基于DTM的美國(guó)人工智能戰(zhàn)略熱點(diǎn)主題及演化分析*

吳瑞鵬 李勇男 劉 帥,2,3 楊川律

(1.中國(guó)人民公安大學(xué)國(guó)家安全學(xué)院 北京 100038;2.智慧警務(wù)與國(guó)家安全風(fēng)險(xiǎn)治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 滬州 646000;3.中國(guó)刑事警察學(xué)院 警犬技術(shù)學(xué)院 沈陽 110035)

0 引 言

人工智能已成為世界范圍內(nèi)引領(lǐng)新一輪變革的戰(zhàn)略性技術(shù)和核心驅(qū)動(dòng)力。在這一背景下,越來越多的國(guó)家開始將人工智能納入到國(guó)家戰(zhàn)略中,競(jìng)相研發(fā)和應(yīng)用人工智能技術(shù),以謀求在經(jīng)濟(jì)、軍事等領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。其中美國(guó)作為全球科技領(lǐng)域的重要力量,早在2016年就發(fā)布了《國(guó)家人工智能戰(zhàn)略發(fā)展計(jì)劃》(ThenationalartificialintelligenceresearchanddevelopmentstrategicPlan)[1],標(biāo)志著美國(guó)正式將人工智能上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面。此后美國(guó)政府及聯(lián)邦機(jī)構(gòu)制定了一系列的戰(zhàn)略計(jì)劃及政策文件,并在此基礎(chǔ)上不斷延續(xù)更新,旨在推進(jìn)人工智能在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用以及保持其在這一領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。然而隨著人工智能技術(shù)的迭代更新、國(guó)際形勢(shì)的變化,不同執(zhí)政政府的戰(zhàn)略視角差異導(dǎo)致美國(guó)人工智能戰(zhàn)略的重點(diǎn)偏重于不同領(lǐng)域。鑒于美國(guó)對(duì)中國(guó)的科技制裁不斷升級(jí)、中美科技競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的現(xiàn)實(shí)情況,深入分析美國(guó)人工智能戰(zhàn)略的內(nèi)涵和演變具有重要意義。

1 相關(guān)研究評(píng)述

如今人工智能已成為全球范圍內(nèi)科技創(chuàng)新和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的新高地和焦點(diǎn),近年來諸多學(xué)者對(duì)各國(guó)人工智能戰(zhàn)略進(jìn)行研究,主要有以下兩個(gè)研究方向:一是針對(duì)各國(guó)人工智能戰(zhàn)略的內(nèi)容分析,如王兆祥等[2]從政策結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新類型兩個(gè)維度對(duì)我國(guó)人工智能政策文本進(jìn)行了分析。明均仁等[3]利用文本分析法,研究美國(guó)自2016年以來發(fā)布的人工智能政策,包括發(fā)布主體、發(fā)布階段、核心要點(diǎn),探究人工智能發(fā)展對(duì)我國(guó)國(guó)家安全所帶來的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)。孫成昊等對(duì)北約人工智能戰(zhàn)略的戰(zhàn)略意圖、內(nèi)涵、動(dòng)因以及面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行分析[4],宋黎磊等[5]采用內(nèi)容分析法,從戰(zhàn)略層面分析歐盟人工智能戰(zhàn)略安全化的表現(xiàn)和趨勢(shì)以及泛安全化的風(fēng)險(xiǎn)。武瓊[6]采用層次分析法和文獻(xiàn)分析法,從國(guó)內(nèi)和國(guó)際兩個(gè)層次分析了韓國(guó)人工智能戰(zhàn)略的背景、實(shí)施路徑以及發(fā)展前景。二是從不同視角比較各國(guó)人工智能戰(zhàn)略,江豐光等[7]基于4份中美兩國(guó)的人工智能戰(zhàn)略報(bào)告,并比較中美兩國(guó)在人工智能發(fā)展戰(zhàn)略走向的異同。岳昆等[8]從多元決策視角出發(fā),分別從時(shí)間和空間維度對(duì)中美人工智能國(guó)家科技戰(zhàn)略決策模式進(jìn)行比較研究。賈開等[9]歸納和比較了美、英、德、中國(guó)人工智能政策框架的主要特征。高杰等[10]基于中德的人工智能的政策文件,對(duì)比分析兩個(gè)人工智能發(fā)展政策與戰(zhàn)略布局的異同。

綜上所述,針對(duì)人工智能戰(zhàn)略的研究方法集中于內(nèi)容和文獻(xiàn)分析,對(duì)國(guó)家人工智能戰(zhàn)略主題演進(jìn)和演化趨勢(shì)的研究成果較少,利用主題模型等文本挖掘方法對(duì)人工智能戰(zhàn)略的研究較為欠缺。鑒于此,本研究基于動(dòng)態(tài)主題模型和主題熱度及相似度計(jì)算方法,挖掘美國(guó)人工智能戰(zhàn)略中的主題演化趨勢(shì)和變化規(guī)律,揭示出不同時(shí)間階段人工智能戰(zhàn)略制定和實(shí)施中的關(guān)鍵問題和熱點(diǎn)領(lǐng)域,剖析美國(guó)人工智能戰(zhàn)略的演化路徑與戰(zhàn)略邏輯,為進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)在人工智能領(lǐng)域的發(fā)展提供重要的參考借鑒和應(yīng)對(duì)措施。

