人工智能现状与发展趋势

一、全球人工智能发展现状

当前,随着新一代信息技术的发展,新一轮产业变革席卷全球,人工智能成为产业变革的核心方向。人工智能的发展对经济具有重要意义,人工智能通过综合各生产要素作用于国民经济活动,有利于提高生产力水平,助力实体经济发展,主要表现在以下四个方面:一是人工智能可以依托大数据,对庞大的信息资源进行处理,分析得到有效数据,避免了错误的经济决策,推进经济持续稳定的发展。二是人工智能可以通过智能化的精准控制来达到减少资源浪费、提高生产水平和生产效率的目的。三是人工智能可以赋能于商业生态,以电能为动力源的人工智能可以做到减少碳排放,达到节能环保的效果。四是在人工智能的驱动下,产业经济与信息经济相互整合,改变了传统的“需求—设计—制造—销售—服务”的生产模式。由于互联网等信息技术的应用,使得不同产业间的关联关系不断改变,新的产业不断涌现,跨界和融合发展成为产业生态的重要特征,提高了经济增长的质量,推动了经济整体结构的调整。

各国政府纷纷制定人工智能发展政策,力图在未来的发展中占据先机。虽然美国政府稍显迟缓,2019年人工智能国家级战略(《美国人工智能倡议》)才姗姗来迟。但由于美国具有天时(5G时代)地利(硅谷)人和(人才)的天然优势,其在人工智能的竞争中已处于全方位领先状态。总体来看,美国重点领域布局前沿而全面,尤其是在算法和芯片脑科学等领域布局超前。此外,美国聚焦人工智能对国家安全和社会稳定的影响和变革,并对数据、网络和系统安全十分重视。伦理价值观引领,欧洲国家抢占规范制定的制高点。2018年,欧洲28个成员国(含英国)签署了《人工智能合作宣言》,在人工智能领域形成合力。从国家层面来看,受限于文化和语言差异阻碍大数据集合的形成,欧洲各国在人工智能产业上不具备先发优势,但欧洲国家在全球AI伦理体系建设和规范的制定上抢占了“先机”。欧盟注重探讨人工智能的社会伦理和标准,在技术监管方面占据全球领先地位。日本寻求人工智能解决社会问题。日本以人工智能构建“超智能社会”为引领,将2017年确定为人工智能元年。由于日本的数据、技术和商业需求较为分散,难以系统地发展人工智能技术和产业。因此,日本政府在机器人、医疗健康和自动驾驶三大具有相对优势的领域重点布局,并着力解决本国在养老、教育和商业领域的国家难题。

全球产业界也充分认识到人工智能技术引领新一轮产业变革的重大意义,纷纷调整发展战略。比如,谷歌在其2017年年度开发者大会上明确提出发展战略从“移动优先”转向“人工智能优先”,微软2017财年年报首次将人工智能作为公司发展愿景。人工智能领域处于创新创业的前沿。麦肯锡公司报告指出,2016年全球人工智能研发投入超300亿美元并处于高速增长阶段;全球知名风投调研机构CBInsights报告显示,2017年全球新成立人工智能创业公司1100家,人工智能领域共获得投资152亿美元,同比增长141%。据Sage预测,到2030年人工智能的出现将为全球GPD带来额外14%的提升,相当于15.7万亿美元的增长。全球范围内越来越多的政府和企业组织逐渐认识到人工智能在经济和战略上的重要性,并从国家战略和商业活动上涉足人工智能。全球人工智能市场将在未来几年经历现象级的增长。根据IDC全球半年度人工智能系统支出指南预测,2019年全球人工智能(AI)系统支出将达到358亿美元,比2018年增加44.0%。随着各行业大力投资采用AI软件功能的项目,人工智能系统支出到2022年将翻一番达到792亿美元,2018年到2020年预测期内的复合年增长率为38.0%。

