2020中国智能城市指数:中国城市人工智能能力评估.pdf
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1、Business SchoolAn initiative of2020中国智能城市指数中国城市人工智能能力评估引领人工智能发展的六大城市群简介561216182128293032353638404243 3Photo by Hiurich Granja on Unsplash目录总体概述背景:人工智能背景:智能城市研究概述计分模型中国智能城市指数(ICI-CN)智能城市群中国经济区智能之都东部沿海地区挑战者中部地区崛起南部地区巨头东北工业区西部大开发地区参考书目作者和术语表中国智能城市指数Photo by Zhang Kaiyv on Unsplash 4中国智能 城 市 指 数Photo b
2、y Scarbor Siu on Unsplash总体概述什么是中国智能城市指数(ICI-CN)?本中国智能城市指数旨在按照中国城市在新兴的人工智能领域所从事的各项活动,对各个城市进行排名。智能城市前六强都位于东部沿海地区。而其它三个经济区则各自至少包含一个位列前十强的智能城市。北京是智能之都,同时也是研究和企业活动领域的领导者。在政府参与人工智能活动方面,南部沿海的巨头深圳和广州处于领先地位,拥有实力雄厚的企业部门。中部地区崛起城市包括武汉,这是一个新兴的城市,其在人工智能研究和基础设施建设方面占据优势。东北工业城市哈尔滨市和沈阳市以强大的人工智能研究能力著称。西部大开发城市包括西安和成都,
3、这两大城市的研究实力都在不断增强,同时也在吸引人工智能人才方面提供了有利的政策条件。东部沿海地区的挑战者上海、南京和杭州在智能城市指数的各个类别中都具有一定的综合实力。中国智能城市指数(ICI-CN)揭示了六个主要的人工智能领先城市群。这些集群分别对应着中国的各个经济区(请参阅第 14页)。它为想要了解中国人工智能活动区域和地理概况的决策者和利益相关方提供了资源。稍后的报告将详细说明排名靠前的城市,正是这些城市构成了本报告的中国智能城市指数(请参阅第 30-41 页)。本中国智能城市指数属于元分析研究成果。其中的所有评分和排名的编制依据来源于围绕各个城市、省和地区所开展的现有研究以及中国公开的
4、现有人工智能数据(请参阅第 21 页)。近年来,关于中国城市人工智能的报告和排名层出不穷。本研究汇总了既有的深刻见解,并将其整合到了一个指数中。本指数基于 10 个指标,并给出了四个单项排名的综合结果,包括(1)企业活动,(2)研究水平,(3)基础设施准备度,和(4)政府的参与度(请参阅第 22-25 页)。关键见解 5中国智能城市指数$13 万亿美元GDPBY 20306中国智 能 城 市 指 数农业能源金融医疗制作业交通$采用人工智能技术的行业背景:人工智能人工智能(AI)催生了大量的炒作,伴随着不切实际的前景和反乌托邦式的警告人工智能(AI)带来了思维机器和更加智能化的前景,预示其能够以
5、前所未有的方式解决各种疑难问题,并带来了前所未有的创新和经济增长。例如,麦肯锡(McKinsey)最近的一项研究表明,到 2030 年时,在全球范围内采用人工智能技术可能会使全球总体国内生产总值增长 13 万亿美元,年均国内生产总值增长约 1.2。1与此同时,根据 Axios 的最新研究,人工智能引发了人们对自动化、广泛失业和“机器人正在袭击人类”的担忧,甚至年纪较轻、资质一流的员工也可能会因为人工智能自动化而面临失业的风险。2此后,劳动经济学家开展的更加均衡的分析表明,技术发展既以不同的方式互为补充,同时又互相替代。6经济历史表明,自动化带来的工作流失总是与其创造的新工作相抵消。而在新工作当
6、中,与新技术相比,从业人员具有相对优势。7 鉴于人工智能并非一项单一技术,因此,其对各项工作任务和整个经济的影响显然将各不相同。为了解开究竟是什么让人工智能成为了强大新工具,并区分现实的前景和毫无根据的炒作,我们有必要了解人工智能的确切含义以及人工智能与传统计算的区别。毫无疑问,人工智能很可能会改变很多工作的性质和设计、组成这些工作的任务以及执行这些工作所需的技能类型。在金融、制造、能源、运输、医疗保健和农业综合经营等领域已经采用了人工智能技术。但在各个行业和经济体采用人工智能技术的速度和程度可能会存在很大差异。目前在金融服务领域、自动化金融咨询产品和算法交易系统采用人工智能技术的现象也变得愈
