中國(guó)航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院總工程師 劉海濱

近年來(lái)，隨著深度學(xué)習(xí)理論的提出和AlphaGo戰(zhàn)勝人類(lèi)圍棋世界冠軍，人工智能在學(xué)術(shù)界、工業(yè)界及軍界等多個(gè)領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注，掀起了新一輪的研究和應(yīng)用熱潮，進(jìn)入了一個(gè)全新的飛速發(fā)展時(shí)代。目前，我國(guó)、美國(guó)、日本及英國(guó)等國(guó)政府相繼推出人工智能?chē)?guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，期待在未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)先機(jī)，人工智能相關(guān)領(lǐng)域及產(chǎn)業(yè)發(fā)展已成為全球科技創(chuàng)新的新焦點(diǎn)、國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新引擎。準(zhǔn)確理解和把握國(guó)內(nèi)外人工智能發(fā)展趨勢(shì)、發(fā)展戰(zhàn)略和行動(dòng)計(jì)劃，牢牢抓住我國(guó)大力發(fā)展人工智能及其產(chǎn)業(yè)的歷史機(jī)遇，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，應(yīng)結(jié)合各自行業(yè)發(fā)展的特點(diǎn)，找準(zhǔn)人工智能和各行業(yè)融合發(fā)展的突破口，充分利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、“互聯(lián)網(wǎng)+”等新一代信息技術(shù)，針對(duì)我國(guó)重點(diǎn)行業(yè)和領(lǐng)域，培育新動(dòng)能、發(fā)展新產(chǎn)業(yè)、形成新業(yè)態(tài)，從而推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的創(chuàng)新發(fā)展。

制造業(yè)是支撐我國(guó)實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)。因此，國(guó)家需要加快人工智能核心技術(shù)突破，促進(jìn)人工智能在制造業(yè)特別是裝備制造業(yè)的推廣應(yīng)用，將人工智能技術(shù)融入裝備制造的全過(guò)程，助力裝備制造智能化發(fā)展，培育若干引領(lǐng)全球裝備制造的骨干企業(yè)和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，形成創(chuàng)新活躍、開(kāi)放合作、協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

一、人工智能成為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略

（一）美國(guó)的人工智能研發(fā)戰(zhàn)略計(jì)劃

2016年10月，時(shí)任美國(guó)總統(tǒng)奧巴馬主持召開(kāi)白宮前沿峰會(huì)，展望美國(guó)在未來(lái)50年的發(fā)展。峰會(huì)中白宮發(fā)布《國(guó)家人工智能研究與發(fā)展策略規(guī)劃》報(bào)告，為美國(guó)資助的人工智能（Artificial Intelligence）研究和發(fā)展制定策略，該報(bào)告主要包括以下7個(gè)方面的策略。

（1）對(duì)人工智能研發(fā)進(jìn)行長(zhǎng)期投資。用于知識(shí)發(fā)現(xiàn)的先進(jìn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法增強(qiáng)人工智能系統(tǒng)的感知能力，了解人工智能的理論能力和限制，開(kāi)展通用人工智能技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)可伸縮的人工智能系統(tǒng)，促進(jìn)類(lèi)人人工智能研究，開(kāi)發(fā)更能干更可靠的機(jī)器人，改善硬件提升人工智能系統(tǒng)性能，開(kāi)發(fā)適用于先進(jìn)硬件的人工智能系統(tǒng)。

（2）開(kāi)發(fā)人機(jī)協(xié)作的有效方法。尋求具備人類(lèi)感知能力的人工智能新算法，開(kāi)發(fā)用于人類(lèi)機(jī)能增進(jìn)的人工智能技術(shù)，開(kāi)發(fā)用于數(shù)據(jù)可視化和人–機(jī)界面技術(shù)，開(kāi)發(fā)更有效的自然語(yǔ)言處理系統(tǒng)。

（3）理解和應(yīng)對(duì)人工智能帶來(lái)的倫理、法律和社會(huì)影響。通過(guò)設(shè)計(jì)改進(jìn)公平性、透明度和可追究性，建立倫理人工智能，設(shè)計(jì)倫理人工智能的架構(gòu)。

（4）確保人工智能系統(tǒng)的安全性。改進(jìn)可解釋性和透明度，建立信任機(jī)制，增強(qiáng)校驗(yàn)和驗(yàn)證，建立防攻擊的安全策略，實(shí)現(xiàn)人工智能自演化中的安全性和價(jià)值一致性。

（5）開(kāi)發(fā)適用于人工智能訓(xùn)練和測(cè)試的共享公共數(shù)據(jù)集和環(huán)境。為多類(lèi)型的人工智能興趣和應(yīng)用開(kāi)發(fā)和制作充足的可用數(shù)據(jù)集，使訓(xùn)練和測(cè)試資源適應(yīng)商業(yè)和公共利益，開(kāi)發(fā)開(kāi)源軟件庫(kù)和工具集。

