【编者按】今年的《政府工作报告》中首次提出“智能+”的概念，作为未来的重要基础性技术，人工智能已连续三年出现在《政府工作报告》中。当前，人工智能技术已经被广泛应用于实体经济和社会治理的各个领域，可以预见，随着新一代人工智能、大数据等技术的深入应用，生产生活的数字化转型是大势所趋，将全面支撑我国科技、经济、社会发展和国家安全，有望形成技术、应用和产业的多赢局面。
新一代人工智能发展特点和主要应用领域
北京赛智时代信息技术咨询有限公司 赵刚
2019年3月19日，中央全面深化改革委员会第七次会议审议通过了《关于促进人工智能和实体经济深度融合的指导意见》。会议指出，促进人工智能和实体经济深度融合，要把握新一代人工智能发展的特点，坚持以市场需求为导向，以产业应用为目标，深化改革创新，优化制度环境，激发企业创新活力和内生动力，结合不同行业、不同区域特点，探索创新成果应用转化的路径和方法，构建数据驱动、人机协同、跨界融合、共创分享的智能经济形态。在2019 年的政府工作报告中也明确提出打造工业互联网平台，拓展“智能+”，为制造业转型升级赋能。“智能+”上升成为国家战略，推进“智能+”的发展将成为经济高质量发展的一个重要拉动力。本文将分析新一代人工智能发展的特点和主要行业应用领域。
一、新一代人工智能的发展特点
以工业互联网平台为基础，“智能+”将有效地赋能制造业的数字化转型，“智能+”的内涵和作用域也随着技术和业务的发展存在多种组合，其中人工智能技术的快速发展必将作为“智能+”核心作用力而存在。经初步研究，人工智能技术发展已进入新时代，其将引发认知、决策与执行的新能力。新一代人工智能的发展具有如下特点：
（一）人类社会正在进入智能化时代
互联网、移动通信、物联网、云计算、大数据、人工智能、区块链等信息技术正在引发新一轮科技革命，推动人类社会逐步进 入智能化时代。智能化是信息化发展的高级阶段，是继数字化、网络化后重要的人类社会发展趋势。在智能化时代，人类社会将逐步转向以智能网络为新基础设施、以数据资源为新生产要素、以“机器智能+人类智慧”为新型生产力、以智能经济体为主要经济形态、人机物融合发展的社会形态，将构建一个万物互联、数据驱动、人机协同、跨界融合、共创分享的生态系统。
（二）新一代人工智能正在实现从感知智能向认知智能的跃迁
自1956年人工智能技术提出以来，经历了计算智能、感知智能和认知智能三个发展阶段。计算智能阶段重点突破大规模的逻辑计算，以机器代码模拟人的思考过程。感知智能阶段，重点突破机器采集与识别，主要特点是让机器能看会认。认知智能阶段，主要研究深度学习与智能机器人，主要特点是让机器能想会做。目前，人工智能技术正在实现从感知智能向认知智能的跃迁。
新一代人工智能的演变
（三）新一代人工智能本质上是基于深度神经网络的认知智能
逻辑理性是可以通过物理计算过程实现的，这个观念在 20 世纪艾伦·图灵在理论上所证实，他提出“简单的机器可以完成任何计算”。在 20 世纪80 年代，神经网络的研究者们进一步为该理念搭建起了模型——神经网络学习模型，揭示出由简单的神经元搭建而成的神经网络可以实现很复杂的功能。但由于当时计算机运算速度很慢，只能模拟几百个神经元模型。Geofrey Hinton 在 2006 年提出了深度学习的算法，提出多隐层的人工神经网络具有优异的特征学习能力，学习得到的特征对数据有更本质的刻画。深度神经网络在训练上的难度，可以通过“逐层初始化”来有效克服。输入层和输出层之间的隐藏单元层越多，从训练数据中学习到的抽象特征就越多。随着网络规模和深度的增加，对计算机性能和训练数据量有了更高的要求。近五年来，人工智能的快速发展得益于计算机计算能力的指数级提升、互联网和物联网所汇聚形成的海量数据资源。在算力和数据的支持下，当前神经网络模型已经扩大到了12 层的深度，有数十亿个连接点，其优异表现使得计算机视觉识别和语音识别准确率大幅提升，甚至超越了人类，并且深度学习算法也能大幅提升自然语言处理能力。
（四）基于互联网的全球性人工智能（超级大脑）正在形成
