美國聯(lián)邦政府機構(gòu)技術(shù)預(yù)測工具應(yīng)用態(tài)勢分析

孫棕檀，李云，李浩悅，特日格樂

（中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院，北京 100048）

美國聯(lián)邦政府機構(gòu)技術(shù)預(yù)測工具應(yīng)用態(tài)勢分析

孫棕檀，李云，李浩悅，特日格樂

（中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院，北京 100048）

美國國防分析研究所發(fā)布的《美國聯(lián)邦政府技術(shù)預(yù)測工具應(yīng)用現(xiàn)狀與潛在應(yīng)用》研究報告對美國聯(lián)邦政府機構(gòu)技術(shù)預(yù)測工作開展現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理，對聯(lián)邦政府機構(gòu)期望擁有的技術(shù)預(yù)測工具能力進(jìn)行了分析。本文在此基礎(chǔ)上，對聯(lián)邦政府機構(gòu)技術(shù)預(yù)測工具的應(yīng)用態(tài)勢進(jìn)行了總結(jié)，為我國開發(fā)相應(yīng)技術(shù)預(yù)測工具提供參考與借鑒。

美國聯(lián)邦政府機構(gòu)；技術(shù)預(yù)測工具；自動化

一、前言

2016年，美國知名智庫美國國防分析研究所（IDA）發(fā)布了《美國聯(lián)邦政府技術(shù)預(yù)測工具應(yīng)用現(xiàn)狀與潛在應(yīng)用》研究報告。這份研究報告主要包含兩部分內(nèi)容：一是了解在聯(lián)邦政府機構(gòu)中開展的技術(shù)預(yù)測工作現(xiàn)狀以及技術(shù)預(yù)測在決策中的作用；二是了解聯(lián)邦政府機構(gòu)對技術(shù)預(yù)測工具應(yīng)具備能力的期望，包括技術(shù)預(yù)測工具的特征、方法和信息[1]。

IDA所進(jìn)行的調(diào)查工作和發(fā)布的研究報告是在美國情報高級研究計劃局（IARPA）的支持下開展的。IARPA正在探索技術(shù)預(yù)測在科技決策中的當(dāng)前應(yīng)用與未來應(yīng)用，并開發(fā)自動化技術(shù)預(yù)測工具。IDA的這份報告將幫助IARPA預(yù)測技術(shù)的未來特征或應(yīng)用，改進(jìn)和提升IARPA的科技分析能力；同時還將幫助IARPA認(rèn)清自動化技術(shù)預(yù)測工具開發(fā)時需克服的障礙，加速技術(shù)預(yù)測工具從設(shè)計階段向業(yè)務(wù)運行階段的過渡。

二、技術(shù)預(yù)測工作開展現(xiàn)狀

（一）技術(shù)預(yù)測工具使用情況不理想，技術(shù)預(yù)測需求不同

《美國聯(lián)邦政府技術(shù)預(yù)測工具應(yīng)用現(xiàn)狀與潛在應(yīng)用》研究報告將技術(shù)預(yù)測定義為：在特定的時間窗口內(nèi)對技術(shù)未來特征或應(yīng)用的預(yù)測[2]。聯(lián)邦政府機構(gòu)往往出于對特定事件或必要反應(yīng)做出響應(yīng)，以及對常規(guī)監(jiān)測和報道的需求，而啟動技術(shù)預(yù)測工作。

技術(shù)預(yù)測的具體應(yīng)用包括：收集情報、從未來技術(shù)的潛在應(yīng)用中識別威脅和機遇、管理研究投資組合、了解今天的長期技術(shù)投資對未來場景的塑造或影響、了解全球商業(yè)技術(shù)或產(chǎn)品的演變對經(jīng)濟和政策的影響。