（6）建立標(biāo)準(zhǔn)和基準(zhǔn)評(píng)估人工智能技術(shù)。研制一系列人工智能標(biāo)準(zhǔn)，建立人工智能技術(shù)基準(zhǔn)，增加人工智能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的可用性，組織人工智能標(biāo)準(zhǔn)和基準(zhǔn)社團(tuán)。

（7）更好地把握國(guó)家人工智能研發(fā)人才需求。人工智能的發(fā)展需要一支強(qiáng)勁的人工智能研究人員團(tuán)體。要更好地了解目前和將來(lái)人工智能研發(fā)對(duì)人才的需要，以確保有足夠的人工智能專(zhuān)家應(yīng)對(duì)本計(jì)劃中概述的戰(zhàn)略研發(fā)領(lǐng)域。

圖1 為美國(guó)人工智能發(fā)展規(guī)劃總體結(jié)構(gòu)，最底層（紅色）為影響人工智能系統(tǒng)開(kāi)發(fā)最根本的基礎(chǔ)；這些基礎(chǔ)在策略（3）～（7）中進(jìn)行了描述。中間層（紫色、中藍(lán)色）列出了發(fā)展人工智能所需要的大多數(shù)領(lǐng)域的研究。這些基本研究領(lǐng)域（包括基礎(chǔ)研究）在策略（1）及（2）中進(jìn)行了概述。圖1的最頂層（深藍(lán)色）為預(yù)期將從人工智能發(fā)展中受益的應(yīng)用案例。人工智能研發(fā)戰(zhàn)略計(jì)劃的這些構(gòu)成總體界定了聯(lián)邦投資的高水平框架，該框架可引導(dǎo)該領(lǐng)域的進(jìn)展及積極的社會(huì)效益。

美國(guó)不同政府機(jī)構(gòu)也制定了各自的人工智能發(fā)展戰(zhàn)略。

（1）2018年9月7日，美國(guó)國(guó)防部表示，未來(lái)5年將投資20億美元用于人工智能研發(fā)，開(kāi)發(fā)能夠進(jìn)行學(xué)習(xí)并適應(yīng)環(huán)境不斷變化的機(jī)器。其投資重點(diǎn)為：網(wǎng)絡(luò)安全、檢測(cè)人工智能技術(shù)生成的虛假音頻或視頻、針對(duì)人機(jī)交互的“人機(jī)共生”項(xiàng)目。

（2）美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（Defense Advanced Research Projects Agency）希望探索機(jī)器如何獲得與人相類(lèi)似的交流和推理能力。

（3）美國(guó)聯(lián)邦政府表示，用于研究和發(fā)展人工智能的預(yù)算處于優(yōu)先級(jí)中的第二位，在美國(guó)制造業(yè)、太空探索和醫(yī)療創(chuàng)新之上。

（二）我國(guó)的人工智能發(fā)展戰(zhàn)略及總體部署

1.“三步走”戰(zhàn)略目標(biāo)

（1）到2020年，人工智能總體技術(shù)和應(yīng)用與世界先進(jìn)水平同步，人工智能產(chǎn)業(yè)成為新的重要經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，人工智能技術(shù)應(yīng)用成為改善民生的新途徑，為我國(guó)進(jìn)入創(chuàng)新型國(guó)家行列和實(shí)現(xiàn)全面建成小康社會(huì)的奮斗目標(biāo)提供有力支撐。

（2）到2025年，人工智能基礎(chǔ)理論實(shí)現(xiàn)重大突破，部分技術(shù)與應(yīng)用達(dá)到世界領(lǐng)先水平，人工智能成為帶動(dòng)我國(guó)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的主要?jiǎng)恿?，智能社?huì)建設(shè)取得積極進(jìn)展。

（3）到2030年，人工智能理論、技術(shù)與應(yīng)用總體達(dá)到世界領(lǐng)先水平，成為世界主要人工智能創(chuàng)新中心，智能經(jīng)濟(jì)、智能社會(huì)取得明顯成效，為我國(guó)躋身創(chuàng)新型國(guó)家前列和經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)奠定重要基礎(chǔ)。

2.人工智能科技創(chuàng)新體系

人工智能科技創(chuàng)新體系可以概括為基礎(chǔ)理論體系、關(guān)鍵技術(shù)體系、基礎(chǔ)支撐平臺(tái)、高端人才培養(yǎng)這4個(gè)方面，圖2為體系各個(gè)部分的詳細(xì)組成結(jié)構(gòu)。

3.人工智能發(fā)展總體部署

發(fā)展人工智能是一項(xiàng)事關(guān)全局的復(fù)雜系統(tǒng)工程，要按照“構(gòu)建一個(gè)體系、把握雙重屬性、堅(jiān)持三位一體、強(qiáng)化四大支撐”思路進(jìn)行布局，形成人工智能健康持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略路徑。表1為形成人工智能健康持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略路徑的具體做法。

