人工智能各国战略解读系列之《美国国家创新战略》
2015年10月底，美国国家经济委员会和科技政策办公室联合发布了新版《美国国家创新战略》(以下简称“新版《战略》”)。美国创新战略首次发布于2009年，用于指导联邦管理局工作，确保美国持续引领全球创新经济、开发未来产业以及协助美国克服经济社会发展中遇到的各种困难。从2007年的《美国竞争法》，到2009年的“美国复兴与再投资计划”和《美国创新战略：推动可持续增长和高质量就业》，再到2011年的《美国创新战略：确保我们的经济增长与繁荣》，美国始终高度重视创新战略的设计。
新版《战略》沿袭了2011年提出的维持美国创新生态系统的政策，首次公布了维持创新生态系统的六个关键要素，包括基于联邦政府在投资建设创新基石、推动私营部门创新和授权国家创新者三个方面所扮演的重要角色而制定的三套战略计划，分别是创造高质量工作和持续的经济增长、催生国家重点领域的突破、为美国人民提供一个创新型政府。新版《战略》在此基础上强调了以下九大战略领域：先进制造、精密医疗、大脑计划、先进汽车、智慧城市、清洁能源和节能技术、教育技术、太空探索和计算机新领域。
美国创新战略六大要素
本文主要介绍新版《战略》重点领域突破中与人工智能相关的内容。从自动驾驶汽车到精准医疗和智慧城市，集中于创新领域的投资实现国家重点领域创新变革，以应对国家和世界所面临的挑战。
一、精准医疗计划
(一)应用前景
为临床医生提供更好了解病人健康、疾病、身体条件复杂机制的工具，更好地预测哪些治疗方法最有效。
(二)挑战
大多数医学治疗都是为“普通患者”制定的，这种“一刀切”的方法，并非适用于所有人群。随着精密医学的出现，这种情况会改变，“精准医疗”会考虑到基因，环境和生活方式方面的个体差异，是一种创新的疾病预防和治疗方法。当然，实现这一切都还需要创新技术的推动。
(三)路线图
精密医学已经取得了重大进步，产生了一些新的治疗方法，根据个人特点制定新的治疗方案，如一个人的基因组成，或个人肿瘤基因档案。这种创新方法可以用来治疗癌症。
把初步的成功进行大规模运用，需要国家协调一致、持续的努力。为此，奥巴马总统发布“精准医疗计划”，将利用基因组学的发展，创新方法管理、分析大型数据集，以及利用健康信息技术，同时注意保护隐私。还将有一百万或更多的美国人参与该计划，自愿贡献自己的健康数据来改善健康数据结果，促进新疗法的发展，推动基于数据的更精确医疗技术的新时代发展。
二、通过“脑计划”加速发展新型神经技术
(一)应用前景
2013年4月2日，奥巴马宣布投入巨资启动“脑计划”，通过创新的神经技术加强对人脑的认识能够使研究人员绘制显示脑细胞和复杂神经回路如何快速相互作用的脑部动态图像，有助于研究大脑对大量消息的记录、处理、应用、存储和检索，了解大脑功能和行为的复杂联系。
(二)挑战
研究者一直期望有新的治疗方法来治疗甚至预防脑部疾病。神经疾病和疾病的社会和经济负担是压倒性的，开发新的治疗方法是解决这些负担的关键。例如，当前，照顾500名阿尔茨海默病患者的成本每年超过2000亿美元，包括1500亿美元的医疗保险和医疗补助。如果能够绘制出大脑的回路，测量电和化学活性在这些电路中的波动模式，将帮助研究人员了解人们在创建个人独特的认知和行为能力时，大脑如何相互作用，加深对大脑知识的认知，帮助科学家和医生诊断和治疗疾病，也能更有效地教育孩子，开发新技术和设备来帮助减轻疾病负担。
仅在过去15年中，科学家们有了一系列里程碑式的发现，有机会解开大脑的奥秘。例如：发现包括人类基因组的测序，开发新的工具用于映射神经元连接，提高分辨率的成像技术，成熟的纳米科学，生物工程的兴起。这些突破为科学研究铺平了道路。虽然这些技术创新做出了重大贡献，但仍需要新一代的工具，使研究人员能够更快的速度记录更多大脑细胞信号。
(三)路线图
