CSIRO:人工智能与科学——应用和发展趋势
  • 发布机构:澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)
  • 发布人:澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)
  • 发布时间:2023-03
  • 报告类型: 行业
  • 关键词:人工智能,AI,软硬件,小数据,人机协作
  • 起始页码:1
  • 总页数:68
  • 报告摘要:

    202211月,澳大利亚联邦科学与工业研究组织发布《人工智能与科学——应用和发展趋势》报告,全面介绍了人工智能的发展历程、现状、现实挑战、发展趋势以及科学机构发展人工智能的路径。

    报告认为,在自然科学、物理科学、社会科学以及艺术和人文学科的所有学科的科学研究中,我们正处于人工智能(AI)的开发和运用历史上最大规模的浪潮之中,这将影响研究部门、研究组织和个人研究事业。AI对未来的影响范围从赋能到转型,其中赋能意味着提高研究的速度、安全性、成本效益和质量,转型则意味着AI有可能改变知识发现,使科学家能够解决迄今为止无法解决的问题。目前人工智能发展主要面临两大挑战,一是确保人工智能开发和应用既合规又符合社会伦理道德预期存在挑战,二是人工智能研究劳动力队伍缺乏性别和文化多样性。未来,人工智能发展将呈现三大趋势:软硬件将不断升级;人工智能将由大数据转向小数据;人机协作将日益普遍。

    报告指出,当前人工智能(AI)运用的趋势如下:(1科学家采用人工智能的出版物激增。截至20229月,全球约有5.7%的同行评审研究是关于人工智能的,这一比例高于2017年的3.1%2000年的1.2%2020年,在研究转移到新冠肺炎主题之前,谷歌学者(基于引用指标)最具影响力的研究论文中有五篇(共七篇)是关于人工智能的。(2人工智能被用于各种研究领域。在计算机科学领域,30%的同行评审论文现在都是关于人工智能的主题。然而,人工智能的使用远远超出了计算机科学。实际上,自然科学、物理科学和社会科学以及艺术和人文学科的所有领域都在迅速吸收人工智能技术。3)公共和私营部门人工智能研发投资正在上升。发达经济体在研发(R&D)上的平均支出已从2000年占GDP2.1%上升到2019年的2.5%。在研发支出中,用于人工智能的资源正在增加。自2017年以来,60个国家和地区制定了700多项人工智能政策和战略举措。4)有证据表明人工智能提高了生产力。在本报告中,我们确定并审查了许多人工智能提高研究效率和有效性的案例研究。例如,CSIRO团队开发了一个自动化机器人系统,该系统可在24小时内测试1.2万块太阳能电池。此前,研究团队每天可以手动测试的太阳能电池最多为20块。

    对于未来发展路径,报告提出,(1)软件和硬件升级。寻求升级AI能力的研究组织可以利用不断改进的AI工具包。专为机器学习设计的专用处理器正在加速计算。量子计算可能导致计算能力的变革性飞跃。PyTorchTensorFlowMicrosoft AzureAmazon Web Services等平台以及无代码AI软件工具正在使科学家更容易开发和应用AI2)寻求高质量数据。大数据时代可能正在过渡到更好的数据时代。机器学习的最新突破能够支持关键任务、现实世界的应用程序,这些突破是使用经过精心策划、适合用途和来源有保证的较小数据集实现的。对高质量数据集的有针对性的投资将使研究机构能够开发人工智能能力。3)教育、培训和能力提升。在过去的5年里,大学和技术学院的本科和研究生级别的AI培训学位和课程呈爆炸式增长。报读这些课程的学生人数正在增加。针对希望提高AI技能的科学家收费或免费专业发展教育和培训的多样性有所增加。研究机构可以利用广泛的培训和教育资源来招聘AI人才并提升现有员工的能力。4)迈向以人为本的人工智能。在绝大多数情况下,人工智能将增强而不是取代人类科学家。研究组织需要找到人类与支持AI系统和谐工作的方法。信任、透明度和可靠性问题对于从事AI系统工作的科学家和审查人员来说非常重要。5)改善劳动力多样性。人工智能研究人员缺乏性别、种族和文化多样性,这限制了成果的质量。改善AI研究人员的性别、种族和文化多样性将带来更好的科学成果。6)满足社会对道德人工智能的期望和法规。研究机构将面临挑战,需要发展能力、技术和文化,以提供越来越合乎道德的人工智能。社会对人工智能的道德期望正在上升。道德人工智能的自愿原则可能会越来越成为法规和法律。例如,欧洲和美国已经提出了针对人工智能的立法。


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