表1 形成人工智能健康持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略路徑的具體做法

二、人工智能引發(fā)產(chǎn)業(yè)革命

人工智能日益成為新一輪產(chǎn)業(yè)革命的引擎。在人工智能領(lǐng)域，我國(guó)大體上能與世界先進(jìn)國(guó)家發(fā)展同步，完全有能力躋身新工業(yè)革命前列。我們應(yīng)該依托互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供的人工智能創(chuàng)新公共服務(wù)方式，加快人工智能核心技術(shù)突破，促進(jìn)人工智能在智能制造、智能終端、智能農(nóng)業(yè)、機(jī)器人等領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，培育若干引領(lǐng)全球人工智能發(fā)展的骨干企業(yè)和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，形成創(chuàng)新活躍、開(kāi)放合作、協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。我國(guó)必須把握這一重大發(fā)展機(jī)遇，瞄準(zhǔn)國(guó)際人工智能發(fā)展趨勢(shì)，把人工智能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造有機(jī)結(jié)合起來(lái)，給經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)注入智能化的新動(dòng)力。

包括谷歌、IBM、Facebook和微軟在內(nèi)的世界各大公司紛紛加大在人工智能領(lǐng)域布局，這些公司早已在運(yùn)行自己的人工智能實(shí)驗(yàn)室。最近一個(gè)新趨勢(shì)是，各大公司紛紛開(kāi)放了自己的研究資源平臺(tái)，以期吸引更多研究者在其上參與研究，其進(jìn)展近況對(duì)比如表2所示。

三、人工智能的未來(lái)發(fā)展領(lǐng)域

根據(jù)國(guó)務(wù)院《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，人工智能在生產(chǎn)生活、社會(huì)治理、國(guó)防建設(shè)各方面應(yīng)用的廣度和深度極大拓展，形成涵蓋核心技術(shù)、關(guān)鍵系統(tǒng)、支撐平臺(tái)和智能應(yīng)用的完備產(chǎn)業(yè)鏈和高端產(chǎn)業(yè)群，人工智能核心產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)1萬(wàn)億元，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)10萬(wàn)億元。經(jīng)過(guò)分析，本文選取2017年人工智能應(yīng)用最廣的城市、醫(yī)療、環(huán)保、工業(yè)這4個(gè)領(lǐng)域來(lái)展開(kāi)研究。

（一）城市

城市是以非農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)和非農(nóng)業(yè)人口集聚形成的較大居民點(diǎn)。城市的治理、服務(wù)、產(chǎn)業(yè)與每個(gè)市民息息相關(guān)，所以人工智能在城市中的應(yīng)用非常廣。圖3為人工智能在城市中應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)圖。

1.人工智能在城市治理模式中的應(yīng)用

未來(lái)的人工智能城市，將突破過(guò)往傳統(tǒng)智慧城市建設(shè)中分散于交通、安防、政務(wù)等領(lǐng)域的單點(diǎn)信息化應(yīng)用——徹底打通底層居民、車(chē)輛、終端的連接，形成萬(wàn)物互聯(lián)的局面，并在中層基于 人工智能技術(shù)構(gòu)建感知與決策的“城市大腦”，最終支撐上層交通、安防、醫(yī)療等城市運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景，形成彼此間緊密相連的人工智能城市應(yīng)用生態(tài)體系，而人工智能將成為城市治理的核心和“大腦”。城市數(shù)據(jù)大腦具有代表性的應(yīng)用體現(xiàn)在交通管理、司法治理、公共服務(wù)和城市管理4個(gè)方面。

表2 各大公司人工智能技術(shù)研發(fā)的進(jìn)展情況

2.人工智能在城市服務(wù)模式中的應(yīng)用

在城市服務(wù)模式中，人工智能的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：形成以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)的城市服務(wù)機(jī)制，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和各類(lèi)型信息，綜合調(diào)配和調(diào)控城市的公共資源，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能化，為人們?cè)诔鞘械纳罘?wù)提供便利，打造運(yùn)作效率最優(yōu)化的城市。在服務(wù)模式中，最重要的體現(xiàn)為生活綜合服務(wù)，其主要分為供應(yīng)和營(yíng)銷(xiāo)兩大服務(wù)方面。

（1）供應(yīng)。城市的運(yùn)行集中表現(xiàn)為供應(yīng)的管理，同時(shí)供應(yīng)鏈也是當(dāng)今人工智能領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題。供應(yīng)鏈?zhǔn)侵竾@核心企業(yè)，通過(guò)對(duì)商流、信息流、物流、資金流的控制，從采購(gòu)原材料開(kāi)始到制成中間產(chǎn)品及最終產(chǎn)品，最后由銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)把產(chǎn)品送到消費(fèi)者受眾的一個(gè)由供應(yīng)商、制造商、分銷(xiāo)商直到最終用戶(hù)所連成的整體功能網(wǎng)鏈結(jié)構(gòu)。從定義中不難看出，供應(yīng)鏈遍布城市服務(wù)的方方面面，主要體現(xiàn)在采購(gòu)、物流、定價(jià)等3個(gè)方面。

