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美国国家人工智能研究和发展战略计划美国国家科学技术委员会美国网络和信息技术研发小组委员会 2016 年 10 月中国信息通信研究院政策与经济研究所编译组整理

美国国家人工智能研究与发展战略计划中国信通院（CAICT）编译组整理关于国家科学技术委员会国家科学技术委员会（NSTC）是行政机构在构成联邦研发（R＆D）企业的各种实体之间协调科学和技术政策的主要手段。NSTC 的主要目标之一是为联邦科学和技术投资制定明确的国家目标。NSTC 准备了旨在实现多个国家目标的研发包。NSTC 的工作在五个委员会下组建：环境委员会、自然资源和可持续发展委员会；国家与国土安全委员会；科学、技术、工程和数学（STEM）教育委员会；科学和技术委员会。每个委员会都负责监督专注于科学和技术不同方面的小组委员会和工作组。更多信息，请访问 www.whitehouse.gov/ostp/nstc。关于白宫科技政策办公室白宫科技政策办公室（OSTP）由 1976 年国家科学技术政策、组织和优先次序法案设立。OSTP 的使命有三方面：第一，就所有重要事项向总裁及其高级工作人员提供准确、相关和及时的科学和技术咨询；第二，确保行政机构的政策得到健全科学的通知；第三，确保行政机构的科学技术工作得到适当协调，为社会带来最大的益处。OSTP 的主任还担任科学和技术总裁助理，负责管理 NSTC。更多信息，请访问 www.whitehouse.gov/ostp。关于网络和信息技术研究与开发小组委员会网络和信息技术研发（NITRD）小组委员会是国家科学技术委员会（NSTC）技术委员会（CoT）下的一个机构。NITRD 小组委员会协调多机构研究和发展计划，以帮助确保美国在网络和信息技术方面的持续领导，满足联邦政府对先进网络和信息技术的需求，加快先进网络和信息技术的开发和部署。它还实施经 1998 年《下一代互联网研究法案》（P.L. 105-305）修订的 1991 年《高性能计算法》（PL 102-194）相关条款，以及 2007 年《美国创造机会，切实推进卓越技术、教育与科学（COMPETES）法》（P.L. 110-69）。更多信息，请参见 www.nitrd.gov。致谢本文档通过 NITRD 人工智能工作组的成员和工作人员的贡献而制定。特别感谢和感激帮助撰写、编辑和审查文档的其他贡献者：Chaitan Baru (NSF)、Eric Daimler (Presidential Innovation Fellow)、Ronald Ferguson (DoD)、Nancy Forbes (NITRD)、Eric Harder (DHS)、 Erin Kenneally (DHS)、Dai Kim (DoD)、Tatiana Korelsky (NSF)、David Kuehn (DOT)、 Terence Langendoen (NSF)、Peter Lyster (NITRD)、KC Morris (NIST)、Hector Munoz-Avila (NSF)、Thomas Rindflesch (NIH)、Craig Schlenoff (NIST)、Donald Sofge (NRL)、和 Sylvia Spengler (NSF)。 1

美国国家人工智能研究与发展战略计划中国信通院（CAICT）编译组整理版权信息这是美国政府的一项工作，并属于公共领域。它可以自由分发、复制和翻译；感谢科学和技术政策办公室政策对出版的许可。任何翻译应包括一个免责声明，翻译是否准确为翻译者而不是 OSTP 的责任。请求将任何翻译的副本发送给 OSTP。根据知识共享 CC0 1.0 通用许可证的规定，此项工作可在全球范围内使用和重复使用。 2