2 研究思路與研究方法

2.1 研究思路

本文研究路線圖(如圖1所示),旨在利用動(dòng)態(tài)主題模型對(duì)美國(guó)人工智能戰(zhàn)略報(bào)告進(jìn)行深入挖掘,主要研究步驟如下:

圖1 研究路線圖

第1步,獲取有關(guān)人工智能戰(zhàn)略報(bào)告并按發(fā)布時(shí)間進(jìn)行歸類;

第2步,對(duì)本文數(shù)據(jù)進(jìn)行分詞去停和文本向量化等預(yù)處理;

第3步,根據(jù)主題一致性確定主題數(shù)量,對(duì)DTM的初步結(jié)果進(jìn)行主題橫向分析;

第4步,通過計(jì)算不同階段主題熱度,確定各階段戰(zhàn)略重心;

第5步,從主題關(guān)聯(lián)和細(xì)粒度維度分析主題相似度計(jì)算的結(jié)果,得到美國(guó)人工智能戰(zhàn)略演化路徑;

第6步,比較中美人工智能戰(zhàn)略主題研究,總結(jié)對(duì)中國(guó)的啟示、挑戰(zhàn)及應(yīng)對(duì)措施。

2.2 研究方法

2.2.1 動(dòng)態(tài)主題模型

動(dòng)態(tài)主題模型(dynamic topic model,DTM)是對(duì)潛在狄利克雷分配(latent dirichlet allocation,LDA)擴(kuò)展的一種生成式模型,可以用來分析文檔集合中的主題隨時(shí)間的演變情況。具體來說,DTM將文本分為多個(gè)時(shí)間片,并假設(shè)每個(gè)時(shí)間片中的文檔都服從相同維度的主題模型,但每個(gè)時(shí)間片中的主題分布和詞分布都是隨時(shí)間變化的。DTM根據(jù)前一個(gè)時(shí)間片中的主題和詞分布來預(yù)測(cè)后一個(gè)時(shí)間片中的主題和詞分布,從而形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的主題演化過程,彌補(bǔ)了LDA模型只能對(duì)靜態(tài)文本建模的缺陷,其具體原理如圖2所示。

圖2DTM模型原理[11]

圖2中K表示主題個(gè)數(shù),A表示時(shí)間片內(nèi)的文檔數(shù)量,N表示文檔中詞的數(shù)量,z和w表示最終生成的主題和主題詞,α與β表示狄利克雷先驗(yàn)分布參數(shù),α是每個(gè)文檔可能的主題分布,β是每個(gè)主題可能的詞分布,θ是該文檔的主題模型,表示服從帶有參數(shù)α的狄利克雷分布。主題z由多項(xiàng)分布θ選取,與主題相關(guān)的詞w由z和β的多項(xiàng)分布選取。在每個(gè)時(shí)間片段t下,文檔主題分布αt及與主題相關(guān)的詞分布βt,k均依賴于上一時(shí)間片段中的αt-1、βt-1,k,上一個(gè)時(shí)間段t-1生成這個(gè)時(shí)間段t的βt,k。通過迭代生成過程,每個(gè)時(shí)間片段中的文檔主題分布和詞分布都會(huì)受到上一個(gè)時(shí)間片段的分布參數(shù)的影響,從而實(shí)現(xiàn)文檔主題的連續(xù)演化。DTM模型在t時(shí)間片段內(nèi)連續(xù)文檔主題生成過程如下:

①對(duì)于第t個(gè)時(shí)間片段:

根據(jù)上一個(gè)時(shí)間片段t-1中的主題分布αt-1,生成該時(shí)間片段內(nèi)的文檔主題分布αt。

對(duì)于每個(gè)主題k,根據(jù)上一個(gè)時(shí)間片段t-1中的主題相關(guān)詞分布βt-1,k,生成該時(shí)間片段內(nèi)與主題k相關(guān)的詞分布βt,k。

②對(duì)于每個(gè)文檔d:

根據(jù)該時(shí)間片段的主題分布αt,生成文檔d的主題模型θ。

③對(duì)于文檔d中的每個(gè)詞語w:

根據(jù)文檔d的主題模型θ,選擇該詞語w所屬的主題z。

根據(jù)該主題z對(duì)應(yīng)的詞分布βt,z,選擇該詞語w。

2.2.2 主題熱度計(jì)算

支持度指標(biāo)主要用來揭示主題強(qiáng)度特征, 能反映主題在某個(gè)時(shí)間段的受關(guān)注度。通過DTM 模型可得 “文檔-主題” 矩陣, 進(jìn)而得出每篇文檔可能屬于某個(gè)主題的概率[12],利用支持度指標(biāo)計(jì)算主題強(qiáng)度的公式如下:

(1)

2.2.3 主題相似度計(jì)算

主題相似度代表兩個(gè)文檔之間的相似程度,相似度可以通過計(jì)算根據(jù)兩個(gè)文檔對(duì)應(yīng)的主題概率分布來實(shí)現(xiàn)[13],本文利用Gensim庫中的Hellinger函數(shù)計(jì)算不同階段主題間的相似度,并根據(jù)相似度繪制?；鶊D,以表示美國(guó)人工智能戰(zhàn)略的主題演化路徑。

3 數(shù)據(jù)獲取與預(yù)處理

3.1 文本獲取與數(shù)據(jù)描述

本文主要以2016年至今美國(guó)政府、聯(lián)邦機(jī)構(gòu)、權(quán)威智庫等官方機(jī)構(gòu)發(fā)布的人工智能戰(zhàn)略權(quán)威文件和部分人工智能法案為研究對(duì)象,共搜集到國(guó)家戰(zhàn)略文件15份,聯(lián)邦機(jī)構(gòu)戰(zhàn)略文件22份,權(quán)威智庫16份,相關(guān)法案7份,共計(jì)60份,部分人工智能戰(zhàn)略報(bào)告如表1所示。