奥巴马总统的2016年预算表明对“人脑计划”的支持，包括来自美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会、美国国防高级研究计划局、情报高级研究项目以及美国食品和药物管理局超过3亿美元的投资，以及私营部门也承诺将投资数亿美元支持“人脑计划”。
三、引入先进交通工具减少事故发生
(一)应用前景
网联自动驾驶车辆有可能大大提高美国的公共道路的安全，传感、计算和数据科学的突破使得车辆间通讯和先进的自主技术投入商业使用，而接近于完全自动的自动驾驶汽车已经在公共道路上进行测试。90%以上的事故涉及人为错误，加速先进车辆技术的开发与部署，应用瞬间反应时间和精密机器智能决策，每年可以拯救成千上万的生命。
(二)挑战
近年来，网联自动驾驶车辆技术的发展已经卓有成就，但是加速这些技术的开发，同时保证他们进行安全测试、安全上路、与人进行交互互动等方面呈现了多种挑战。公共机构、私人企业、州和联邦需要加强合作，对先进模式车辆上路进行定义和规范。
(三)路线图
政府将采取若干举措加快自动驾驶技术的应用：
2016年的预算要求联邦政府在自主汽车技术研究开发上进行加倍投资，开发制定自动、互联和无人驾驶汽车在公共道路上行驶的性能和安全标准;
推进网联汽车技术发展，确保每一个轻量级的车辆都能够沟通至关重要的救生信息;
召集外部团体来解决最棘手的责任、隐私和保险问题，这些问题阻碍这些技术的部署，与其他国家进行合作，确保行动一致，并且认识到这些重要的技术仍处于早期发展阶段;
在一系列环境和应用程序中进行公开展示、调试网联自动驾驶车辆，增强他们的可适用性和可接受性。
四、建设智慧城市，及时识别城市隐患
(一)应用前景
智慧城市，即为城市配备工具以解决民众最关心的紧迫问题，如交通拥堵、犯罪、可持续性和重要城市服务的交付。公民领袖、数据科学家、技术人员、公司组合成新兴共同体建立“智能城市”。例如，通过协调相邻交通信号优化当地交通吞吐量，在匹兹堡的一个试点项目中，通勤时间平均减少了近25%。
(二)挑战
集中研究创新方法的开发和部署，特别是开发和测试新的“物联网”技术、跨部门合作部署新方法和知识分享社区。此外，还需要警惕电脑黑客，因为，在智慧城市中，个人、企业家和非营利组织都利用计算机技术来解决问题。
(三)路线图
2015年9月，政府宣布了一项新的智能城市项目，投资超过1.6亿美元帮助社区解决关键挑战，如减少交通拥堵，打击犯罪，促进经济增长，应对气候变化的影响，促进城市服务的交付。
五、推动教育技术革命
(一)应用前景
随着宽带、云计算、数字设备和软件的发展与普及，发展先进教育技术的技术条件已经成熟，可以改变传统的教育与学习方式。仅在过去的五年里，美国国防部高级研究计划局已经表明，在海军训练中，数字设备教导的学生可以胜过98%传统老师训练的学生。
(二)挑战
目前，在技术对教育产生相对较小的影响(尤其是在小学和中学教育阶段)与技术对生活的其他部分产生变革性的影响之间还存在巨大的差距。小学、中学教育的市场性质、严格的教育软件评估和新一代的学习环境限制了企业的投资研发意愿。
(三)路线图
通过总统的互联网教育计划，美国将在2018年之前给99%的学生接入高速宽带。除了在数字化学习主要硬件和基础设施上的投资，政府还致力于在教育软件上进行互补投资，以提高学生关键学科的学习成效。
六、启示
正如美国总统奥巴马在“精准医疗计划”的讲话中所说：我们不能仅仅为创新而喝彩，我们必须要为创新事业投资，培植、鼓励创新，确保以最富有成效的方式成就创新。新版《战略》正是对美国未来创新投资战略目标最好诠释，重点领域如自动驾驶、智慧城市、数字教育等内容都与人工智能息息相关。这也意味着，科技的发展，以人工智能为目标，人类的未来，将离不开人工智能。
文章来源：腾讯研究院
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