為了了解聯(lián)邦政府機構(gòu)對技術(shù)預(yù)測工具的使用情況以及利用技術(shù)預(yù)測工具開展輔助決策的情況，IDA的研究人員對涉及新興技術(shù)和技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的聯(lián)邦政府機構(gòu)人員開展了一系列的訪談?wù){(diào)查工作。目前只有兩家聯(lián)邦政府機構(gòu)——中央情報局科學(xué)技術(shù)理事會（DSamp;T）與能源信息管理局（EIA）在日常工作中廣泛使用自動化工具，而這兩家聯(lián)邦政府機構(gòu)中只有EIA使用自動化工具進(jìn)行技術(shù)預(yù)測工作。此外，參與訪談的11家聯(lián)邦政府機構(gòu)表達(dá)了對技術(shù)預(yù)測的不同需求，如表1所示。

（二）對技術(shù)預(yù)測時間跨度與自動化程度的追求存在差異

IDA研究人員根據(jù)訪談結(jié)果，將各聯(lián)邦政府機構(gòu)期望開展的技術(shù)預(yù)測的時間跨度分為三類：對未來5年內(nèi)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行展望的短期預(yù)測，對未來5～20年技術(shù)發(fā)展進(jìn)行展望的中期預(yù)測，以及對未來20～30年技術(shù)發(fā)展進(jìn)行展望的長期預(yù)測。

聯(lián)邦政府機構(gòu)采用何種類型的技術(shù)預(yù)測，與預(yù)測的時間跨度相關(guān)。對未來5年內(nèi)的技術(shù)或技術(shù)應(yīng)用狀況感興趣的聯(lián)邦政府機構(gòu)，正準(zhǔn)備迅速對技術(shù)本身進(jìn)行關(guān)注與響應(yīng)；對未來5～20年的技術(shù)或技術(shù)應(yīng)用感興趣的聯(lián)邦政府機構(gòu)，則將重點放在長期投資上，如基礎(chǔ)設(shè)施投資或長期組織戰(zhàn)略。此外，越是期望進(jìn)行長期技術(shù)預(yù)測的聯(lián)邦政府機構(gòu)，越是偏好對自動化程度高的技術(shù)開展預(yù)測，如表2所示。

表1 參與訪談的聯(lián)邦政府機構(gòu)與技術(shù)預(yù)測需求

（三）聯(lián)邦政府機構(gòu)傾向于短期技術(shù)預(yù)測與非自動化技術(shù)預(yù)測

從表2可以看到，參與訪談的聯(lián)邦政府機構(gòu)中有很多機構(gòu)傾向于采用短期技術(shù)預(yù)測而做出決策，主要原因有兩點：一是聯(lián)邦政府機構(gòu)的數(shù)據(jù)分析師被淹沒在海量信息中，并沒有獲取到其所需的數(shù)據(jù)；二是某些技術(shù)發(fā)展速度過快，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析師無法及時與深入地理解該技術(shù)。

此外，聯(lián)邦政府機構(gòu)對自動化程度高的技術(shù)預(yù)測以及技術(shù)預(yù)測工具興趣不大，原因包括：現(xiàn)有的技術(shù)預(yù)測工具不能滿足聯(lián)邦政府機構(gòu)的需求；聯(lián)邦政府機構(gòu)對當(dāng)前非自動化預(yù)測流程已充分適應(yīng)；聯(lián)邦政府機構(gòu)缺乏對使用技術(shù)預(yù)測工具相關(guān)人員的培訓(xùn)時間；技術(shù)預(yù)測工具的高成本；數(shù)據(jù)分析師和決策者缺乏對自動化技術(shù)預(yù)測工具的信任。

受訪的聯(lián)邦政府機構(gòu)表示，技術(shù)預(yù)測工具的輸出需要由數(shù)據(jù)分析師進(jìn)一步解釋與語境化，對數(shù)據(jù)進(jìn)行驗證和理解后，再傳遞給決策者。在決策過程中，任何技術(shù)預(yù)測工具都無法取代數(shù)據(jù)分析師與決策者，技術(shù)預(yù)測工具僅起到輔助的作用。