表1 部分人工智能戰(zhàn)略報(bào)告

3.2 美國(guó)人工智能戰(zhàn)略發(fā)展階段劃分

本文首先梳理了美國(guó)人工智能報(bào)告的發(fā)布?xì)v程,再根據(jù)美國(guó)不同執(zhí)政政府的戰(zhàn)略動(dòng)向及頒布的標(biāo)志性文件將美國(guó)人工智能戰(zhàn)略的發(fā)展分為起草發(fā)布、實(shí)施調(diào)整和加速深化階段,以此反映美國(guó)人工智能戰(zhàn)略的制定過程和主要內(nèi)容,以及其與政治變化和國(guó)際形勢(shì)的關(guān)系。

第一階段:起草發(fā)布階段(2016-2017年)。奧巴馬政府末期出臺(tái)了一系列關(guān)于人工智能的報(bào)告、指導(dǎo)和行動(dòng)計(jì)劃,包括《為人工智能的未來做好準(zhǔn)備》(Preparingforthefutureofartificialintelligence)[14]、《國(guó)家人工智能研究發(fā)展戰(zhàn)略計(jì)劃》和《人工智能、自動(dòng)化與經(jīng)濟(jì)報(bào)告》(Artificialintelligence,automation,andtheeconomy)[15]。

第二階段:實(shí)施調(diào)整階段(2018-2020年)。美國(guó)在特朗普政府中期更加重視人工智能的應(yīng)用,并將其作為國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的重要組成部分,并于2018年頒布《維護(hù)美國(guó)在人工智能領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位》(Maintainingamericanleadershipinartificialintelligence)[16]正式啟動(dòng)了美國(guó)人工智能倡議行動(dòng)。2019年2月,《2018年國(guó)防部人工智能戰(zhàn)略摘要》(Summaryofthe2018departmentofdefenseartificialintelligencestrategy)[17]明確指出要加強(qiáng)戰(zhàn)略重點(diǎn)領(lǐng)域建設(shè),利用人工智能促進(jìn)安全與繁榮。

第三階段:加速深化階段(2021年至今)。《2020 年國(guó)家人工智能倡議法案》[18]于2021年成為法律,標(biāo)志著美國(guó)在人工智能領(lǐng)域?qū)⒉扇「e極的措施。政府層面,美國(guó)在拜登政府上任后進(jìn)一步提高了對(duì)人工智能的重視程度和緊迫感,增加了對(duì)人工智能研發(fā)和教育的預(yù)算、支持了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)、推動(dòng)了聯(lián)邦機(jī)構(gòu)采用可信賴的人工智能。 2021年《美國(guó)創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)法案》(U.S.innovationandcompetitionact)[19]通過參議院投票,旨在加強(qiáng)美國(guó)在科技領(lǐng)域與中國(guó)等競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的競(jìng)爭(zhēng)力。

3.3 文本數(shù)據(jù)預(yù)處理

a.新詞發(fā)現(xiàn)與同義替換。美國(guó)人工智能戰(zhàn)略報(bào)告涉及自動(dòng)駕駛等諸多領(lǐng)域,此類領(lǐng)域中專業(yè)術(shù)語復(fù)雜且多用于縮寫進(jìn)行表示,如自動(dòng)駕駛 “ADS”,本文將對(duì)此類單詞進(jìn)行標(biāo)記識(shí)別。同時(shí)為確保詞組經(jīng)分詞后能保留原始語義,本文對(duì)特定詞組進(jìn)行同義替換。如用AI替換Artificial Intelligence(人工智能)、ML替換Machine Learning(機(jī)器學(xué)習(xí))、R&D替換Research and Development(研發(fā))等等。

b.分詞、去除停用詞與詞形還原。在利用DTM進(jìn)行主題建模前首先需要對(duì)戰(zhàn)略報(bào)告進(jìn)行分詞,獲取分詞詞表后再對(duì)無信息的停用詞進(jìn)行過濾,最后結(jié)合NTLK庫中的lemmatize方法實(shí)現(xiàn)名詞與形容詞的詞性還原。

c.詞頻篩選。主題建模主要計(jì)算 “詞-主題”和“主題-文檔”的分布,低頻詞及高頻無意義詞會(huì)極大降低模型運(yùn)算效率及結(jié)果可解釋性,本文將對(duì)處理后的詞語的詞頻進(jìn)行統(tǒng)計(jì),在進(jìn)行DTM建模前對(duì)這些詞進(jìn)行刪除,如低頻詞“l(fā)ife-cycles”和高頻詞“use”。

d.文本向量化。文本向量化是指將文本轉(zhuǎn)換為數(shù)值的過程,以便于進(jìn)行計(jì)算和分析。本文使用gensim庫中的corpora模塊,基于詞袋模型,將分詞后的文本表示為詞頻向量。

3.4 最優(yōu)主題數(shù)確定

主題數(shù)目的確定對(duì)于科技文獻(xiàn)主題抽取至關(guān)重要[20],本文通過計(jì)算三個(gè)階段不同主題數(shù)目的主題一致性確定最優(yōu)DTM模型的最優(yōu)主題數(shù),主題一致性數(shù)值越高表示主題語言模型性能更優(yōu)。主題一致性結(jié)果見圖3,當(dāng)主題數(shù)為16時(shí)三個(gè)階段的主題一致性平均值最高,因而文本設(shè)定主題數(shù)為16。