7、发普遍。此外,25 年来,人们一直在开发各种人工智能系统来协助金融公司检查欺诈行为。8 包括微软、IBM、谷歌和英特尔在内的主要技术公司已经向医疗保健初创公司投资,并与研究机构和国家医疗服务机构建立了合作关系,希望建立有助于医学诊断和治疗的系统。9 即使在农耕和农业领域,也在采用人工智能技术来提高农作物的产量。显然,受制于科幻小说中的流行文化叙述的强烈影响,人工智能已经催生了许多无用的炒作和夸大其词。因此,也难怪至今仍有媒体和政治演说大肆鼓吹并在公众面前不断重复早期的反乌托邦式预测3(尽管这些预测出炉之后便一直声名狼藉)。一项类似的研究曾预测,在未来的二十年里,美国所有从业人员中将有 47的人
8、员的工作岗位面临潜在的高自动化风险。4 澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)也曾预测将有类似比例的工作面临着风险,英格兰银行警告说,美国和英国将分别有 8000 万和 1500 万个工作机会可能会因自动化而流失。5 7中国智能城市指数深度学习(DL)一种全新的计算程序深度学习的运行方式输入层 隐藏层输出层图一:深度学习神经网络人工智能几乎与计算本身一样古老,其历史可追溯到上世纪五十年代,但早期的人工智能解决方案与当前的技术套件之间存在着很大的不同。在早期阶段,计算机科学家曾决心将世界上可用的所有事实和规则全部传授给计算机,希望在计算机中复制人类的推理能力(正是推理能力让人类的认知如此强
9、大)。但是,当这一领域遇到当今所谓的“常识性问题”时,这一计划却以失败告终,因为人类认识是以隐性知识的形式得以体现,但无法以明确的事实和逻辑陈述来表达这些隐性知识形式。10度学习算法”在如今著名的 ImageNet 图像识别竞赛中取得了成功,这时人工智能才重新受到关注。机器学习的这一突破性进展,再加上计算能力的进步以及通过社交媒体收集数据这一全新形式,共同推动了当前的炒作。深度学习算法是通过采用人类准备的训练数据集来“训练”数值的复杂网络层(所谓的神经网络)创建而成,从而为每项训练输入内容(例如特定图片)生成一条到达正确的输出内容类别(例如,描述图片内容的标签)的网络路径。由此,网络就可“学习
10、”识别输入数据中的模式并将其与我们提供的标签相关联。深度学习的实用之处在于,即使训练数据中未列入任何输入内容,网络也将对同类输入内容进行分类并向我们提供输出内容。完成这一过程的方式为插值、填充空白。在上世纪八十年代,如今通常所说的“良好的老式人工智能(GOFAI)”遭遇失败,进而导致人工智能的研发进入了漫长的艰难时期。在此期间,高校一直在开展相关研究,但却始终默默无闻,也未实现工业应用。到了 2012 年,所谓的革命性“深8中国智 能 城 市 指 数?深度学习算法被应用于核磁共振图像中的癌细胞识别深度学习的前景和面临的挑战人工智能几乎与计算本身一样古老,其历史可追溯到上世纪五十年代,但早期的人
11、工智能解决方案与当前的技术套件之间存在着很大的不同。在早期阶段,计算机科学家曾决心将世界上可用的所有事实和规则全部传授给计算机,希望在计算机中复制人类的推理能力(正是推理能力让人类的认知如此强大)。但是,当这一领域遇到当今所谓的“常识性问题”时,这一计划却以失败告终,因为人类认识是以隐性知识的形式得以体现,但无法以明确的事实和逻辑陈述来表达这些隐性知识形式。10从根本上讲,深度学习算法并不可靠如果输入的数据超出了训练数据的范围,那么它们就会犯错误,但它们却无法告诉我们何时会发生错误,因此错误通常会被忽视。11在许多应用领域中,这并不是一个问题,但这会限制我们使用这些系统的领域。深度学习需依赖训
12、练数据的质量。例如,如果数据中充斥着性别、种族、残疾性别或其它事实的刻板印象,则该技术的最终应用成果将充满偏见和不平等现象。12进行历史数据算法方面的训练可能会进一步增强现有的排斥和歧视做法。因此,人工智能就给我们带来了复杂的道德、法律和安全问题。例如,在法律环境中使用人工智能对人做出重大裁决已经引起了人们对如何确保司法、公正、问责制和透明度的关注。13在限制与其固有的局限性相关的问题的同时,还需开展大量的研究来改进深度学习并增强其功能。毋庸置疑的是,人工智能将为企业和社会带来广泛的变革。但是,我们无法预测这些变化的具体情况。因此,非常有必要密切关注相关的进展情况,并更好地了解相关的主要驱动因