三、對技術(shù)預(yù)測工具能力的期望

受訪的聯(lián)邦政府機構(gòu)希望技術(shù)預(yù)測工具可以具備一定的自動化能力，這種自動化能力可以概括為三類：預(yù)測能力、警報能力、追蹤與匯總能力，如表3所示。

具備預(yù)測能力的技術(shù)預(yù)測工具，可實現(xiàn)技術(shù)中期與長期預(yù)測（外推和趨勢分析工具）、技術(shù)短期預(yù)測（預(yù)測市場）[3]，甚至還可以計算并預(yù)測某項技術(shù)在軍用和民用領(lǐng)域應(yīng)用的可能性。當(dāng)指標(biāo)通過預(yù)先確定的閾值時，具備警報能力的技術(shù)預(yù)測工具就通知研究人員，將調(diào)查集中在特定的問題上，幫助研究人員了解技術(shù)潛在的威脅和機會。具備追蹤與匯總能力的技術(shù)預(yù)測工具可以協(xié)助開展信息摘要和態(tài)勢感知，概括研究領(lǐng)域、技術(shù)或人際網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。

（一）預(yù)測能力

部分聯(lián)邦政府機構(gòu)對獲取技術(shù)未來狀態(tài)的定性信息、識別當(dāng)前技術(shù)趨勢感興趣，并為預(yù)測技術(shù)的未來特點和技術(shù)的未來應(yīng)用提供基礎(chǔ)，具體包括外推和趨勢分析工具、軍民兩用技術(shù)概率計算工具、市場預(yù)測工具。

表2 聯(lián)邦政府機構(gòu)對自動化技術(shù)預(yù)測工具及預(yù)測時間跨度的偏好

表3 技術(shù)預(yù)測工具應(yīng)具備的自動化能力與希望擁有相應(yīng)能力的政府機構(gòu)

1. 外推和趨勢分析工具

外推和趨勢分析是根據(jù)過去和當(dāng)前信息來預(yù)測未來的狀態(tài)，該工具適用于預(yù)測技術(shù)中長期的發(fā)展，但對未來20～30年的技術(shù)或技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行預(yù)測時可能缺乏足夠的建立外推趨勢的數(shù)據(jù)。

2. 軍民兩用技術(shù)概率計算工具

軍民兩用技術(shù)概率計算是通過推斷歷史趨勢數(shù)據(jù)，預(yù)測技術(shù)的未來狀態(tài)，若給定驅(qū)動技術(shù)的不同因素，則可推測出可能的技術(shù)軌跡。該技術(shù)預(yù)測工具可預(yù)測技術(shù)在早期研發(fā)階段成為軍民兩用技術(shù)的概率。

3. 市場預(yù)測工具

市場預(yù)測是利用專家集體判斷生成對某一事件或參數(shù)的預(yù)測，預(yù)測準(zhǔn)確度高于單個專家。市場預(yù)測工具非常適合對缺乏可追蹤指標(biāo)技術(shù)進(jìn)行預(yù)測，因為這些技術(shù)往往處于快速發(fā)展的時期。

（二）警報能力

受訪者表示，在技術(shù)達(dá)到預(yù)先確定的門檻時，可以開發(fā)出一種警示工具，提醒聯(lián)邦政府機構(gòu)的數(shù)據(jù)分析師進(jìn)行深入分析。一般來說，技術(shù)警報工具首先需輸入數(shù)據(jù)分析師關(guān)心的技術(shù)未來狀態(tài)，然后數(shù)據(jù)分析師需確定哪些指標(biāo)可以指示技術(shù)的未來狀態(tài)，并設(shè)定警報響起時這些指標(biāo)的閾值。

