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中国人工智能发展现状与未来

中国人工智能发展现状与未来

对于中国而言,人工智能的发展是一个历史性的战略机遇,对缓解未来人口老龄化压力、应对可持续发展挑战以及促进经济结构转型升级至关重要。本文从科技产出与人才投入、产业发展和市场应用、发展战略和政策环境等方面描绘中国人工智能的发展面貌。

对于中国而言,人工智能的发展是一个历史性的战略机遇,对缓解未来人口老龄化压力、应对可持续发展挑战以及促进经济结构转型升级至关重要。

虽然“人工智能”(AI)已经成为一个几乎人人皆知的概念,但对人工智能的定义还没有达成普遍共识。传统的人工智能发展思路是研究人类如何产生智能,然后让机器学习人的思考方式和行为。现代人工智能概念的提出者约翰·麦卡锡认为,机器不一定需要像人一样思考才能获得智能,重点是让机器能够解决人脑所能解决的问题。

第四次工业革命正在来临,而人工智能已经从科幻逐步走入现实。从1956年人工智能这个概念被首次提出以来,人工智能的发展几经沉浮。随着核心算法的突破、计算能力的迅速提高、以及海量互联网数据的支撑,人工智能终于在21世纪的第二个十年里迎来质的飞跃,成为全球瞩目的科技焦点。自从2016年AIphaGo战胜李世石之后,全球对于人工智能发展的兴奋与担忧交织难分。

即使如此,世界各国已经认识到人工智能是未来国家之间竞争的关键赛场,因而纷纷开始部署人工智能发展战略,以期占领新一轮科技革命的历史高点。对于中国而言,人工智能的发展是一个历史性的战略机遇,对缓解未来人口老龄化压力、应对可持续发展挑战以及促进经济结构转型升级至关重要。

本文从科技产出与人才投入、产业发展和市场应用、发展战略和政策环境等方面描绘中国人工智能的发展面貌。

科技产出与人才投入

1. 论文产出 : 中国人工智能论文总量和高被引论文数量都是世界第一。中国在人工智能领域论文的全球占比从 1997 年 4.26% 增长至2017 年的 27.68%,遥遥领先其他国家。高校是人工智能论文产出的绝对主力,在全球论文产出百强机构中,87家为高校。中国顶尖高校的人工智能论文产出在全球范围内都表现得十分出众。不仅如此,中国的高被引论文呈现出快速增长的趋势,并在 2013 年超过美国成为世界第一。但在全球企业论文产出排行中,中国只有国家电网公司的排名进入全球前 20 位。从学科分布看,计算机科学、工程和自动控制系统是人工智能论文分布最多的学科。国际合作对人工智能论文产出的影响十分明显,高水平论文里中国通过国际合作而发表的占比高达 42.64% 。

2. 专利申请 : 中国专利数量略微领先于美国和日本,国家电网表现突出。中国已经成为全球人工智能专利布局最多的国家,数量略微领先于美国和日本,而中美日三国占全球总体专利公开数量的 74%。全球专利申请主要集中在语音识别、图像识别、机器人以及机器学习等细分方向。中国人工智能专利持有数量前 30 名的机构中,科研院所与大学和企业的表现相当,其技术发明数量占比分别为 52% 和48%。企业中的主要专利权人表现差异巨大,尤其是中国国家电网近五年的人工智能相关技术发展迅速,在国内布局专利技术量远高于其他专利权人,而且在全球企业排名中位列第四。中国的专利技术集中在数据处理系统和数字信息传输等领域,其中图像处理分析的相关专利占总发明件数的 16%。电力工程也已成为中国人工智能专利布局的重要领域。

3. 人才投入 : 中国人工智能人才总量居世界第二,但是杰出人才占比偏低。截至 2017 年,中国的人工智能人才拥有量达到 18232 人,占世界总量的 8.9%,仅次于美国(13.9% ) 。高校和科研机构是人工智能人才的主要载体,清华大学和中国科学院系统成为全球人工智能人才投入量最大的机构。然而,按高 H 因子(又称 H 指数,用于评价科学家的科研绩效)衡量的中国杰出人才只有 977 人,不及美国的五分之一,排名世界第六。企业人才投入量相对较少,高强度人才投入的企业集中在美国,中国仅有华为一家企业进入全球前 20。中国人工智能人才集中在东部和中部,但个别西部城市如西安和成都也表现十分突出。国际人工智能人才集中在机器学习、数据挖掘和模式识别等领域,而中国的人工智能人才研究领域则比较分散。

产业发展和市场应用

1. 企业规模 : 中国人工智能企业数量为全球第二,北京是全球人工智能企业最集中的城市。截至2018 年 6 月,全球共监测到人工智能企业总数达 4925 家,其中美国人工智能企业数 2028 家,位列全球第一。中国( 不含港澳台地区 )人工智能企业总数 1011 家,位列全球第二,其后分别是英国、加拿大和印度(图 1):

中国人工智能发展现状与未来

从城市尺度看(图 2),全球人工智能企业数量排名前 20 的城市中,美国占 9 个,中国占 4 个,加拿大占 3 个,英国、德国、法国和以色列各占 1 个。其中,北京成为全球人工智能企业数量最多的城市,其次是旧金山和伦敦。上海、深圳和杭州的人工智能企业数量也进入全球前 20。

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从成立时间看(图 3),中国人工智能创业企业的涌现集中在2012-2016 年,在 2015 年达到顶峰,新增初创企业数量达到 228 家。从2016 年开始,创业企业的增速有所放缓。

中国人工智能发展现状与未来

中国人工智能企业的平均年龄为 5.5 年。其中,北京、上海和天津等地初创企业云集,企业平均年龄相较于全国平均水平更年轻,平均年龄在 5.5 年以下。山东和辽宁等地老牌工业机器人和自动化企业转型较多,企业年龄相对较大。

人工智能的应用技术主要包括语音类技术 ( 包括语音识别、语音合成等 )、视觉类技术 ( 包括生物识别、图像识别、视频识别等 ) 和自然语言处理类技术 ( 包括机器翻译、文本挖掘、情感分析等 )。将基础硬件考虑在内,国内外人工智能企业应用技术分布如图 4 所示。相比国外,中国人工智能企业的应用技术更集中于视觉和语音,而基础硬件占比偏小。

中国人工智能发展现状与未来

人工智能在行业应用上包括智能机器人、智能驾驶、无人机、AR/VR、大数据及数据服务、各类垂直领域应用(本文中定义为“AI+")等。国内外人工智能企业的行业应用分布如图 5 所示。可以看出,相比于国外,国内企业更看重智能机器人、无人机和智能驾驶等终端产品的市场,而国外企业更注重 AI在各类垂直行业的应用。

2. 风险投资 : 中国已成为全球人工智能投融资规模最大的国家。自 2013 年以来,全球和中国人工智能行业投融资规模都呈上涨趋势(图 6)。2017 年全球人工智能投融资总规模达 395 亿美元,融资事件1208 笔,其中中国的投融资总额达到 277.1 亿美元,融资事件 369 笔。中国 AI 企业融资总额占全球融资总额的 70%,融资笔数达 31%。

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根据 2013 年到 2018 年第一季度全球的投融资数据,中国已在人工智能融资规模上超越美国成为全球最“吸金”国家,但是在投融资笔数上,美国仍然在全球处于领先地位。

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