圖3 主題一致性

4 研究結(jié)果

4.1 主題橫向分析

利用不同階段的文本數(shù)據(jù)訓(xùn)練DTM模型,可獲得各個(gè)階段人工智能戰(zhàn)略的“主題-詞矩陣”及詞語權(quán)重,根據(jù)主題內(nèi)的高權(quán)重詞語可歸納該主題的具體類別。本次實(shí)驗(yàn)DTM共識(shí)別出的16個(gè)潛在主題,針對(duì)同一個(gè)主題,本文將選取各個(gè)階段平均權(quán)重最高的10個(gè)詞作為該主題的關(guān)鍵詞,美國(guó)人工智能戰(zhàn)略主題詞表見表2。

表2 美國(guó)人工智能戰(zhàn)略主題詞表

從主題分布來看,美國(guó)人工智能戰(zhàn)略報(bào)告涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域,包括技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、教育與培訓(xùn)、AI算法、AI創(chuàng)新生態(tài)、供應(yīng)鏈、自動(dòng)駕駛、航空領(lǐng)域、情報(bào)工作、國(guó)土安全、國(guó)防與軍事、國(guó)際合作等,這表明美國(guó)對(duì)人工智能的應(yīng)用和發(fā)展有著全面和系統(tǒng)的規(guī)劃和布局。從主題關(guān)系來看,可以發(fā)現(xiàn)一些主題之間有著密切的聯(lián)系或相互影響。例如,創(chuàng)新研究和AI算法是人工智能的核心驅(qū)動(dòng)力,教育與培訓(xùn)和AI創(chuàng)新生態(tài)是人工智能的基礎(chǔ)支撐,聯(lián)邦政府AI治理和AI倫理與安全是人工智能的制度保障,國(guó)際合作和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)是人工智能的外部環(huán)境,這體現(xiàn)美國(guó)對(duì)人工智能的戰(zhàn)略思考具有一定邏輯和層次。

4.2 主題熱度分析

為反映不同戰(zhàn)略階段的人工智能戰(zhàn)略重心,本文根據(jù)公式(1)計(jì)算出三個(gè)戰(zhàn)略階段各個(gè)主題的主題熱度,并將主題熱度繪制成熱力圖,具體見圖4。

圖4 主題階段熱力圖

4.2.1 起草發(fā)布階段

在人工智能戰(zhàn)略的起草發(fā)布階段,美國(guó)側(cè)重于發(fā)展人工智能創(chuàng)新技術(shù)及構(gòu)建可信賴的人工智能,同時(shí)推進(jìn)自動(dòng)駕駛等新興人工智能應(yīng)用落地,注重發(fā)揮人工智能的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。結(jié)合主題熱度分析,AI倫理與安全、教育與培訓(xùn)和創(chuàng)新研究是該階段美國(guó)人工智能戰(zhàn)略的重心,其主題熱度分別高達(dá)0.204、0.189、0.152,自動(dòng)駕駛主題也具有較高的熱度。具體來看,創(chuàng)新研究、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、教育與培訓(xùn)涉及人工智能的基礎(chǔ)研究、技術(shù)發(fā)展、數(shù)據(jù)資源等方面,是人工智能的核心要素和驅(qū)動(dòng)力;自動(dòng)駕駛技術(shù)可以提高交通運(yùn)輸效率、減少事故風(fēng)險(xiǎn)、改善交通擁堵等問題,美國(guó)交通部(department of transportation,DoT)在自動(dòng)駕駛技術(shù)領(lǐng)域加強(qiáng)了技術(shù)研發(fā)、制定了相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)、促進(jìn)了公共部門和私營(yíng)企業(yè)的合作與創(chuàng)新[21];而人工智能的應(yīng)用過程中可能涉及倫理、法律、社會(huì)和安全,如偏見和歧視、數(shù)據(jù)隱私和安全等等,美國(guó)強(qiáng)調(diào)要?jiǎng)?chuàng)建魯棒和可信的人工智能系統(tǒng),使得人工智能技術(shù)都能遵循與人類相同的正式與非正式道德標(biāo)準(zhǔn)。

4.2.2 實(shí)施調(diào)整階段

在實(shí)施調(diào)整階段,美國(guó)人工智能戰(zhàn)略重心有向維護(hù)國(guó)家安全轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。該階段美國(guó)發(fā)布的人工智能戰(zhàn)略立足于國(guó)家安全,從人工智能的軍事、情報(bào)等應(yīng)用出發(fā),提出了未來的目標(biāo)和行動(dòng)計(jì)劃,旨在利用人工智能技術(shù)提升國(guó)家安全能力,同時(shí)深化聯(lián)邦政府AI及數(shù)據(jù)治理,為提高政府服務(wù)效率和構(gòu)建可信賴的人工智能奠定基礎(chǔ)。結(jié)合主題熱度分析,情報(bào)工作與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、國(guó)土安全、國(guó)防與軍事等人工智能應(yīng)用主題成為美國(guó)人工智能戰(zhàn)略的新興熱點(diǎn),分別擁有0.095、0.092、0.082、0.066的主題熱度值,體現(xiàn)了美國(guó)人工智能戰(zhàn)略的安全導(dǎo)向。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和聯(lián)邦政府AI及數(shù)據(jù)治理主題則延續(xù)了其在起草發(fā)布階段的態(tài)勢(shì),同樣成為實(shí)施調(diào)整階段的熱點(diǎn)主題。從政府層面解釋,不同于奧巴馬政府重點(diǎn)關(guān)注人工智能重點(diǎn)領(lǐng)域以及自動(dòng)化對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)的影響,特朗普政府將人工智能提升到國(guó)家安全和發(fā)展的戰(zhàn)略高度[22],在其發(fā)布的《美國(guó)國(guó)家安全戰(zhàn)略》確立了人工智能維護(hù)美國(guó)國(guó)家安全的戰(zhàn)略地位,同時(shí)簽署了《維護(hù)美國(guó)在人工智能時(shí)代的領(lǐng)導(dǎo)地位》行政命令,以保障美國(guó)國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)利益。