技術(shù)警報工具可調(diào)整輸入的數(shù)據(jù)和閾值的類型，從而開展一系列的分析工作。如在基礎(chǔ)研究應(yīng)用中，在提取特定科學(xué)期刊或論文時，閾值可以是單獨的關(guān)鍵詞或作者，還可以是關(guān)鍵詞與作者同時出現(xiàn)；在對技術(shù)未來發(fā)展階段進(jìn)行分析時，可將閾值設(shè)置為專利申請或貿(mào)易期刊中出現(xiàn)的關(guān)鍵詞。技術(shù)警報工具具備可定制性，因此可支持短期、中期或長期的技術(shù)預(yù)測工作。

（三）追蹤與匯總能力

具備追蹤與匯總能力的技術(shù)預(yù)測工具，適用于對特定技術(shù)預(yù)測不感興趣，但想掌握相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域所有信息的聯(lián)邦政府機構(gòu)。該技術(shù)預(yù)測工具可細(xì)分為技術(shù)更名跟蹤工具、研究領(lǐng)域關(guān)鍵人物識別與追蹤工具、組織與信息可視化工具。

1. 技術(shù)更名跟蹤工具

對技術(shù)進(jìn)行長期跟蹤所面臨的挑戰(zhàn)之一是技術(shù)生命周期中相關(guān)名稱與術(shù)語的變化，技術(shù)報告的數(shù)據(jù)源也會發(fā)生變化，因此通過采用技術(shù)更名跟蹤工具，可以行之有效地自動跟蹤此類技術(shù)。

2. 研究領(lǐng)域關(guān)鍵人物識別與追蹤工具

對新興研究領(lǐng)域領(lǐng)先科學(xué)家的單人識別不僅是一種了解該領(lǐng)域前沿研究狀態(tài)的方法，而且還能在關(guān)鍵人物身上進(jìn)行早期的技術(shù)投資。同時，對學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界關(guān)鍵人物的多人識別與追蹤，也有助于實現(xiàn)關(guān)鍵人物間的緊密合作，加快技術(shù)商業(yè)化的進(jìn)程。

3. 組織與信息可視化工具

該工具具有可視化功能，能以結(jié)構(gòu)化形式直觀顯示信息，可允許用戶選擇特定數(shù)據(jù)來源，同時不斷地從這些數(shù)據(jù)源接收信息更新，并對用戶選擇的數(shù)據(jù)源進(jìn)行額外補充。組織與信息可視化工具具有不同的分析功能，如可通過主題建?；騿卧~云生成對數(shù)據(jù)源的信息進(jìn)行總結(jié)，可查看特定術(shù)語隨時間或主題的變化，可高亮顯示新術(shù)語或主題，可檢查數(shù)據(jù)的協(xié)同變化等。

四、結(jié)語

《美國聯(lián)邦政府技術(shù)預(yù)測工具應(yīng)用現(xiàn)狀與潛在應(yīng)用》研究報告對聯(lián)邦政府機構(gòu)技術(shù)預(yù)測工作開展現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理，對聯(lián)邦政府機構(gòu)期望擁有的技術(shù)預(yù)測工具能力進(jìn)行了分析。筆者對聯(lián)邦政府機構(gòu)技術(shù)預(yù)測工具的應(yīng)用態(tài)勢進(jìn)行總結(jié)，并提出幾點認(rèn)識。

（1）現(xiàn)有的技術(shù)預(yù)測工具因缺乏普適性暫不能滿足聯(lián)邦政府機構(gòu)的需求。技術(shù)預(yù)測工具雖然可以幫助聯(lián)邦政府機構(gòu)的數(shù)據(jù)分析師集成、總結(jié)和突出關(guān)鍵信息，不斷進(jìn)行技術(shù)地平線掃描，并幫助數(shù)據(jù)分析人員跟上最新技術(shù)的進(jìn)展，但當(dāng)前的技術(shù)預(yù)測工具并未對客戶的需求進(jìn)行定制，此外，現(xiàn)有的技術(shù)預(yù)測工具功能的單一性也不能滿足聯(lián)邦政府機構(gòu)的需求。開發(fā)滿足所有聯(lián)邦政府機構(gòu)需求的技術(shù)預(yù)測工具是不現(xiàn)實的，有些機構(gòu)對廣泛的技術(shù)地平線掃描活動感興趣，有些機構(gòu)則遵照其機構(gòu)使命只對特定的技術(shù)進(jìn)行關(guān)注。