（2）營(yíng)銷(xiāo)。本文城市服務(wù)模式中的營(yíng)銷(xiāo)不局限于銷(xiāo)售的傳統(tǒng)狹義概念，而是指為城市中的每一位居民提供有效并且有針對(duì)性的信息，從而使得生活在城市中的居民感受到城市服務(wù)的周到。人工智能技術(shù)將主要應(yīng)用于收集、篩選、定位、預(yù)測(cè)這四大營(yíng)銷(xiāo)步驟，從而為城市居民提供更加有意義的服務(wù)。

3.人工智能在城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用

產(chǎn)業(yè)發(fā)展是指產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生、成長(zhǎng)和進(jìn)化過(guò)程，既包括單個(gè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)化過(guò)程，又包括產(chǎn)業(yè)總體，即整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)化過(guò)程。在城市這個(gè)區(qū)域概念上，我們可以認(rèn)為產(chǎn)業(yè)發(fā)展是指城市中某些產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)生、成長(zhǎng)和進(jìn)化過(guò)程，是關(guān)乎整個(gè)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素。

人工智能技術(shù)的發(fā)展，為城市整體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新鮮的血液，一大批新型產(chǎn)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。本文將對(duì)自動(dòng)駕駛與機(jī)器人兩大產(chǎn)業(yè)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

（1）自動(dòng)駕駛。自動(dòng)駕駛主要指自動(dòng)駕駛汽車(chē)，它是一種通過(guò)電腦系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的智能汽車(chē)。自動(dòng)駕駛汽車(chē)依靠人工智能、視覺(jué)計(jì)算、雷達(dá)、監(jiān)控裝置和全球定位系統(tǒng)協(xié)同合作，讓電腦可以在沒(méi)有任何人類(lèi)主動(dòng)的操作下，自動(dòng)安全地操作機(jī)動(dòng)車(chē)輛。在定位方面，人工智能視覺(jué)導(dǎo)航對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的要求較低，被認(rèn)為是最有前景的導(dǎo)航方法。在識(shí)別方面，人工智能的圖像識(shí)別與感知可幫助汽車(chē)在行駛過(guò)程中收集和處理周?chē)h(huán)境信息。在深度學(xué)習(xí)方面，它是源于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一種高效的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，可以提高汽車(chē)識(shí)別道路、行人、障礙物的時(shí)間效率。

（2）機(jī)器人。運(yùn)用人工智能技術(shù)的機(jī)器人，結(jié)合專(zhuān)家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，是可以求解專(zhuān)業(yè)性問(wèn)題的具有人工智能的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。同時(shí)，人工智能中的語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言處理等技術(shù)的應(yīng)用，可以使得機(jī)器人更加貼近于真實(shí)的人類(lèi)，行使交流的功能。

（二）醫(yī)療

人都會(huì)經(jīng)歷生老病死，也就意味著需要一定的醫(yī)療救助，而現(xiàn)階段我國(guó)的醫(yī)療資源非常緊缺，需要醫(yī)生具有豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)在醫(yī)療和人工智能的結(jié)合能有效解決一些醫(yī)療行業(yè)的關(guān)鍵問(wèn)題。圖4為人工智能在醫(yī)療中應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)圖。

1.人工智能在輔助診斷系統(tǒng)中的應(yīng)用

輔助診斷系統(tǒng)分為分級(jí)診療和病理診斷標(biāo)準(zhǔn)。

分級(jí)診療是將大量常見(jiàn)病、多發(fā)病、慢性病的病人，從三級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)中、從專(zhuān)家手中，轉(zhuǎn)移到基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)的全科醫(yī)生手中。大數(shù)據(jù)和人工智能將有助于推動(dòng)實(shí)現(xiàn)原來(lái)需要專(zhuān)家才能做到的診斷，現(xiàn)在由基層醫(yī)生借助于智能輔助系統(tǒng)，就能進(jìn)行初步的診斷工作。

人工智能與人腦相比的優(yōu)越性在于，可以更高效地處理海量數(shù)據(jù)，迅速找到一些特征和規(guī)律，并將其應(yīng)用在數(shù)字病理診斷的發(fā)展中去，使計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)檢測(cè)數(shù)字切片中的病變區(qū)域并定量評(píng)估各項(xiàng)指標(biāo)，幫助病理醫(yī)生做出快速、準(zhǔn)確、重復(fù)性高的病理診斷。

2.人工智能在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用

醫(yī)療行業(yè)信息化建設(shè)呈現(xiàn)明顯的兩級(jí)分化特征，大型醫(yī)療健康機(jī)構(gòu)已進(jìn)入系統(tǒng)整合階段，而相當(dāng)數(shù)量的醫(yī)療健康機(jī)構(gòu)依然處于系統(tǒng)建設(shè)階段。

（1）基礎(chǔ)應(yīng)用階段。該階段是信息化初級(jí)階段，主要進(jìn)行從單機(jī)到局域網(wǎng)局部的信息交流和共享，基本的管理信息系統(tǒng)應(yīng)用（OA、財(cái)務(wù)管理等），互聯(lián)網(wǎng)接入和WEB網(wǎng)站，支持服務(wù)占據(jù)IT服務(wù)需求主流。