近年来，随着互联网、移动通信、物联网、云计算、大数据等技术的发展，人工智能加速发展，呈现出深度学习、跨界融合、人机协同、群智开放、自主操控等新特征，大数据驱动知识学习、跨媒体协同处理、人机协同增强智能、群体集成智能、自主智能系统成为人工智能的发展重点，受脑科学研究成果启发的类脑智能蓄势待发，芯片化、硬件化、平台化趋势更加明显，人工智能技术发展进入新阶段。未来，全球性的人工智能网络将形成，这是一个构建在万物互联、数据高速海量流动、大数据汇聚融合、高性能计算能力、深度学习算法基础上的一种网络化的全球性智能。第一是万物互联（AIoT），每一个物体被数字化、网络化和智能化，具备自身的通信、感知和计算能力，连接到互联网上。第二是数据高速海量流动，通过光纤网络、5G移动通信网络等构建起无处不在的连接。第三是大数据汇聚融合，对大数据量、复杂数据类型的快速分析。第四是高性能计算，通过量子计算、芯片级计算、内存计算、分布式集群计算、流计算等技术，在不同层级上指数级提升计算能力。第五是逐步加深的深度学习算法，构建起多隐层的人工神经网络，大幅提升特征学习能力。这将构建起一个全球网络下的“超级大脑”，新一代人工智能+应用将是在这个超级大脑基础上的复杂大系统的自组织工程，是一个社会性的应用工程。
智能化时代
（五）新一代人工智能+应用的根本目的是解放人类“繁琐或力所不及的劳动”
2016 年，美国发布《国家人工智能研究与发展策略规划》和实施计划，认为人工智能有可能彻底改变人类生活、工作、学习、发现和沟通的方式，可以促进经济繁荣、改善教育机会、提高生活质量、强化国土安全。新一代人工智能的应用根本目的是给人类“找帮手”，让人类从繁琐的劳动中解放出来，或者提供人类生命力所不能及的劳动。从这个目的出发，新一代人工智能+的应用可以被分为四类。一是海量重复性认知工作替代，当前的人工智能技术在语音识别、图像识别方面的准确率已经很高，完全可以替代海量的语音识别、图像识别、视频识别工作，通过人工智能算法已经可以对图像自动添加标题。深度学习结合知识图谱等技术，对自然语言理解的处理能力也将大幅提升，逐步替代繁琐的文档检索、翻译等手工工作。二是人类在空间维度上力所不及的劳动替代，如在微观环境、危险环境、太空环境等应用场景下的工作。三是人类在时间维度上力所不及的劳动替代，如在微秒级、毫秒级等应用场景下的工作。四是承担临时性工作代理，以便于让人类生活更轻松和幸福，如自动驾驶、智能服务等。但总体上，新一代人工智能+应用是帮助人类而不是取代人类。
二、新一代人工智能+的主要应用领域
新一代人工智能应用的浪潮才刚刚开始，这一轮人工智能技术变革所带来的影响可能会持续30年以上。当前，围绕着语音识别、计算机视觉识别和自然语言理解的突破，人工智能技术被广泛应用在实体经济和社会治理的各个领域。目前，取得较好应用的领域包括：智能+公安和安防、智能网联汽车、智能机器人、智能+制造、智能+金融、智能+医疗、城市大脑等。
（一）智能+公安和安防
近些年，随着“平安城市”建设工程的全面推进，视频摄像头遍布城市的各个角落。这些摄像头采集了大量视频数据，为智能+公安应用奠定了基础。通过推动公共安全视频监控联网整合，利用计算机视觉技术处理视频数据，将实现视频图像快速检索和定位，构建起智能化的科技防控网络，提升侦查破案、治安防控、社会管理、服务群众等能力。在安防领域，由于视频识别和人像识别技术的准确率已经达到商业化水平，大量视频识别、生物特征识别和人脸识别仪被公安部门、银行、机场和大型公司等采用。随着人工智能成熟度的进一步加强，很多智能+安防产品将逐步在更多政用、商用和民用领域进行应用，进入社区、学校、工业园区等。总之，智能+公安和安防是近期我国智能+应用的重要市场。
（二）智能网联汽车
智能网联汽车是车联网与智能车的有机联合，是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术、语音识别、视觉识别、深度学习等技术，实现车与人、车、路、后台等智能信息交换共享，实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终可替代人来操作的新一代汽车。2018 年 12月，工业和信息化部印发了《车联网（智能网联汽车）产业发展行动计划》，大力推进智能网联汽车的产业发展。2018 年，我国新能源汽车产量突破100 万辆，进一步带动智能网联汽车发展。智能网联汽车潜在市场价值巨大，将成为智能+应用最为活跃的领域，当前百度、小马智行、初速度等企业基于人工智能的自动驾驶解决方案已经逐步启动商用。