（2）具備可視化能力的技術(shù)預(yù)測工具將深得聯(lián)邦政府機構(gòu)的青睞。將信息以結(jié)構(gòu)化形式直觀顯示的技術(shù)預(yù)測工具可以幫助數(shù)據(jù)分析師更好地開展數(shù)據(jù)分析與決策工作。具備可視化能力的技術(shù)預(yù)測工具即使缺少技術(shù)預(yù)測模塊，也能為開展技術(shù)追蹤與匯總、技術(shù)外推和趨勢分析提供幫助。

（3）聯(lián)邦政府機構(gòu)對自動化技術(shù)預(yù)測工具的信賴度不高。一方面，受訪人員擔(dān)憂自動預(yù)測可能會取代人類自身的判斷，數(shù)據(jù)分析師或研究人員通常是通過收集信息并利用專家判斷來確定信息的內(nèi)涵和價值，如果技術(shù)預(yù)測能自動判斷出技術(shù)發(fā)展的未來影響，必將削弱人類在分析和決策過程中的核心作用；另一方面，受訪人員擔(dān)憂自動化技術(shù)預(yù)測工具即使具備強大的預(yù)測能力，但工具本身的不透明性會降低聯(lián)邦政府機構(gòu)對自動化工具的接受程度。

（4）我國在開發(fā)技術(shù)預(yù)測工具時，可充分借鑒美國聯(lián)邦政府機構(gòu)技術(shù)預(yù)測工具的使用經(jīng)驗：一是充分調(diào)研各方需求，注重技術(shù)預(yù)測工具的可定制性與靈活性；二是平衡技術(shù)預(yù)測工具的復(fù)雜度、透明度與功能性；三是不能過度依賴技術(shù)預(yù)測工具，人類應(yīng)在技術(shù)決策的整個過程中發(fā)揮作用；四是須將可視化能力作為技術(shù)預(yù)測工具的重要設(shè)計指標(biāo)。

[1] Sylak-Glassman E J, Williams S R, Gupta N. Current and potential use of technology forecasting tools in the U.S. Federal Government [R]. Virginia: Institute for Defense Analyses, 2016.

[2] National Research Council (NRC), Committee on Forecasting Future Disruptive Technologies. Persistent forecasting of disruptive technologies [R]. Washington DC: National Academies Press, 2010.

[3] Wolfers J, Zitzewitz E. Prediction markets [J]. Journal of Economic Perspectives, 2004, 18(2): 107–126.

Analysis on Current and Potential Use of Technology Forecasting Tools in the U.S.Federal Government Agencies

Sun Zongtan, Li Yun, Li Haoyue, Tergul
(China Aerospace Academy of Systems Science and Engineering, Beijing 100048, China)

The report entitled Current and Potential Use of Technology Forecasting Tools in the U.S. Federal Government released by the Institute for Defense Analyses summed up the current state and capabilities of technology forecasting tools desired by the U.S.federal government agencies. On the basis of this report, this paper summarizes the application of the technology forecasting tools of the U.S. federal government agencies, and provides reference for the development of corresponding technical forecasting tools in China.

U.S. federal government agencies; technology forecasting tools; automation

G353

A

2017-08-16；

2017-09-20

孫棕檀，中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院，工程師，主要研究方向為前沿技術(shù)與顛覆性技術(shù)的分析、識別與研究；E-mail: sunzongtan@spacechina.com

中國工程院咨詢項目“引發(fā)產(chǎn)業(yè)變革的重大顛覆性技術(shù)預(yù)測研究”(2016-ZD-12)

本刊網(wǎng)址：www.enginsci.cn

DOI 10.15302/J-SSCAE-2017.05.016