（2） 系統(tǒng)建設(shè)階段。該階段是管理驅(qū)動(dòng)階段，根據(jù)“急需先行”原則，開(kāi)發(fā)建設(shè)適應(yīng)生產(chǎn)、管理需要的應(yīng)用系統(tǒng)，首先需解決生產(chǎn)管理中的瓶頸問(wèn)題，尚無(wú)信息化總體規(guī)劃，應(yīng)用系統(tǒng)仍為以“部門(mén)級(jí)”為主，開(kāi)始建設(shè)廣域網(wǎng)。

（3）系統(tǒng)整合階段。該階段是信息化總體規(guī)劃階段，采取總體規(guī)劃、分步實(shí)施、重點(diǎn)突破策略，伴隨醫(yī)療健康機(jī)構(gòu)流程重組，全面整合已有的孤立的應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)始建設(shè)ERP/SCM/CRM等“企業(yè)級(jí)”應(yīng)用系統(tǒng)，完善基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，集成服務(wù)需求增強(qiáng)。

（4） 應(yīng)用整合階段。該階段的信息化應(yīng)用水平較高，信息化戰(zhàn)略發(fā)揮效益，信息化工作以應(yīng)用系統(tǒng)優(yōu)化為主，醫(yī)療健康機(jī)構(gòu)信息化基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)比較完善，更加關(guān)注整個(gè)信息化體系的安全性、能力規(guī)劃及可持續(xù)。

（5） 價(jià)值整合階段。該階段是信息化建設(shè)高級(jí)階段，核心醫(yī)療健康機(jī)構(gòu)將信息化建設(shè)模式輸出到供應(yīng)鏈和銷(xiāo)售鏈，提升整個(gè)價(jià)值鏈的信息化應(yīng)用水平，建立面向全球的電子商務(wù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈內(nèi)部的協(xié)同工作。

3.人工智能在藥品研發(fā)中的應(yīng)用

人工智能可應(yīng)用于藥物開(kāi)發(fā)的不同環(huán)節(jié)，包括鎖定致病蛋白質(zhì)、篩選對(duì)蛋白質(zhì)起作用的藥物成分、藥物有效性/安全性預(yù)測(cè)、構(gòu)建新型藥物分子、篩選生物標(biāo)志物和研究新型組合療法等。

（1）新藥開(kāi)發(fā)。建立兩個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，稱(chēng)為生成式對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)稱(chēng)GANs)。其中一項(xiàng)研究提出了可能具有治療特性的新分子；另一種則是否定哪些藥物治療無(wú)效。第一個(gè)網(wǎng)絡(luò)一直試圖“欺騙”后者，讓后者接受新的分子作為合法藥物，這兩種方法都能更好地了解疾病治療應(yīng)該是什么樣子。一旦它們通過(guò)相互測(cè)試，這些網(wǎng)絡(luò)就可以用來(lái)檢測(cè)化合物，以檢測(cè)它們的治療潛力。

（2） 藥物有效性/安全性預(yù)測(cè)。一種物質(zhì)變成藥物，必須要具備安全性、有效性的特征，而在新藥研發(fā)過(guò)程中提前預(yù)測(cè)，則可以極大程度地提高研發(fā)成功率。通過(guò)超級(jí)計(jì)算機(jī)分析數(shù)據(jù)庫(kù)，并用深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析化合物的構(gòu)效關(guān)系，于藥物研發(fā)早期評(píng)估新藥風(fēng)險(xiǎn)。

（3）藥物挖掘。藥物挖掘是人工智能應(yīng)用最早且進(jìn)展最快的領(lǐng)域，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，可以對(duì)藥物活性、安全性和副作用進(jìn)行預(yù)測(cè)，其過(guò)程主要有數(shù)據(jù)分析、深度學(xué)習(xí)軟件攝取及分析信息。

（4）篩選生物標(biāo)志物。研究人員將健康樣品和各種疾病樣品送入人工智能平臺(tái)，利用數(shù)萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)建立不同的模型，并最終找出橫跨這些模型的熱點(diǎn)，這些熱點(diǎn)可代表生物標(biāo)記或藥物靶點(diǎn)。

（5）研究新型組合療法。研究人員通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)分析大量孤立的數(shù)據(jù)來(lái)源，實(shí)時(shí)交互得到有證據(jù)的結(jié)果，用于疾病領(lǐng)域新藥物靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)、組合療法的研究和患者治療策略的選擇中。

4.人工智能在個(gè)人健康中的應(yīng)用

（1）健康管理。人工智能在健康管理中的應(yīng)用主要分為健康體檢大數(shù)據(jù)智能分析、定制智能健康干預(yù)方案。前者主要通過(guò)收集用戶(hù)的身體健康信息及數(shù)據(jù)分析，為用戶(hù)提供個(gè)性化的健康管理方案；后者主要通過(guò)飲食、運(yùn)動(dòng)、心理、用藥、檢測(cè)及教育這6個(gè)方面的指導(dǎo)對(duì)用戶(hù)進(jìn)行健康的管理。