13、素以及主要参与者。深度学习系统在很大程度上是复杂难懂的黑匣子,因为不可能完全理解它如何获得特定输出内容(例如,输入数据中的特定特征如何促成输出内容的生成)。人工智能的未来在何方?投资尚未反映到应用中2017中国美国50%36%20112018世界范围3%12%9中国智能城市指数图二:人工智能创业公司的私募股权投资占比图四:人工智能创业公司投资(单位:十亿美元)图三:2018年最具价值交易5亿美元美国自动驾驶初创公司Zoox6亿美元中国商汤科技公司美国2016201884 62中国世界各地对人工智能技术和相关企业的私人投资飞速增长。2018 年,人工智能初创公司以创纪录的速度应运而生,14吸引了
14、约12的全球私募股权投资,与 2011 年的3相比,实现了大幅增长。15其中美国和中国的公司占据了主导地位2017 年,美国公司占 50,而中国公司则吸引了约36的私募股权投资。162018 年,最有价值的两大交易分别是美国自动驾驶初创公司 Zoox 的 5 亿美元融资以及对中国商汤科技公司的 6 亿美元投资。根据 Venture Scanner 的数据,中国对人工智能创业公司的投资从 2016 年的 10亿美元增长到了 2018 年的 80 亿美元,而美国则在 2016 年和 2018 年分别吸引了30 亿美元和 80 亿美元的投资。17多达 40的“人工智能初创公司”实际使用人工智能的方式
15、并不会对他们的业务产生至关重要的影响。20在大肆炒作的同时,许多公司都被指控部署了“伪人工智能”(例如采用人类来假扮聊天机器人),但却告诉投资方他们已经开发出了可扩展的人工智能技术。21无论在商业中还是在研究中,开发人工智能都属于资源密集型活动。例如,对于在大学工作的研究人员而言,产生值得发表的成果需要数量庞大的资源,这使得他们在推动这一领域向前发展方面越来越具有挑战性。无论是在财务方面(因为训练算法所需的数据加标签需要时间、硬件的成本和云计算时间),还是在环境方面(因为运行现代计算机所需的碳足迹),深度学习算法的培训和开发都需要付出高昂的成本。22然而,目前还需要开展大量研究,不仅需推进深度
16、学习技术的发展,而且还需探索最佳方法,以有益于商业和公共部门的方式使用这种新计算技术。与此同时,各国政府的政策响应措施也对人工智能的发展对社会、经济和工作场所政策的意义缺乏共识。各国政府都针对发展人工智能促进社会公益、人工智能推动人类发展或劳动力市场改革提出了立场声明和战略。尽管创新费用急剧增加,但传播和应用仍然动力不足。人工智能最突出的功能尚未得到广泛采用。18相关公司仍在探索如何将技术应用于解决特定的业务问题。其中IBM 一直在努力将 IBM Watson 转化为商业产品。19业务的发展也受到定义性问题的限制。人工智能这一术语被人们广泛引用。尽管学术界和专家在使用人工智能标签时都提到了深度
17、学习,但人们发现,35%全球私募股权投资(2018年)中国企业吸引10中国智 能 城 市 指 数到2030年,中国国内人工智能产业产值将达2250亿澳元新一代人工智能发展规划中国专门制定了政府规划,是人工智能领域的主要参与者尽管美国政府已根据2019 年美国白宫关于人工智能的行政命令简要表达了全面发展人工智能战略的雄心壮志,其中包括优先发展 5G 移动技术、物联网(IoT)以及制造业的向前发展,但与其它司法管辖区相比,美国承诺投入的资金很少。相比之下,欧盟委员会的人工智能战略则呼吁欧盟的公共和私营部门至少增加 200 亿欧元的人工智能投资,并承诺将其自身的出资提高至 15 亿欧元。德国宣布将投
18、入 30亿欧元作为人工智能专项资金,英国宣布投入的金额为 10 亿英镑。中国正像其执行登月任务一样进军人工智能领域。自 2015 年以来,中国一直将人工智能视为国家优先发展事项,而其目前的参与则是建立在以前的科学技术发展规划奠定的基础之上。最近,中国国务院宣布了新一代人工智能发展规划,希望将中国发展成为人工智能领域的世界领导者。根据中国的人工智能规划,到 2030 年时,中国将建立至少价值为 2250 亿澳元的国内人工智能产业。人工智能规划已促使政府和私营部门进行大量创新、投资和发展。最近的人工智能发展规划由工业和信息化部(MIIT)负责监督,其中概述了四大主要任务,包括开发(1)智能产品,(
19、2)智能制造业,(3)在人工智能的核心基础上取得突破,包括开发更快的神经网络计算机芯片;和(4)加快 5G 的发展,建设公共支持体系。在开发人工智能应用程序方面,中国具有明显的比较优势,部分原因在于中国的人口数量多,可以积累大量的数据。此外,中国拥有一个更加开放的数据环境,这将推动中国科技行业的发展,使许多企业跻身于全球最大科技公司之列。23但仅仅关注这些因素将过于简化中国在该领域内发展的复杂驱动因素。中国最近的人工智能发展规划正日益瞄准国外,优先考虑培养内部和外部人工智能研究人员,如促进合作、拜访友人和开展学术交流(例如“千人计划”等)。此外,中国政府宣布了一项“双一流大学计划”,希望到 2