美国国家人工智能研究与发展战略计划中国信通院（CAICT）编译组整理 2016 年 10 月 13 日各位尊敬的同事：我们很高兴通过这封信传递 NSTC 的国家人工智能研究和发展战略计划。该计划由人工智能工作组开发，人工智能工作组是应 NSTC 机器学习和人工智能小组委员会的要求，由 NSTC 的 NITRD 小组委员会任命的跨部门工作组。智能计算机系统一直是科幻小说的主题。现在，我们正在进入一个 AI 对我们的日常生活产生广泛和深远影响的时代，从精确医学到交通到教育和更多方面。作为回应，2016 年 5 月 3 日，白宫宣布了一系列行动，以促进 AI 的公共对话，确认与这种新兴技术相关的挑战和机遇，帮助政府更有效的利用 AI，并为 AI 的潜在利益和风险做好准备。作为这些行动的一部分，白宫指导创建人工智能研究和开发的国家战略。由此产生的 AI 研发战略计划定义了一个高级框架，可用于确定 AI 中的科学和技术需求，跟踪研发投资的进展并最大限度地发挥其影响以满足这些需求。它还确立 AI 中联邦资助研发的优先事项，展望短期内 AI 对社会和世界长期变革影响的能力。联邦政府的这种协调的 AI 研发尝试将帮助美国充分利用 AI 技术的全部潜力，以发展我们经济的同时改善我们的社会。然而，AI 研发战略计划并没有为个别联邦机构定义具体的研究议程。相反，机构将继续根据其使命、能力、权威和预算来追寻优先重点，同时进行协调，使整体研究组合与 AI 研发战略计划一致。我们期待与联邦机构和其他关键合作伙伴继续这项重要的工作，并利用该计划指导未来在 AI 研发的决策。诚挚的， Bryan Biegel 网络和信息技术研发国家协调办公室主任 James F. Kurose 国家科学基金会科学与工程部计算机与信息系副主任，联合主席，网络和信息技术研发小组委员会 3

美国国家人工智能研究与发展战略计划中国信通院（CAICT）编译组整理国家科学技术委员会主席 John P. Holdren 科学技术委员会主席助理兼科学技术政策办公室主任成员 Afua Bruce 科学技术政策办公室执行主任机器学习和人工智能小组委员会联合主席 Ed Felten 美国科学技术政策办公室副首席技术官联合主席 Michael Garris 高级科学家美国商务部美国国家标准与技术协会联合主席 Bryan Biegel 网络和信息技术研发小组委员会联合主席 James Kurose 网络和信息技术研发国家协调办公室主国家科学基金会科学与工程部计算机与任信息系副主任网络和信息技术研发项目负责人工智能的任务组联合主席 Lynne Parker 部门主任信息与智能系统国家科学基金会成员联合主席 Jason Matheny 主任智力高级研究项目活动 Milton Corn Nikunj Oza 美国国家卫生研究所美国国家航空和航天局 William Ford 国家司法研究所 Michael Garris Robinson Pino 能源部 Gregory Shannon 美国国家标准与技术协会科学技术政策办公室 Steven Knox 国家安全局 John Launchbury 国防部高级研究计划局 Richard Linderman 国防部长办公室 Scott Tousley 国土安全部 Faisal D’Souza 网络和信息技术研发国家协调办公室技术协调专员 4

美国国家人工智能研究与发展战略计划中国信通院（CAICT）编译组整理目录摘要 ........................................................ 7 一、简介 ....................................................... 9 （一）《国家人工智能研究和发展战略计划》的目的 ............. 9 （二）预期结果 ............................................ 11 （三）利用人工智能推进国家优先事项的愿景 .................. 12 1、促进经济发展 ....................................... 12 2、改善教育机会和生活质量 ............................. 13 3、增强国家和国土安全 ................................. 14 （四）人工智能的现状 ...................................... 14 二、研发战略 .................................................. 18 （一）战略一：对人工智能研究进行长期投资 .................. 21 1、提升基于数据发现知识的能力 ......................... 21 2、增强人工智能系统的感知能力 ......................... 22 3、了解人工智能的理论能力和局限性 ..................... 22 4、研究通用人工智能 ................................... 23 5、开发可扩展的人工智能系统 ........................... 24 6、促进类人的人工智能研究 ............................. 24 7、开发更强大和更可靠的机器人 ......................... 25 8、推动人工智能的硬件升级 ............................. 26 9、为改进的硬件创建人工智能 ........................... 26 （二）战略二：开发有效的人类与人工智能协作方法 ............ 28 1、寻找人类感知人工智能的新算法 ....................... 29 2、开发增强人类能力的人工智能技术 ..................... 30 3、开发可视化和人机界面技术 ........................... 30 4、开发更高效的语言处理系统 ........................... 31 （三）战略三：了解并解决人工智能的伦理、法律和社会影响 .... 33 1、改进公平性、透明度和设计责任机制 ................... 33 2、建立符合伦理的人工智能 ............................. 34 5