（三）智能机器人
工业机器人和服务机器人也是“智能+”的主要应用场景。在工业机器人领域，随着机器人传感系统、视觉系统等技术的发展，推动机器人本体、控制器、减速器、伺服电机等关键零部件产品研发和技术攻关，构建起自主可控的智能工业机器人的设计和制造能力。在服务型机器人领域，随着语音和人机交互技术的发展，将推动迎客服务、家庭服务、教育、娱乐、医疗康复等特定场景的服务型机器人的发展。
（四）智能+制造
《中国制造 2025》提出以工业互联网为基础，通过在设计、供应链、制造和服务各环节实现端到端无缝协作的智能工业生态系统，以推进信息化和工业化深度融合为主线，大力发展智能制造，构建信息化条件下的产业生态体系和新型制造模式。工业企业将基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，构建贯穿设计、生产、管理、服务等制造活动各个环节的具备自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。工业企业不断加快智能制造技术的研发和应用，通过运用工业机器人、视频识别系统等，建设智能生产线、智能工厂，发展智能设计、智能生产、智能服务和智能运营，打造“工业大脑”，全面提升工业企业生产效率。
（五）智能+金融
世界主要发达国家都把人工智能作为提升国家竞争力、维护国家安全的重大战略，通过人工智能与金融的全面融合，将赋能金融机构，提升金融服务效率，拓展金融服务广度和深度，使得全社会都能获得平等、高效、专业的金融服务。人工智能技术在金融领域的不断应用，推动了智能高频交易、智能投顾、智能征信、智能风控等新型金融科技服务的发展。
（六）智能+医疗
医疗健康是人工智能应用的重要领域，基于计算机视觉、机器人、医疗大数据等技术，开发智能医疗影像、智能医疗问诊和治疗系统、智能医疗机器人、智能医疗设备、智能药物挖掘、智能医疗可穿戴产品等方面的新业态和新产品，打造数字化的“医疗大脑”。首先是推进智能医疗影像应用，在医学影像中应用图像识别、机器学习等技术，提高医学影像自动识别和诊断能力，提高早期病患的预报能力。第二，推进各类医疗服务机器人在医疗、助老助残、康复等领域的应用。第三，在诊断治疗方面，加快人工智能技术在医疗问诊、临床、科研和疑难疾病诊断等方面应用，开展人机协同临床智能诊疗方案应用试点，推进基因芯片和测序技术在遗传性疾病诊断、癌症早期诊断和疾病预防检测中的应用。第四是发展智能医疗可穿戴产品，推进智能血糖仪、智能血压计、智能心电仪、智能胎心仪、智能温度计、智能健康秤、智能孕表、智能肌肤检测仪、智能腕带、智能手表、智能手环等智能医疗可穿戴产品应用。第五是发展智能药物挖掘，推进深度学习等技术应用于药物临床前研究，推动快速、准确地挖掘和筛选合适的化合物或生物，提高新药研发成功率。
（七）城市大脑
城市大脑是群体智能发挥作用的重要场景。通过将城市各个角落的数据连接、分析和整合，对城市进行全域即时分析、指挥、调动、管理。通过加强新型智慧城市建设与各领域智能应用的协调推进、综合集成，利用市民出行、交通流量、城市基础设施等大数据资源分析和深度学习技术，推进城市综合管理智能化，建设智能城市综合管理与决策系统，构建城市大脑。
三、结语
人工智能是引领未来的战略性技术，已成为国际竞争的新焦点。人工智能也是新一轮产业变革的核心驱动力，其相关学科发展、理论建模、技术创新、软硬件升级等整体推进正在引发链式突破。人工智能的纵深发展将催生新技术、新产品、新产业、新业态、新模式，并实现社会生产力的整体跃升，推动经济社会各领域从数字化、网络化向智能化加速跃升。未来，随着人工智能技术链和产业链的深度融合，新一代人工智能将全面支撑我国科技、经济、社会发展和国家安全，有望形成技术、应用和产业的多赢局面。
本文刊登于《网信军民融合》杂志2019年3月刊
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