4.2.3 加速深化階段

在加速深化階段,美國(guó)更加重視與其他國(guó)家在人工智能領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)和合作,以及建立一個(gè)人工智能的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。結(jié)合主題熱度分析,國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)與合作主題、AI創(chuàng)新生態(tài)主題熱度顯著提高,成為該階段的熱點(diǎn)主題。具體來看,一方面美國(guó)認(rèn)為在人工智能領(lǐng)域保持技術(shù)優(yōu)勢(shì)、加速人工智能應(yīng)用落地和強(qiáng)化國(guó)際合作是維護(hù)國(guó)家安全和應(yīng)對(duì)所謂“大國(guó)競(jìng)爭(zhēng)”的關(guān)鍵,特別是強(qiáng)化與中國(guó)的競(jìng)爭(zhēng);另一方面美國(guó)認(rèn)為人工智能使用民主化是推動(dòng)其民主政治和價(jià)值觀的有效途徑,因此白宮成立國(guó)家人工智能研究資源工作組(national artificial intelligence research resource,NAIRR),致力打造一個(gè)AI創(chuàng)新生態(tài),打破消除高科技企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)、算法和算力的壟斷,為美國(guó)的人工智能研究人員和學(xué)生提供共享的計(jì)算和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施,包括計(jì)算資源、高質(zhì)量數(shù)據(jù)、教育工具和用戶支持,促進(jìn)人工智能使用的民主化[23]。

4.3 主題演化路徑分析

為簡(jiǎn)化主題演化路徑,本文在計(jì)算主題相似度前首先對(duì)低熱度主題進(jìn)行篩選,經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)設(shè)置熱度閾值為0.025時(shí)效果較佳,再根據(jù)相似度閾值為0.3對(duì)進(jìn)行過濾[24],最終繪制美國(guó)人工智能戰(zhàn)略主題演化路徑的?；鶊D,結(jié)果如圖5所示。

圖5 美國(guó)人工智能戰(zhàn)略主題演化路徑

4.3.1 注重多位一體的AI創(chuàng)新生態(tài)構(gòu)建

從主題相似度來看,AI創(chuàng)新生態(tài)主題與創(chuàng)新研究、教育與培訓(xùn)、國(guó)際合作主題均具有較高的主題相似度,說明主題之間存在顯著的演化關(guān)系。從演化趨勢(shì)上來看,AI創(chuàng)新生態(tài)主題熱點(diǎn)產(chǎn)生于加速深化階段,未來美國(guó)將進(jìn)一步集創(chuàng)新研究、教育與培訓(xùn)和國(guó)際合作一體化,統(tǒng)籌構(gòu)建AI創(chuàng)新生態(tài)。一方面促進(jìn)美國(guó)在人工智能領(lǐng)域的多學(xué)科交叉合作以及與私營(yíng)部門和國(guó)際伙伴的協(xié)同創(chuàng)新,提升美國(guó)在人工智能領(lǐng)域的創(chuàng)新能力和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),為美國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家安全提供了強(qiáng)有力的支撐。另一方面,通過建立一個(gè)開放、協(xié)作、包容、可持續(xù)的人工智能研究資源,塑造美國(guó)良好的國(guó)際形象和聲譽(yù),為擴(kuò)大國(guó)際上的人工智能話語權(quán)做充足準(zhǔn)備。根據(jù)主題相似度計(jì)算結(jié)果,多位一體的AI創(chuàng)新生態(tài)具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)主面:

a.AI創(chuàng)新生態(tài)與創(chuàng)新研究。具體來看,AI創(chuàng)新生態(tài)的建設(shè)與刺激創(chuàng)新構(gòu)建良性的雙向循環(huán),技術(shù)創(chuàng)新為AI創(chuàng)新生態(tài)提供新的研究范式、新的理論和知識(shí),并完善數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。而AI創(chuàng)新生態(tài)為人工智能研究人員和學(xué)生提供共享的計(jì)算和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施,以及多樣化的數(shù)據(jù)集和相應(yīng)的教育工具,促進(jìn)人工智能研究人員和學(xué)生整合不同的資源、能力和技能,推動(dòng)基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和轉(zhuǎn)化研究的協(xié)同發(fā)展,甚至提出新的變革性解決方案。

b.AI創(chuàng)新生態(tài)與人才培養(yǎng)。AI創(chuàng)新生態(tài)的構(gòu)建可降低進(jìn)入人工智能的準(zhǔn)入門檻,消除計(jì)算和數(shù)據(jù)資源的不平等以擴(kuò)大AI研究的受眾范圍,包括學(xué)生、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)、非營(yíng)利組織以及初創(chuàng)公司或小型企業(yè),被忽視或邊緣化的機(jī)構(gòu),促進(jìn)AI研究領(lǐng)域的人才多樣性和包容性。同時(shí)提供AI相關(guān)的教育、培訓(xùn)、指導(dǎo),為培養(yǎng)未來人工智能勞動(dòng)力創(chuàng)造新模式。

