新一代人工智能发展白皮书（2017）

新一代人工智能发展白皮书（2017年） 顾 问 潘云鹤 中国工程院院士 指导单位 工业和信息化部信息化和软件服务业司 指导委员会 谢少锋 工信部信软司司长 李冠宇 工信部信软司副司长 徐晓兰 中国电子学会副理事长兼秘书长 张宏图 中国电子学会总部党委书记兼副秘书长 商 超 工信部信软司软件处处长 傅永宝 工信部信软司软件处调研员 专家委员会（排名不分先后，按姓氏笔画排序） 王士进 科大讯飞研究院副院长 韦 青 微软中国公司首席技术官 宋 波 国安瑞（北京）科技有限公司总经理 刘志坚 京东金融总法律顾问 吴甘沙 驭势科技联合创始人兼CEO 季向阳 清华大学自动化系教授 陈丽娟 阿里巴巴人工智能实验室负责人 梁家恩 云知声信息技术有限公司董事长兼CTO 崔 岩 中德人工智能研究院院长 蔡雄山 腾讯研究院法律研究中心副主任 编写单位 中国电子学会 编写人员 李 颋 周岷峰 马 良 凌 霞 李 岩 张雅妮 许华磊 张 婵 张 力 陈濛萌 樊江洋 朱 毅 李俊平 阎德利 谢中业 陈 岩 内容摘要 随着信息时代的来临，人类生产生活的数据基础和信息环境有了大幅提升，人工智能正从学术驱动转变为应用驱动，从专用智能迈向通用智能，比历史上任何一个时期都要更加接近于人类智能水平，进入了新的发展阶段。全球各国均围绕新一代人工智能技术及产业发展进行前瞻布局，我国也已将其提升到了国家战略层面。基于此，本白皮书重点围绕新一代人工智能面临的新形势、驱动的新因素、呈现的新特征，对架构、算法、系统等技术演进方向作出研判，详细梳理了包括云计算、大数据两大基础平台和机器学习、模式识别、人机交互三大通用技术的技术体系，深入论证了新一代人工智能产业边界和范围，划分了基础层、技术层、应用层三大产业化领域，研究了智能传感器、智能芯片、算法模型、语音识别、图像视频识别、文本识别、智能机器人、智能制造系统、智能安防、智能驾驶等具体产业化方向的产业规模、核心技术、主要产品、典型企业，归纳了近年来全球和我国在人工智能领域的投融资特征趋势，并对国内外人工智能的技术及产业发展状况进行了系统对比和趋势展望，最后提出了发展理念、治理体系、创新能力、发展基础、资本环境、行业组织、全球统筹共七项措施建议，进一步推动我国人工智能相关的前沿新兴产业持续健康快速发展，有力支撑信息化与工业化深度融合迈上新台阶。 I 目 录 一、编制概要........................................................ 1 （一）编制背景 ................................................. 1 （二）编制目标 ................................................. 2 （三）编制方法 ................................................. 2 （四）特别声明 ................................................. 3 1、研究主题充分考虑了与国家规划的互动和呼应 ................ 3 2、研究范围聚焦技术和产业发展 .............................. 4 3、研究内容仍有待进一步丰富完善 ............................ 4 二、新一代人工智能研究综述.......................................... 5 （一）人工智能简要发展历程 ..................................... 5 1、第一次浪潮：人工智能诞生并快速发展，但技术瓶颈难以突破 .. 6 2、第二次浪潮：模型突破带动初步产业化，但推广应用存在成本障碍 ........................................................... 7 3、第三次浪潮：信息时代催生新一代人工智能，但未来发展存在诸多隐忧 ....................................................... 8 （二）新一代人工智能的主要驱动因素 ............................. 9 1、人机物互联互通成趋势，数据量呈现爆炸性增长 ............. 10 2、数据处理技术加速演进，运算能力实现大幅提升 ............. 10 3、深度学习研究成果卓著，带动算法模型持续优化 ............. 11 4、资本与技术深度耦合，助推行业应用快速兴起 ............... 11 （三）新一代人工智能主要发展特征 .............................. 12 1、大数据成为人工智能持续快速发展的基石 ................... 13 2、文本、图像、语音等信息实现跨媒体交互 ................... 13 3、基于网络的群体智能技术开始萌芽 ......................... 14 4、自主智能系统成为新兴发展方向 ........................... 14 5、人机协同正在催生新型混合智能形态 ....................... 15 三、新一代人工智能技术框架......................................... 15 （一）新一代人工智能的技术演进 ................................ 16 1、从原有的CPU架构，转变为GPU并行运算架构 .............. 16 2、从单一算法驱动，转变为数据、运算力、算法复合驱动 ....... 17 3、从封闭的单机系统，转变为快捷灵活的开源框架 ............. 18 4、从学术研究探索导向，转变为快速迭代的实践应用导向 ....... 18 II （二）新一代人工智能技术体系 .................................. 20 1、云计算：基础的资源整合交互平台 ......................... 20 2、大数据：提供丰富的分析、训练与应用资源 ................. 21 3、机器学习：持续引导机器智能水平提升 ..................... 23 4、模式识别：从感知环境和行为到基于认知的决策 ............. 23 5、人机交互：支撑实现人机物交叉融合与协同互动 ............. 24 （三）国内外技术对比分析 ...................................... 26 1、发达国家基础平台布局完善，国内仍缺乏自主核心技术 ....... 26 2、发达国家在机器学习和人机交互领域具备先发优势，国内企业存在技术差距与人才短板 ........................................ 27 3、国内外模式识别研究水平基本处于同一起跑线，重点聚焦于语音识别与图像识别 .............................................. 28 四、新一代人工智能的产业化应用..................................... 29 （一）新一代人工智能的产业边界 ................................ 29 （二）基础层 .................................................. 32 1、智能传感器：智能转型引领行业发展 ....................... 33 2、智能芯片：初创企业蓄势待发 ............................. 36 3、算法模型：通过开源构建生态已是大势所趋 ................. 38 （三）技术层 .................................................. 40 1、语音识别：正在步入应用拉动的快速增长阶段 ............... 41 2、图像视频识别：在安防监控市场具有巨大增长潜力 ........... 44 3、文本识别：全面进入云端互联时代 ......................... 47 （四）应用层 .................................................. 50 1、智能机器人 ............................................. 51 2、智能金融 ............................................... 54 3、智能医疗 ............................................... 57 4、智能安防 ............................................... 60 5、智能驾驶 ............................................... 62 6、智能搜索 ............................................... 65 7、智能教育 ............................................... 68 8、智能人居 ............................................... 70 （五）国内外产业对比分析 ...................................... 72 1、基础层产业国外多点布局产品种类丰富，国内技术相对薄弱但初创企业表现活跃 .............................................. 72 III 2、技术层产业国外业已打通应用端，国内围绕特定领域实施产品精准投放 ...................................................... 73 3、应用层产业国外较多依赖技术内生发展驱动，国内较为注重商业模式创新 .................................................... 74 五、投融资特征及趋势............................................... 75 （一）全球人工智能领域融资总额持续增长但增速放缓 .............. 75 （二）国内人工智能投资规模有望出现V型反转且大额项目频发 ...... 76 （三）深度学习、图像视频识别和文本识别是资本市场当前力捧的热点 78 （四）全球科技巨头通过投资并购围绕人工智能构筑差异化竞争力 .... 79 六、新一代人工智能中长期技术及产业发展趋势......................... 81 （一）技术趋势 ................................................ 81 1、既有架构面临挑战，新型人工智能芯片呼之欲出 ....