測模型的性能進(jìn)行基準(zhǔn)測試，并確定當(dāng)前預(yù)測模型的不足之處，以改進(jìn)預(yù)測模型并減少性能中的不確定性。

　　戰(zhàn)略七：更好地了解人工智能研發(fā)人員的需求

　　許多聯(lián)邦項(xiàng)目旨在確保美國人工智能研發(fā)人員有足夠的研發(fā)能力，并且能夠滿足對人工智能專業(yè)人員迅速增長的需求。這些措施與聯(lián)邦機(jī)構(gòu)努力推進(jìn)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)(STEM)教育的五年計(jì)劃相一致。迄今為止，美國對人工智能研發(fā)人員的需求進(jìn)行了調(diào)查研究，尋求新方法來培訓(xùn)人工智能研究人員。聯(lián)邦機(jī)構(gòu)大力支持參與人工智能相關(guān)項(xiàng)目研究的研究生，向本科生介紹大數(shù)據(jù)和人工智能研究機(jī)會，為K-12學(xué)生提供人工智能與計(jì)算思維相關(guān)的基本技能，為企業(yè)家和社區(qū)提供學(xué)習(xí)人工智能技術(shù)應(yīng)用的機(jī)會。

　　戰(zhàn)略八:擴(kuò)大人工智能領(lǐng)域的公私伙伴關(guān)系，加速人工智能發(fā)展

　　盡管私營部門在人工智能研發(fā)方面的創(chuàng)新正在以驚人的速度進(jìn)行，但絕大多數(shù)行業(yè)的研發(fā)都聚焦于短期應(yīng)用。而聯(lián)邦政府投資的研究項(xiàng)目大多風(fēng)險(xiǎn)較高、周期較長。鑒于政府部門在領(lǐng)導(dǎo)和推動公私伙伴合作方面擁有獨(dú)特的優(yōu)勢地位，需要建立新的公私伙伴合作機(jī)制，更好地利用私營部門力量，共同應(yīng)對長期研究項(xiàng)目和公共事業(yè)項(xiàng)目的挑戰(zhàn)。多個聯(lián)邦機(jī)構(gòu)正在努力尋找公私合作的新方式，主要有兩大方向:一是放寬對數(shù)據(jù)和計(jì)算資源的訪問限制;二是公私合作共同資助項(xiàng)目研究。雖然還有許多挑戰(zhàn)存在，但這些公私伙伴合作項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)看做是一個良好的開端。

　　三、美國將繼續(xù)推進(jìn)人工智能研發(fā)取得新突破

　　美國國家人工智能研發(fā)的實(shí)力是雄厚的。根據(jù)總統(tǒng)在行政命令中對有人工智能的定位，美國人工智能的研發(fā)能力和創(chuàng)新水平是維持美國在人工智能全球領(lǐng)導(dǎo)地位的重中之重。美國有責(zé)任繼續(xù)利用其技術(shù)實(shí)力，支持下一代人工智能技術(shù)的早期研究，以推動人工智能技術(shù)有新的突破。

　　這份報(bào)告說明了聯(lián)邦政府在人工智能研發(fā)方面進(jìn)行投資的廣度、多樣性、影響力和重要性。讓我們了解到聯(lián)邦人工智能研發(fā)活動是如何推動人工智能進(jìn)步的，是如何進(jìn)一步影響到許多經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的。盡管這份報(bào)告并非詳盡無遺，但它反映了聯(lián)邦政府支持的重大人工智能戰(zhàn)略和具體項(xiàng)目。