c.AI創(chuàng)新生態(tài)與國(guó)內(nèi)外合作。美國(guó)重視在國(guó)內(nèi)建立多方參與的治理模式,協(xié)調(diào)政府、企業(yè)、學(xué)術(shù)界等各利益相關(guān)者的需求和利益,同時(shí)制定有效的政策和標(biāo)準(zhǔn),保護(hù)數(shù)據(jù)和技術(shù)的安全,尊重倫理和法律原則,與各方利益相關(guān)者進(jìn)行溝通和協(xié)調(diào),形成一個(gè)開放、透明、可信賴的人工智能研究資源平臺(tái),未來NAIRR將通過與世界各地類似資源基礎(chǔ)設(shè)施的國(guó)際合作來推進(jìn) AI 研究。

4.3.2 人工智能嵌入國(guó)家安全與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)

從主題演化路徑來看,國(guó)防與軍事主題和情報(bào)工作在實(shí)施調(diào)整階段作為新興熱點(diǎn)出現(xiàn),體現(xiàn)了美國(guó)人工智能戰(zhàn)略重心向維護(hù)國(guó)家安全轉(zhuǎn)變。這些主題不僅與起草發(fā)布階段的創(chuàng)新研究、教育與培養(yǎng)、AI倫理與安全主題有緊密的聯(lián)系,還與加速深化階段的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、國(guó)際合作主題之間存在有一定的演化關(guān)系。本文將以國(guó)防與軍事、國(guó)際合作和競(jìng)爭(zhēng)主題為例,分別提取該主題下的三個(gè)戰(zhàn)略階段關(guān)鍵詞,試圖從細(xì)粒度層面分析不同階段的主題演變。

a.國(guó)防與軍事主題。圖 6可得, 國(guó)防與軍事主題處于不同發(fā)展階段下相對(duì)穩(wěn)定的核心關(guān)鍵詞主要有"Technology" "DoD" "Security"和"Military"。結(jié)合具體詞分析發(fā)現(xiàn),美國(guó)國(guó)防與軍事主題的關(guān)注重點(diǎn)呈現(xiàn)由部署應(yīng)用、加快普及和使用安全化變化。在起草發(fā)布階段,軍事領(lǐng)域的人工智能算法及應(yīng)用層面是該主題的一大重點(diǎn);在實(shí)施調(diào)整階段,軍事人才和勞動(dòng)力的教育培養(yǎng)、軍事數(shù)據(jù)的治理成為該主題的熱點(diǎn);在加速深化階段,隨著海陸空軍種聯(lián)合作戰(zhàn)的進(jìn)一步深化,美國(guó)更加注重軍事領(lǐng)域的負(fù)責(zé)任人工智能(responsible artificial intelligence,RAI)的構(gòu)建。其主要原因在于,一是2017年特朗普政府加速部署人工智能在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用,美軍著力于“算法戰(zhàn)”的研究,同時(shí)于2019年成立聯(lián)合人工智能中心(joint artificial intelligence center,JAIC);二是美國(guó)國(guó)防部通過設(shè)計(jì)和實(shí)施與其工作相關(guān)的人工智能教育和培訓(xùn)計(jì)劃,提升國(guó)防部人員的人工智能素養(yǎng)[25]。三是隨著軍事人工智能的普及和迭代更新,確保軍事領(lǐng)域人工智能的使用安全成為關(guān)鍵。

圖6 國(guó)防軍事主題關(guān)鍵詞演化趨勢(shì)

b.國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)與合作主題。由圖7可知,國(guó)際合作主題處于不同發(fā)展階段下相對(duì)穩(wěn)定的核心關(guān)鍵詞主要有"U.S." "International" "Ally" "Standard"等。結(jié)合具體詞分析發(fā)現(xiàn),國(guó)際合作主題緊扣研發(fā)創(chuàng)新、AI技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和倫理道德展開演變,合作方式和合作對(duì)象呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)。具體來看,美國(guó)致力于聯(lián)合盟友就數(shù)據(jù)共享和道德標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行溝通對(duì)話,參與了多方的國(guó)際人工智能活動(dòng),如經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(OECD)的人工智能合作、全球人工智能伙伴關(guān)系(GPAI)、七國(guó)集團(tuán)(G7)和二十國(guó)集團(tuán)(G20)等。此外,在實(shí)施調(diào)整和加速深化階段,均強(qiáng)調(diào)了人工智能的公私合作重要性,以促進(jìn)人工智能技術(shù)的共享和創(chuàng)新。

圖7 國(guó)際合作主題關(guān)鍵詞演化趨勢(shì)