（2）基因測(cè)序。作為一項(xiàng)全新的前沿技術(shù)，基因檢測(cè)不僅能準(zhǔn)確檢測(cè)出人體的基因信息，還能在此基礎(chǔ)上依靠生物信息技術(shù)計(jì)算出人體罹患癌癥、心腦血管疾病、糖尿病等多種疾病的風(fēng)險(xiǎn)，從而進(jìn)行早期預(yù)防與精準(zhǔn)治療。

（三）環(huán)保

近些年，我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)非常重視，人工智能的應(yīng)用大大減輕投入環(huán)保的人力，通過(guò)智能監(jiān)測(cè)、污染治理、環(huán)境模擬來(lái)達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。圖5為人工智能在環(huán)保中應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)圖。

1. 人工智能在智能監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

智能監(jiān)測(cè)是指利用各種傳感器技術(shù)、移動(dòng)計(jì)算、信息融合等技術(shù)對(duì)空氣狀況、海洋環(huán)境、水質(zhì)情況、生態(tài)環(huán)境及城市環(huán)境質(zhì)量5方面進(jìn)行全面有效地監(jiān)控，通過(guò)分析各地環(huán)境質(zhì)量的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控和綜合分析，為采取合理的環(huán)境治理措施和污染預(yù)警提供更客觀、有效的依據(jù)。

（1）空氣監(jiān)測(cè)?？諝赓|(zhì)量在線監(jiān)控系統(tǒng)由若干子系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)等組成。測(cè)定空氣中各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)并計(jì)算，通過(guò)將數(shù)據(jù)傳輸至環(huán)保主管部門(mén)，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域的無(wú)人化遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，做到實(shí)時(shí)監(jiān)控和應(yīng)急預(yù)警。

（2）海洋監(jiān)測(cè)。海洋污染物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)海洋中各種重金屬元素和其他污染物的含量與變化，以及海洋生物的生存狀態(tài)等，計(jì)算各種數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)和圖表提交給海洋管理部門(mén)，實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)海洋領(lǐng)域的水質(zhì)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)和管理。

（3）水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)。水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)水樣及預(yù)處理系統(tǒng)進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)水樣的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行測(cè)量控制預(yù)警等功能。

（4）生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)。生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)測(cè)某區(qū)域生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的溫度、水分、植被覆蓋率、動(dòng)物遷徙等情況，來(lái)判斷監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境變化。

（5）城市環(huán)境監(jiān)測(cè)。城市環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)通過(guò)污染源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)各個(gè)城市重點(diǎn)污染源污染物的排放總量、噪聲污染、粉塵污染實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2. 人工智能在污染治理中的應(yīng)用

環(huán)保部門(mén)借助人工智能技術(shù)，結(jié)合衛(wèi)星圖像、傳感器以及監(jiān)測(cè)儀器等手段，精準(zhǔn)且快速地確定污染源，助力早期污染檢測(cè)，更好地保護(hù)自然資源，促進(jìn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。其中，人工智能主要為實(shí)時(shí)監(jiān)控、基本屬性查詢(xún)、輔助決策及經(jīng)濟(jì)核算這4個(gè)部分服務(wù)。

3.人工智能在環(huán)境模擬中的應(yīng)用

（1）水環(huán)境。為了提高研究者對(duì)水環(huán)境的認(rèn)識(shí)并做出更加切合實(shí)際的決策，就需要借助水質(zhì)模型來(lái)定量化水質(zhì)變化過(guò)程，其在一定程度上能夠定量反映水質(zhì)變化規(guī)律。其中水環(huán)境的模擬有智能監(jiān)測(cè)與預(yù)警、綜合智能管理平臺(tái)這兩個(gè)方面的服務(wù)功能。

（2）大氣環(huán)境。通過(guò)模擬大氣環(huán)境，有助于提高空氣污染模擬的科學(xué)性，從而為空氣污染治理提供更加合理的決策支持。其中大氣環(huán)境模擬主要有環(huán)境質(zhì)量感知、后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)這兩個(gè)主要的應(yīng)用功能。

（四）工業(yè)

工業(yè)生產(chǎn)主要是對(duì)自然資源及原材料進(jìn)行加工或裝配的過(guò)程，這是一個(gè)工作比較艱苦的行業(yè)，要求從事此行業(yè)的人有一定的體能和技能。人工智能滲入工業(yè)的供應(yīng)鏈、研發(fā)、生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)中，有效減少生產(chǎn)消耗，降低運(yùn)輸成本。圖6為人工智能在工業(yè)中應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)圖。

1.人工智能在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用

如今，在如此龐大的網(wǎng)絡(luò)、用戶(hù)、商品的前提下，只靠人的計(jì)算已經(jīng)很難滿(mǎn)足精細(xì)運(yùn)營(yíng)管理的需求，所以人工智能在整個(gè)供應(yīng)鏈中的作用越來(lái)越重要。企業(yè)可以在供應(yīng)鏈的智能預(yù)測(cè)、智能商品、智能定價(jià)、智能庫(kù)存、科學(xué)分配訂單、風(fēng)險(xiǎn)控制系統(tǒng)等多個(gè)環(huán)節(jié)采取智能化的應(yīng)用。