全球人工智能处于积极发展阶段,且美国在该领域具有明显领先的国际实力,中国也在积极发展。中国信息通信研究院2019年发布的《全球人工智能产业数据报告》显示,截至2019年3月,全球有5386家活跃人工智能企业,较为集中在美国和中国地区。美国有2169家活跃人工智能企业,占总数量的40.27%,主要集中在加州、纽约州和马萨诸塞州。中国排在第二位,企业数量1189家,占22%。英国、加拿大和印度分别有404家、303家和169家活跃企业,各占总量的7.50%、5.63%和3.14%。AI企业数量前五名的城市分别为北京(468家)、旧金山(328家)、伦敦(290家)、上海(233家)和纽约(207家),AI企业数量排名前20的城市中,中国有4个,美国10个,加拿大3个,英国、印度和以色列和1个。美国AI企业主要集中在加州、纽约州和马萨诸塞州,中国AI企业主要集中在北上广和江浙地区。德勤在2019年发布的《全球人工智能发展白皮书》中筛选了50家人工智能高增长企业,其中有30家为美国企业、14家为中国企业、3家印度企业、1家英国企业、1家日本企业和1家以色列企业。2018年全球人工智能市场规模为1.18万亿美元。

2019年12月,斯坦福大学发布了2019人工智能索引报告(2019AIIndexReport)。报告指出,从1998年到2018年,同行评议的人工智能论文数量增长了300%以上,占同行评议期刊出版物的3%,占已发表会议论文的9%。报告称,早在2006年,中国每年出版的人工智能期刊和会议论文已经与欧洲比肩,但是美国出版物的领域加权引用影响仍比中国高出约50%。超过40%的世界人工智能会议论文引文来自北美。此外,人工智能会议的出席人员也越来越多,2019年,NeurIPS预计将有13500人参加,比2018年增长41%,比2012年增长800%。AAAI和CVPR会议出席人员也增长30%。投资方面,报告指出,全球私人人工智能投资超过700亿美元,与人工智能相关的初创企业投资超过370亿美元,并购340亿美元,IPO50亿美元,少数股权价值约20亿美元。人工智能初创企业的融资总额也从2010年的13亿美元增至2018年的404亿美元。应用方面,2018年,自动驾驶获得了全球最大的投资份额,约为77亿美元,占总投资的9.9%,药物、癌症等健康治疗方面内容获得47亿美元投资,占总投资的6.1%,面部识别占6.0%约47亿美元,此次是视频内容和防欺诈内容。而在大公司方面,有58%的大公司认为,2019年至少有一个智能或者业务部门将使用AI技术。报告指出,目前,工业已经成为人工智能人才的最大消费群体。2018年,超过60%的人工智能博士毕业生进入了工业领域,高于2004年的20%。2018年,在美国,从事工业的人工智能博士毕业生人数是从事学术工作的两倍多。

二、中国人工智能发展现状

人工智能处于第四次科技革命的核心地位,在该领域的竞争意味着一个国家未来综合国力的较量。我国在人工智能领域的发展上有其独特优势,如稳定的发展环境、充足的人才储备、丰富的应用场景等;同时,需要注意的是,我国人工智能发展起步较晚,与以美国为主的发达国家相比还有一定差距。人工智能对于任何国家来说既是机遇又是挑战,世界格局极有可能因此而重新洗牌,对于错过前三次科技革命的我国来说,此次机遇尤为重要。