由圖8可知,國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)主題在不同發(fā)展階段下的核心關(guān)鍵詞,其中較為穩(wěn)定的有"Security" "China" "Technology"等。結(jié)合具體詞分析,美國(guó)認(rèn)為贏得人工智能競(jìng)爭(zhēng)是維護(hù)國(guó)家安全的重要手段,同時(shí)在核心技術(shù)、半導(dǎo)體和人才等領(lǐng)域?qū)χ袊?guó)展開競(jìng)爭(zhēng)。美國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略也隨著發(fā)展階段的變化而調(diào)整,在起草發(fā)布階段,美國(guó)以保持人工智能領(lǐng)導(dǎo)力為目標(biāo),將技術(shù)創(chuàng)新作為主要任務(wù);在實(shí)施調(diào)整和加速深化階段,美國(guó)從打壓半導(dǎo)體及相關(guān)實(shí)體企業(yè)到爭(zhēng)奪人才,并將中國(guó)視為最大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手和威脅[26],表明美國(guó)對(duì)華戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的程度進(jìn)一步提升,在多個(gè)領(lǐng)域?qū)θA施加更大的壓力和制裁。

圖8 國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)主題關(guān)鍵詞演化趨勢(shì)

總體來說,美國(guó)認(rèn)為中國(guó)在人工智能領(lǐng)域的快速發(fā)展將對(duì)美國(guó)的安全利益、經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和價(jià)值主張構(gòu)成多重挑戰(zhàn)和威脅,因此美國(guó)將贏得與中國(guó)的人工智能競(jìng)爭(zhēng)作為維護(hù)其國(guó)家安全和國(guó)際上霸權(quán)地位的有效手段,使得美國(guó)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)與國(guó)際合作中的人工智能戰(zhàn)略均有過度安全化和政治化的趨勢(shì)。具體表現(xiàn)在:a.拜登政府延續(xù)了特朗普政府將人工智能視為國(guó)家安全關(guān)鍵因素的戰(zhàn)略思維,進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)人工智能對(duì)軍事、情報(bào)、外交等領(lǐng)域的重要作用,將人工智能競(jìng)爭(zhēng)作為新冷戰(zhàn)的核心內(nèi)容。b.采用貿(mào)易制裁、技術(shù)封鎖、人才競(jìng)爭(zhēng)等手段,試圖遏制中國(guó)等其他國(guó)家的人工智能發(fā)展,維護(hù)美國(guó)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和霸權(quán)地位。c.加強(qiáng)與盟友在人工智能領(lǐng)域的合作聯(lián)合,通過構(gòu)建由美西方為主導(dǎo)的人工智能標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)則、倫理等制度框架以及發(fā)展和應(yīng)用的國(guó)際規(guī)范,試圖塑造全球人工智能治理的話語權(quán)和影響力,爭(zhēng)奪人工智能領(lǐng)域話語權(quán)以制約中國(guó)。

5 中美人工智能戰(zhàn)略主題對(duì)比及對(duì)策分析

5.1 中美人工智能戰(zhàn)略主題對(duì)比

a.中美均著眼于發(fā)展人工智能創(chuàng)新生態(tài),但兩者在合作模式、資源配置和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)等方面有所差異。NAIRR由一個(gè)獨(dú)立的非政府實(shí)體管理,與資源提供商、主機(jī)或社區(qū)合作,通過一個(gè)綜合訪問門戶,主要提供數(shù)據(jù)、計(jì)算、算法、工具和培訓(xùn)等資源,支持基礎(chǔ)研究和AI使能研究中創(chuàng)新方法的研究、開發(fā)和轉(zhuǎn)化等。而中國(guó)聚焦于建立人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗(yàn)區(qū)[27],其由地方政府牽頭,與企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)等合作,提供政策、資金、場(chǎng)地、人才、項(xiàng)目等資源,以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向,滿足地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求,打造AI產(chǎn)業(yè)集群,培育AI創(chuàng)新企業(yè),構(gòu)建有利于人工智能發(fā)展的良好生態(tài)。

b.中美都在尋求建立合理的人工智能治理體系和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,但目的各異。美國(guó)聯(lián)合盟友實(shí)施“小院高墻”戰(zhàn)略,爭(zhēng)奪人工智能在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立上的話語權(quán),企圖主導(dǎo)人工智能的國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)更強(qiáng)調(diào)了促進(jìn)人工智能的可靠性、可信性和可持續(xù)發(fā)展,為全球可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)和人類命運(yùn)共同體作出貢獻(xiàn)。以人工智能倫理治理為例,中國(guó)于2022年11月發(fā)布《中國(guó)關(guān)于加強(qiáng)人工智能倫理治理的立場(chǎng)文件》,主張加強(qiáng)各國(guó)對(duì)人工智能倫理問題的理解,促進(jìn)國(guó)際社會(huì)理解和重視,增進(jìn)全球人類福祉。

c.中美都致力于人工智能技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用,但采取不同的戰(zhàn)略和措施。美國(guó)將人工智能競(jìng)爭(zhēng)從技術(shù)層面提升到戰(zhàn)略層面,并呈現(xiàn)出泛安全化和政治化的趨勢(shì),同時(shí)也采取了技術(shù)封鎖等措施,以構(gòu)建針對(duì)中國(guó)的“實(shí)力地位”,以鞏固其“技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)地位”。而中國(guó)在大力推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí),依靠龐大的市場(chǎng)需求和數(shù)據(jù)資源,注重加快在人工智能等新技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)際部署和應(yīng)用速度。

d.中美都在探索人工智能在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用和社會(huì)價(jià)值,但實(shí)施重點(diǎn)不同。根據(jù)主題演化結(jié)果,美國(guó)越來越注重人工智能在國(guó)家安全領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用,例如在軍事、情報(bào)和國(guó)土安全等領(lǐng)域的應(yīng)用,同時(shí)也關(guān)注人工智能在交通等領(lǐng)域的社會(huì)價(jià)值實(shí)現(xiàn)。相比之下,中國(guó)更側(cè)重于結(jié)合人工智能技術(shù)來發(fā)展智能制造和智能化服務(wù)應(yīng)用。