2. 人工智能在研發(fā)中的應(yīng)用

隨著人工智能的發(fā)展，越來(lái)越多的領(lǐng)域已經(jīng)用到人工智能技術(shù)來(lái)提高生產(chǎn)力。人工智能必然也將廣泛應(yīng)用到研發(fā)的過(guò)程中，從而提高工業(yè)中研發(fā)的效率及質(zhì)量。本文主要從設(shè)計(jì)表達(dá)和分析計(jì)算兩個(gè)方面簡(jiǎn)要介紹人工智能的應(yīng)用。

（1）設(shè)計(jì)表達(dá)。設(shè)計(jì)表達(dá)是利用設(shè)計(jì)概念并以其為主線貫穿全部設(shè)計(jì)過(guò)程的設(shè)計(jì)方法，是從分析用戶(hù)需求到生成概念產(chǎn)品的一系列有序的、可組織的、有目標(biāo)的設(shè)計(jì)活動(dòng)。其過(guò)程中最常用的就是CAD，設(shè)計(jì)的核心是智力創(chuàng)造，但傳統(tǒng)CAD技術(shù)并未能對(duì)這一部分工作提供有力的輔助和支持。智能CAD系統(tǒng)和虛擬系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展，將傳統(tǒng)的“硬”模型利用計(jì)算機(jī)三維建模技術(shù)變?yōu)槟芊磸?fù)修改的數(shù)字“軟”模型，通過(guò)計(jì)算系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)與顯示裝置，配合動(dòng)態(tài)仿真，能從生產(chǎn)和使用的觀點(diǎn)全方位檢驗(yàn)設(shè)計(jì)。

（2）分析計(jì)算。研發(fā)過(guò)程中往往需要對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這就需要用到超級(jí)計(jì)算技術(shù)。數(shù)據(jù)中心依托服務(wù)器集群搭建高性能計(jì)算（HPC）專(zhuān)區(qū)，全面滿(mǎn)足工業(yè)制造等場(chǎng)景中的超大計(jì)算需求，助力工業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型，推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的深度融合。

3. 人工智能在生產(chǎn)中的應(yīng)用

隨著新一輪工業(yè)革命的發(fā)展，工業(yè)轉(zhuǎn)型的呼聲日漸高漲。面對(duì)信息技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的革新浪潮，許多國(guó)家都提出了工業(yè)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，這些戰(zhàn)略的核心都是利用新興的信息化技術(shù)來(lái)提升工業(yè)的智能化應(yīng)用水平，進(jìn)而提升工業(yè)生產(chǎn)在全球市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

（1）工廠智能化。工廠智能化就是將人工智能技術(shù)應(yīng)用在工廠的設(shè)備中，提高工廠器械的智能化。主要分別體現(xiàn)在數(shù)字化工廠和智能制造方面，前者可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的生產(chǎn)調(diào)整，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)和用戶(hù)需求計(jì)算調(diào)整設(shè)備參數(shù)，達(dá)到個(gè)性化生產(chǎn)；后者是將制造自動(dòng)化擴(kuò)張到柔性化、智能化和高度集成化。

（2）人資智能化。人資智能化主要體現(xiàn)在員工機(jī)器人和全價(jià)值鏈價(jià)值平臺(tái)，前者主要用智能化機(jī)器人代替人工崗位，達(dá)到高效低成本的目標(biāo)；后者是搭建企業(yè)質(zhì)量管理平臺(tái)，并進(jìn)行自動(dòng)化和信息化建設(shè)，為智能制造的實(shí)現(xiàn)鋪平道路。

4.人工智能在營(yíng)銷(xiāo)中的應(yīng)用

隨著技術(shù)的日益成熟，人工智能正不斷擴(kuò)大在營(yíng)銷(xiāo)領(lǐng)域的應(yīng)用，已經(jīng)有許多人工智能技術(shù)被應(yīng)用到企業(yè)的營(yíng)銷(xiāo)推廣中。

（1）程序化推送。廣告投放是人工智能在營(yíng)銷(xiāo)中的應(yīng)用之一。在廣告投放中應(yīng)用人工智能技術(shù)后，系統(tǒng)可以通過(guò)多個(gè)維度來(lái)判斷投放對(duì)象與目標(biāo)消費(fèi)群體的契合度，并根據(jù)分析結(jié)果，給出不同的投放方案。目前，受限于后臺(tái)技術(shù)規(guī)則和投放方案的數(shù)量，人工智能技術(shù)在廣告投放中的應(yīng)用范圍和深度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

（2）營(yíng)銷(xiāo)洞察。每天都有大規(guī)模的數(shù)據(jù)從各行各業(yè)中產(chǎn)出，而這些數(shù)據(jù)能夠非常好的為營(yíng)銷(xiāo)人員優(yōu)化方案。盡管這些數(shù)據(jù)非常龐大并已經(jīng)到達(dá)了人類(lèi)處理不了的程度，但對(duì)人工智能來(lái)說(shuō)，卻幾乎是小菜一碟。