近年来,我国政府高度重视人工智能的发展,相继出台多项战略规划,鼓励指引人工智能的发展。2015年7月,《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》颁布,提出“人工智能作为重点布局的11个领域之一”;2016年3月,在《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中提出“重点突破新兴领域人工智能技术”;2016年5月,国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、中央网信办等四部门联合印发《互联网+人工智能三年行动实施方案》,提出到2018年初步建成基础坚实、创新活跃、开放协作、绿色安全的人工智能产业生态,形成千亿级的人工智能市场应用规模;2016年12月,国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业规划》,提出推动人工智能向各行业全面融合渗透;2017年7月,国务院印发《新一代人工智能规划》,提出人工智能2020年、2025年、2030年三步走的战略目标,人工智能发展上升为国家战略层面;2017年,人工智能写入十九大报告,提出推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合;2017年12月,工业和信息化部出台《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018—2020年)》,提出到2020年,一系列人工智能标志性产品取得重要突破,在若干重点领域形成国际竞争优势;2018年3月,李克强总理在政府工作报告中再次谈及人工智能,提出“加强新一代人工智能研发应用”;2019年3月,李克强总理在政府工作报告中再次提出“深化人工智能研发应用”;2019年,习近平主席主持召开中央全面深化改革委员会第七次会议并发表重要讲话,会议审议通过了《关于促进人工智能和实体经济深度融合的指导意见》。在中央的精神指导下,北京、上海、广东、浙江、江苏等省也相继发布了人工智能发展的规划,如表9-1所示。目前,在多层次战略规划的指导下,无论是学术界还是产业界,我国在人工智能国际同行中均有不错的表现,在世界人工智能舞台上扮演了重要的角色,我国人工智能的发展已驶入快车道。

表9-1我国中央与地方出台的人工智能相关政策

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续表

资料来源:根据公开资料整理

2010年至2016年之间,中国人工智能企业大规模创建,2016年后,创建数量显著下降,但已有企业都表现出良好的成长性。据中国新一代人工智能发展战略研究院2019年5月发布的《中国新一代人工智能科技产业发展报告(2019)》数据,截至2019年2月,中国共有745家人工智能企业,大约占世界人工智能企业的21.67%,排名第二,仅次于美国。从地域分布看,京津冀、长三角、珠三角和川渝四大都市圈人工智能企业占比分别为44.8%、28.7%、16.9%、2.60%,总共占比达到93%。从各省情况看,主要分布在北京、广东、上海、浙江、江苏、四川和湖北,北京占比最多,为43.2%。在各城市中,人工智能企业主要分布在北京市、上海市、深圳市、杭州市、南京市、广州市、成都市。745家人工智能企业广泛分布在包括智能制造、科技金融、数字内容和新媒体、新零售在内的18个应用领域。从核心技术分布看,大数据和云计算占比最高,为21.3%,其次是机器学习和推荐、语音识别和自然语言处理、人脸和步态及表情识别。具体从人工智能企业层次数量区域分布来看,京津冀地区的基础层、技术层、应用层企业数量均最多,分别为14家、76家、248家,共有338家;长三角地区的人工智能企业数量位居第二,为212家,基础层、技术层、应用层企业数量分别为3家、41家、168家;珠三角地区的人工智能企业数量位居第三,为126家,基础层、技术层、应用层企业数量分别为3家、31家、92家;川渝地区的人工智能数量最少,三层次企业数量仅为19家。投融资方面,745家人工智能企业中,2018年发生融资事件的企业为577家,融资总额为3832.22亿元,是2017年的2.04倍,排名全球第一。

目前,中国人工智能在专利数量以及企业数量等指标上已经处于世界领先地位。2013—2018年,全球人工智能领域的论文文献产出共30.5万篇,其中,中国发表7.4万篇,美国发表5.2万篇。在数量占比方面,2017年中国人工智能论文数量占比全球已经达27.7%。根据《中国新一代人工智能科技产业发展报告(2019)》数据,中国是人工智能专利布局最多的国家。2018年全球人工智能领域专利申请量达到13万余件。中国、美国、日本三国相关专利累计占比超过全球80%。美国在基础层拥有专利控制力,技术层则呈现中美双寡头竞争格局,应用层中国专利占比领先。从专利布局的技术领域看,技术研发的热点领域为基础层的智能芯片和智能传感器、技术层的语音识别和机器视觉、应用层的智能驾驶。从人工智能企业的核心技术分布看,大数据和云计算占比最高,其次是机器学习和推荐、语音识别和自然语言处理、人脸和步态及表情识别。同时,排在前列的还包括硬件、服务机器人、工业机器人和图形图像识别技术。