5.2 中國(guó)面臨的挑戰(zhàn)及對(duì)策分析

a.科創(chuàng)領(lǐng)域頂層設(shè)計(jì)亟待完善。人工智能事業(yè)作為中美科技戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)的核心領(lǐng)域,深刻影響著國(guó)家安全與發(fā)展,必須從國(guó)家戰(zhàn)略層面予以高度重視。一方面,中國(guó)應(yīng)通過完善法律規(guī)范及制度建設(shè)構(gòu)建人工智能系統(tǒng)化發(fā)展模式,鼓勵(lì)有關(guān)企業(yè)、高校、科研機(jī)構(gòu)參與人工智能領(lǐng)域科技攻關(guān)工作;另一方面,中國(guó)還應(yīng)加強(qiáng)人工智能治理體系建設(shè),制定相應(yīng)的法律法規(guī)和倫理原則,保障人工智能的安全、可控,以避免人工智能技術(shù)的誤用和濫用。

b.前沿技術(shù)創(chuàng)新面臨挑戰(zhàn)。長(zhǎng)期以來,美國(guó)借助技術(shù)霸權(quán)采取“弱他”戰(zhàn)略,限制人工智能領(lǐng)域?qū)θA技術(shù)出口,致使中國(guó)科技企業(yè)遭受打擊,人工智能領(lǐng)域前沿技術(shù)創(chuàng)新受阻。中國(guó)亟需提高人工智能的創(chuàng)新能力和自主研發(fā)能力,加大對(duì)人工智能基礎(chǔ)科研和核心技術(shù)的投入和支持,減少對(duì)外國(guó)技術(shù)的依賴和受制,并做好技術(shù)前沿領(lǐng)域的前瞻性布局,同時(shí)建設(shè)人工智能創(chuàng)新平臺(tái)和基礎(chǔ)設(shè)施,推動(dòng)人工智能技術(shù)在重點(diǎn)行業(yè)和領(lǐng)域的應(yīng)用推廣,形成人工智能產(chǎn)業(yè)的集群效應(yīng)。

c.人才隊(duì)伍建設(shè)任重道遠(yuǎn)。人才培養(yǎng)和引入是科技競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵,而當(dāng)前人工智能領(lǐng)域中國(guó)人才儲(chǔ)備與美國(guó)仍存在較大差距。中國(guó)應(yīng)該提高人工智能教育的質(zhì)量和覆蓋面,鼓勵(lì)相關(guān)高校、機(jī)構(gòu)對(duì)人工智能領(lǐng)域教育進(jìn)行政策傾斜,以保障人才培養(yǎng)提質(zhì)增效。此外,還應(yīng)著力打造世界一流的科研環(huán)境和條件,加大科技人才引進(jìn)力度,吸引海內(nèi)外科技人才不斷涌入人工智能領(lǐng)域,以提升中國(guó)人工智能領(lǐng)域的國(guó)際影響力和競(jìng)爭(zhēng)力。

d.人工智能領(lǐng)域話語權(quán)的挑戰(zhàn)。美國(guó)等西方國(guó)家擅于利用其所謂的技術(shù)上的“標(biāo)準(zhǔn)化”來濫用其優(yōu)勢(shì)地位、搶奪話語權(quán),打壓和遏制他國(guó)發(fā)展高精尖科技。中國(guó)應(yīng)該加強(qiáng)與其他國(guó)家在人工智能領(lǐng)域的合作和交流,并積極參與國(guó)際組織和機(jī)制的建設(shè)工作、國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定和推廣,為全球人工智能治理貢獻(xiàn)中國(guó)方案和中國(guó)智慧,為促進(jìn)人工智能技術(shù)的健康發(fā)展和平等利用發(fā)揮建設(shè)性作用。

6 結(jié) 語

本文將美國(guó)人工智能戰(zhàn)略發(fā)展分為起草發(fā)布、實(shí)施調(diào)整以及加速深化階段三個(gè)戰(zhàn)略時(shí)期,利用動(dòng)態(tài)主題模型將人工智能戰(zhàn)略劃分為16大主題,在對(duì)主題進(jìn)行歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上,分析了不同戰(zhàn)略時(shí)期美國(guó)人工智能的戰(zhàn)略重點(diǎn),同時(shí)剖析了美國(guó)人工智能戰(zhàn)略的演化路徑。結(jié)果顯示,美國(guó)人工智能戰(zhàn)略在加速深化階段有過度安全化及政治化的趨勢(shì),對(duì)我國(guó)在人工智能國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、供應(yīng)鏈、情報(bào)工作等方面有著強(qiáng)烈的對(duì)抗意識(shí)和制裁手段?？傮w來看,中國(guó)面對(duì)的既有與美國(guó)人工智能技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng),也有發(fā)展人工智能本身帶來的國(guó)際挑戰(zhàn),中國(guó)應(yīng)在保持自身優(yōu)勢(shì)和主動(dòng)權(quán)的同時(shí),參與全球人工智能治理和規(guī)則制定;在維護(hù)自身安全和利益的同時(shí),促進(jìn)國(guó)際間的交流和協(xié)作;在應(yīng)對(duì)外部壓力和挑釁的同時(shí),保持警惕和戰(zhàn)略定力,推動(dòng)中國(guó)人工智能穩(wěn)中有進(jìn)發(fā)展。