四、人工智能與裝備制造

（一）人工智能助力裝備制造智能化提升的方式

“工業(yè)4.0之父”、德國(guó)人工智能研究中心首席執(zhí)行官沃爾夫?qū)ね郀査固卦f(shuō)，人工智能和工業(yè)密切相關(guān)，人工智能是工業(yè)4.0的驅(qū)動(dòng)力，是實(shí)現(xiàn)智能制造的一把重要鑰匙。

1.設(shè)計(jì)融智

提升人機(jī)協(xié)作的智能化設(shè)計(jì)能力，將大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)融合于需求分析與產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程，通過(guò)大量案例學(xué)習(xí)，模擬人類(lèi)思維活動(dòng)，能夠更多、更好的承擔(dān)設(shè)計(jì)過(guò)程中的各種復(fù)雜任務(wù)，輔助設(shè)計(jì)人員開(kāi)展更有創(chuàng)新的設(shè)計(jì)工作。智能設(shè)計(jì)的構(gòu)建圖如圖7所示。

2.生產(chǎn)融智

增強(qiáng)機(jī)器自主生產(chǎn)能力，將人工智能技術(shù)嵌入生產(chǎn)流程環(huán)節(jié)，使得機(jī)器能在更多復(fù)雜情況下實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)，目前主要應(yīng)用在工藝優(yōu)化和智能質(zhì)檢等方面。智能生產(chǎn)的構(gòu)建如圖8所示。

3.服務(wù)融智

提高營(yíng)銷(xiāo)和售后的精準(zhǔn)服務(wù)水平，利用人工智能算法，為制造企業(yè)提供更精準(zhǔn)的增值服務(wù)。三一重工結(jié)合騰訊云，把分布全球的30萬(wàn)臺(tái)設(shè)備接入平臺(tái)，利用大數(shù)據(jù)和智能算法，遠(yuǎn)程管理龐大設(shè)備群的運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)故障風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。智能服務(wù)的組成如圖9所示。

（二）航天裝備制造的特征及發(fā)展路線

航天裝備制造具有制造學(xué)科交叉、系統(tǒng)性強(qiáng)，產(chǎn)品復(fù)雜程度高、定性強(qiáng)，產(chǎn)品使用環(huán)境條件極端、要求嚴(yán)苛，制造過(guò)程復(fù)雜特殊，以及產(chǎn)品制造協(xié)作面廣等5個(gè)方面的特征。

我國(guó)航天裝備制造將在2020年完成以全集成自動(dòng)化為核心的數(shù)字化工廠的目標(biāo)，2025年完成智能化柔性制造的目標(biāo)。前者主要打通全三維數(shù)字化設(shè)計(jì)、虛擬仿真、數(shù)字化加工、數(shù)字化檢測(cè)、虛擬裝配和智能管理與分析決策的整條裝備制造鏈，建設(shè)形成典型航天產(chǎn)品數(shù)字化工廠；后者主要融合應(yīng)用信息物理系統(tǒng) （CPS）、工業(yè)大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)、認(rèn)知制造、云制造等技術(shù)，形成適應(yīng)航天多型號(hào)研制并舉的異地協(xié)同智能化柔性制造模式。

五、發(fā)展建議

自1956年人工智能的概念提出以來(lái)，已經(jīng)有60多年的發(fā)展歷史，其發(fā)展并不是一帆風(fēng)順，而是經(jīng)過(guò)了若干次大的起伏和挫折。這次人工智能的再一次興起，將給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)會(huì)，特別是在我國(guó)進(jìn)入新時(shí)代，面臨新一輪改革發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)刻，人工智能技術(shù)將為我們提供一個(gè)換道超車(chē)的機(jī)會(huì)，引領(lǐng)我國(guó)新經(jīng)濟(jì)時(shí)代的發(fā)展。在人工智能領(lǐng)域，現(xiàn)階段我國(guó)大體上能與世界先進(jìn)國(guó)家發(fā)展同步，完全有能力躋身新工業(yè)革命前列。我們必須把握國(guó)際人工智能發(fā)展趨勢(shì)，把人工智能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造有機(jī)結(jié)合起來(lái)，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和新經(jīng)濟(jì)時(shí)代注入智能化的新動(dòng)力。

雖然人工智能有著非常廣闊的發(fā)展前景，但歷來(lái)這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展就是既充滿(mǎn)誘惑又不乏挑戰(zhàn)的，沒(méi)有人能確定它的發(fā)展不會(huì)再經(jīng)受挫折，也沒(méi)有人知道一旦成功實(shí)現(xiàn)最終目標(biāo)會(huì)給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)多么大的輝煌和巨變。我們有理由相信，從現(xiàn)在開(kāi)始到2030年，將是一個(gè)人工智能快速發(fā)展的階段。人工智能將改變各行各業(yè)的生產(chǎn)和工作方式，也將催生許多新行業(yè)、新領(lǐng)域、新業(yè)態(tài)，并將引領(lǐng)我國(guó)新經(jīng)濟(jì)時(shí)代發(fā)展，最終將全面改變世界和人類(lèi)生活。