20、050 年时创建 42 所世界一流大学。在世界人工智能大会和已出版的期刊上,中国的研究人员的表现已经越来越突中国拥护所谓的第二次机器时代和第四次工业革命,并取得了令人瞩目的进步。中国的技术行业在很大程度上实现了前所未有的增长。百度、阿里巴巴和腾讯均成立于 20 年前,但如今已跻身于全球最大公司的行列。2018 年,中国公司共吸引了约 35的全球私募股权投资。中国的商汤科技公司成立于 2014 年,如今已发展成为了全球最有价值的人工智能公司。其中最值得注意的是中国在人工智能领域的崛起。公开数据显示,中国的国家和城市政府对人工智能的投入已经达到了数十亿美元。仅北京一个城市就宣布打造一个价值为 21
21、 亿美元的以人工智能为中心的科技园区,天津则计划设立一个价值为160 亿美元的人工智能基金。因此,世界各国的目光正在向中国转移。千人计划双一流大学计划到2050年发展42所世界一流大学11中国智能城市指数Photo by Hanny Naibaho on Unsplash出。24为了发展战略合作伙伴关系,中国鼓励中国公司进行海外投资并在海外建立研发中心。在城市层面上重点关注人工智能发展表明两大趋势在中国融合,以在城市层面上创造一种非常区域化的人工智能实现方法。中国的中央政府已激励其市政府和省政府奉行人工智能友好政策,并与私营部门合作开发人工智能技术,以加快实现城市管理和公共服务的数字化。与此同
22、时,中国的人工智能发展规划也采用了经过深思熟虑且越来越区域化的执行方法。人工智能计划鼓励市政府和省政府奉行人工智能友好政策,并与私营部门合作,加快人工智能技术的发展。目前,越来越多的地方和省级政府推出了人工智能政策举措。上海、武汉、北京等城市都已经发布了人工智能实施计划。在全国范围内出现了众多以人工智能为中心的产业园区、研究机构、融资计划以及为人工智能企业提供地方政府补贴的情况。2030中国城市化率201859%2030195013%2030中国城市地区GDP201980%2030197836%京津冀成渝长江中游武汉附近城市群长三角112m90m60m29m背景:智能城市12中国智 能 城 市
23、 指 数中国的新城市化计划推动了城市级人工智能的发展图六:以人口分的城市群图五:中国城市化Photo by zhang kaiyv on Unsplash世界大势、具有影响力的技术和快速的城市化,正在中国融为一体,共同创建智能城市。中国的城市化率已从 1950 年的 13增长到2018 年的 59。26世界上最大的 100 个城市中有 25 个在中国,并且中国已经有至少15 个特大城市(人口数量超过 1000 万的城市),预计十年后,又将有多个城市中心达到大城市的规模。1978 年,城市的国内生产总值仅占中国全国国内生产总值的 36。而如今,城市地区的国内生产总值约占中国国内生产总值的 80。
24、群(人口数为 9000 万);长江中游武汉附近的城市群(人口数为 2900 万)。这些发展将建立在现有的主要城市群上,例如长三角和珠三角地区城市群。根据这一战略,中央政府已经制定了一些举措来实现其人工智能战略的区域化。一方面,要发展具有技术重点的独特城市群。例如,正在推动相关区域专门研究特定技术,例如武汉的光谷和合肥的语音谷等。另一方面,中国的国家新型城镇化规划(2014-2020年)简要说明了 11 个“城市群”和户籍制度改革事宜(以增加劳动力的流动性),同时还针对宽带信息网络、电子政务平台和智能基础设施事务设定了各项目标。最大的城市群将是京津冀城市群(北京-天津-河北,人口数为 1.12
25、亿);成都和重庆周边地区(人口数为 6000 万);上海周围的长三角城市有影响力的技术是一种世界大势(包括人工智能的出现),其重塑了我们的现代世界。25与现代中国社会发展密切相关的第二种世界大势是城市化的快速推进。两种世界大势齐头并进,从而在城市层面实现人工智能的各种区域和本地化发展。城市化的快速推进也属于世界大势。在世界总人口中,有一半以上的人口居住在城市中,他们创造了世界各国国内生产总值的 85。目前,中国的城市居民人数达到了 8 亿以上。武汉光谷合肥语音谷13中国智能城市指数中国的城市级人工智能发展倡议图七:人工智能特定应用领域的全国领头羊已将大型高科技公司确定为人工智能特定应用领域的全
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