以浙江省人工智能产业发展为例。2019年浙江省人工智能产业共有企业482家,实现总营业收入1987亿元,形成千亿级产业规模。浙江省人工智能产业区域发展竞争力评价指数排名全国第四位,居北京市、广东省、上海市之后,位于全国第一梯队,尤其是智慧安防产业,占领全球30%以上的市场。目前,浙江已形成以杭州为核心的人工智能产业区域集聚。数据显示,2019年杭州市人工智能企业数量、营业收入分别占据全省的45.0%、58.3%,位居全省第一,嘉兴、宁波分别位居第二、第三,其他地区也呈现蓬勃发展态势。此外,浙江加快构建以浙江大学、之江实验室、浙江清华长三角研究院等科研院校和领军型企业为核心的人工智能创新生态。浙江大学建设了国内首个人工智能交叉学科,启动了脑科学与人工智能会聚研究计划(简称“双脑计划”);阿里巴巴城市大脑、海康威视入选国家新一代人工智能开放创新平台。同时,在浙江省公布的第一批人工智能领军及行业应用标杆企业中,阿里巴巴、海康威视、网易、新华三等9家入选领军企业,虹软科技、安恒信息、商汤科技等45家入选应用标杆企业。

人工智能在医疗健康领域中的深度渗透与融合创新趋势已经非常明显。人工智能在医学影像与病理辅助诊断、临床决策支持、语音识别、药物挖掘、健康管理等领域的探索应用,对医疗健康行业“优化资源配置、提升服务效率、改善服务质量”,提升人类健康水平已形成全球共识。在新冠肺炎疫情防控阻击战中,人工智能技术在多个领域发挥了不可小觑的作用。AI产品及解决方案在特殊时期,落地之快、应用之广,呈现出前所未有的发展态势。以AI智能疫情防控为例,中科闻歌疫情大数据一站式解决方案、中科慧眼的社群人员防疫体温检测AEB系统、阿里安全的“AI防疫师”等产品,快速上线并发挥作用。这些系统能够提供综合性解决方案,具有实时获取权威疫情数据和动态信息、支持本地疫情数据接入融合、预警和追踪高危人群等功能。在此过程中,更出现了AI+红外测温等“明星应用”。AI测温技术具备“非接触”“直观”“24小时不间断”“处理量大”等优势,通过画面呈现出的不同颜色,直接判断“发热点”,迅速给出预警。该产品满足了疫情期间“快速、有效、安全”进行测温的需求,直接颠覆了传统的测温手段,迅速被采用推广。目前,旷视、澎思、深瞐、商汤等企业在AI测温市场领先发展。人工智能在医疗领域的应用成效更加惊人。据上海市公共卫生临床中心披露的数据,AI系统与该院70多例新冠肺炎病例评估结果准确性在87%,而新系统病变区域自动检测与传统手工勾画ROI的方法相比,将时间由5—6个小时压缩到了2—3秒。人工智能辅助医学诊断,极大提升了精准定量分析的效率。AI机器人在疫情防控及复工复产中,使用广度与深度都得到了前所未有的提升。智能机器人能够承担消毒、测温、运输、问询等工作,可以在医院、工厂等多种场景下使用,避免人员聚集、交叉感染、保障人员安全。清扫消毒机器人、智能巡逻机器人、物流机器人、无人机等纷纷上岗。

作为引领未来的战略性技术,人工智能是新一轮产业变革的核心驱动力之一。人工智能产业在疫情后会进入高速发展阶段,大量的人工智能企业涌现,形成以人工智能为核心的智能化应用,开始深度产业化部署。大力发展人工智能已经成为共识。2020年1月,工信部发布“新一代人工智能产业创新重点任务入围揭榜单位名单”,甄选一批拥有人工智能核心关键技术、发展潜力大的企业、科研机构等,聚焦17个重点领域。根据国务院印发的《新一代人工智能发展规划》提出,到2020年人工智能总体技术和应用与世界先进水平同步,核心产业规模超过1500亿元,到2025年人工智能核心产业规模超过4000亿元,到2030年人工智能理论、技术与应用总体达到世界领先水平,核心产业规模超过1万亿元。随着政策的进一步推动以及技术的进一步成熟,人工智能产业落地速度将明显提速。