美国国家人工智能研究与发展战略计划中国信通院（CAICT）编译组整理 3、设计符合伦理的人工智能架构 ......................... 34 （四）战略四：确保人工智能系统的安全可靠 .................. 36 1、提高可解释性和透明度 ............................... 36 2、提高信任度 ......................................... 36 3、增强可验证与可确认性 ............................... 37 4、保护免受攻击 ....................................... 38 5、实现长期的人工智能安全和优化 ....................... 38 （五）战略五：开发用于人工智能培训及测试的公共数据集和环境 39 1、开发满足多样化人工智能兴趣与应用的丰富数据集 ....... 39 2、开放满足商业和公共利益的训练测试资源 ............... 40 3、开发开源软件库和工具包 ............................. 40 （六）战略六：制定标准和基准以测量和评估人工智能技术 ...... 42 1、开发广泛应用的人工智能标准 ......................... 42 2、制定人工智能技术的测试基准 ......................... 42 3、增加可用的人工智能测试平台 ......................... 43 4、促进人工智能社群参与标准和基准的制定 ............... 44 （七）战略七：更好地了解国家人工智能人力需求 .............. 46 三、建议 ...................................................... 47 1、建议一 ............................................. 47 2、建议二 ............................................. 47 附录：首字母缩写词 ............................................. 48 译者注 ......................................................... 50 6

美国国家人工智能研究与发展战略计划中国信通院（CAICT）编译组整理摘要人工智能（AI）是一种具有巨大社会和经济效益的革新性技术。人工智能有可能彻底改变我们的生活、工作、学习、发现和沟通的方式。人工智能研究可以推进美国的国家优先任务，包括增加经济繁荣、改善教育机会和生活质量，以及加强国家和国土安全。由于这些潜在的益处，美国政府已经对人工智能研究投资多年。然而，与联邦政府感兴趣的任何重要技术一样，指导人工智能领域联邦资助研发的总体方向时不仅具有巨大的机会，还必须考虑到一些注意事项。 2016 年 5 月 3 日，政府宣布成立一个新的国家科学技术委员会（NSTC）机器学习和人工智能小组委员会，以帮助协调联邦在人工智能领域的活动。1 该小组委员会于 2016 年 6 月 15 日，请求网络和信息技术研究和发展计划（NITRD）小组委员会编写《国家人工智能研究和发展战略计划》（以下简称“AI 研发战略计划”或《战略》）。之后成立了一个 NITRD 人工智能工作组，以确定人工智能研发为联邦的战略重大计划，特别关注产业不可能解决的领域。这项《战略》为联邦资助的人工智能研究制定了一系列目标，既包括政府内部的研究，也包括联邦资助的政府外部研究，例如在学术界。这项研究的最终目标是产生新的人工智能知识和技术，为社会提供一系列积极效益，同时尽量减少负面影响。为实现这一目标，《战略》确定了联邦资助人工智能研究的以下重大计划：战略一：对人工智能研究进行长期投资。优先投资下一代人工智能，将促进新发现和洞察力，同时使美国在人工智能领域保持世界领先地位。战略二：开发有效的人类与人工智能协作方法。并非取代人类，大多数人工智能系统将与人类合作以实现最佳性能。需要研究来创建人类和人工智能系统之间的有效交互。战略三：了解并解决人工智能的伦理、法律和社会影响。我们期望人工智能技术根据我们持有人类同胞的正式和非正式规范表现。需要研究以了解人工智能的伦理、法律和社会影响，并开发设计符合伦理、法律和社会目标的人工智能系统的方法。战略四：确保人工智能系统的安全可靠。在人工智能系统广泛使用之前， 7

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