2018世界人工智能产业发展蓝皮书.pdf

2018 世界人工智能产业 发展蓝皮书2 2018 世界人工智能产业发展蓝皮书由中国信息通信研究院发布 。 由中国信息通信研究院提供的编辑内容与 Gartner 的分析结果相互独立 。 Gartner 的所有调研报告的版权均为 Gartner, Inc. 所 有。 2018 Gartner, Inc. 保留所有权利 。 所有 Gartner 资料在本出版物中的使用均已获得授权 。 使用或者发布 Gartner 调研报告并不表示 Gartner 认可中国信息通信研究院的产品和/或战略 。 未经 Gartner 事先书面许 可 ， 不得以任何形式复制或分发本出版物 。 本出版物中包含的信息均取自公认的可靠来源 。 Gartner 不对此类信息的准确性 、 完整性或适当性做出任何保证 ， 并且不对此类信息中的错误 、 遗漏或不适当承担 任何责任 ， 也不对此类信息的任何解读承担任何责任 。 此处表明的观点随时可能更改 ， 恕不另行通知 。 虽然 Gartner 调研报告可能会讨论相关的法律问题 ， 但 Gartner 并不提供法律建议或法律服务 ， 不应将 其调研报告解释为或用作法律建议或法律服务 。 Gartner 是一家上市公司 ， 其股东拥有的公司或基金可能与 Gartner 调研报告中涉及的实体有财务利益关系 。 Gartner 的董事会成员可能包括这些公司或基金 的高级管理人员 。 Gartner 调研报告是由其调研组织独立完成的 ， 并没有受到这些公司 、 基金或其管理人员的介入或影响 。 有关 Gartner 调研报告的独立性和完整性的详细信息 ， 请参阅其网站上的 “Guiding Principles on Independence and Objectivity ” （ 独立性和目标的指导原则 ） 。 前言 人工 智 能 已经 成 为 新一 轮科 技 革 命 和 产 业 变 革 的 核 心驱 动 力 ， 正 在 对世 界 经 济 、 社 会 进 步 和 人 类 生活 产生极 其 深 刻的影响 。 为 了 进 一 步顺 应 发 展 规律 、 把 握 未 来 趋势 ， 加快 发 展 新 一代 人 工 智能， 经国务院 批准， 国家 发 展和 改革委员会 、 科 学 技 术部 、 工 业和信息 化部 、 国 家 互 联 网 信 息 办 公 室 、中 国 科 学 院 、中 国 工 程 院 和 上 海 市 人 民政 府于 2018 年 9 月 17 日 至 19 日 在 上海 共同举 办 2018 世 界人 工智 能 大会 。 举 办 本次 世 界 人 工 智能 大会 ， 是共同谋 划人 工 智能 技 术 和产 业 发 展的动 员 大会 ， 也 是推 动 互 联 网 、 大数 据 、 人 工 智 能 和 实 体 经 济 深度融合 发 展 的重要举 措 。 本次 大会 以 “ 人 工 智能 赋 能 新时 代” 为 主 题， 以 “ 国 际 化、 高 端 化、 专 业 化、 市 场 化 ” 为 特 色 ， 集聚全 球 人工 智 能 领域 最具影响 力 的 科 学 家 、 企 业 家 和投 资 家， 以 及 相关 政 府 领 导 者 和城 市管 理 者 ， 围绕 人 工 智能 领域 的 技 术 前 沿、 产 业 趋势 和 热 点问题 发表演讲和进 行 高 端 对 话 ，打 造 世 界 顶 尖 的 人 工 智 能 合 作 交 流平 台 。 大会 集中汇聚 最权 威的观 点和共识， 集 中 展 示 最 前 沿 的 新 技 术 、新 产 品 、新 应 用 、 新 理 念， 为 应 对 人 类 发 展面临的共同难 题、 创造 人 类 美 好 生活汇 聚 “中国方 案” 和 “世 界 智 慧 ”。 2018 世 界 人 工 智能 产 业 发展 蓝 皮 书 上 海 以 中 国 改 革 开 放 排 头 兵 、创 新 发 展 先 行 者的责任担当 ， 与 国 家 各相关 部委办 和机 构 紧密 携手 ， 共 同 举办 2018 世 界人 工智 能 大 会。 这 是 上海 加快 建 设 “五 个中心 ” 、 全面 打 响“ 四 大 品 牌 ”，以 及 深 入 推 进 改 革 开 放 、优 化整 体 营商 环 境 的 重 要 抓 手 和 切 实 举 措 。 以 此次 大会为契 机， 上海 将加快 推 进人 工 智能 产业创 新 和 深 度 应 用， 着力打造 国 家人 工智 能 发 展 高 地 ，争 取 建 设 成 为 人 工 智 能 创 新 策 源 地、 应 用 示 范地、 产 业 和 人 才 集聚 地 。 本 蓝 皮 书 作 为 大 会 的 重 要 报 告 成 果 ，是 由 中 国信息 通信 研 究 院 联 合国 际 权 威信息 技 术研 究 和分析 咨询 机 构 Gartner Group，借 助 本 次 大会举 办的契 机， 打开中 国人 工 智能 领域与 世界对 话 的 窗口， 对全 球人 工智 能 的 产业 发 展 情况 及 技 术 路 线 趋势 进行全面深 度分 析 。 希 望本 书对 人 工 智能 领 域 的 从 业者 、 研 究者 ， 以 及 感 兴 趣 的读 者们， 带来有益的思考与借鉴， 发 挥 必 要 的启示作用。世 界人 工智 能 大 会 组 委 会 2 2018 世界人工智能产业发展深 度分析报告 概述与说明产业发展环境技术环境全球人工智能企业全球投融资产业发展 40 人工智能技术成熟度曲 线，2018 年3 3 2018 世 界 人 工 智能 产 业 发展 深度 分 析 报告 1 概述与说明 1.1 报告概述 本 蓝皮 书 将 分 享 人 工 智 能领 域的 研究 成 果 和 实 践 经 验 ，对 全 球 各 主 要 人 工 智 能 强 国 产 业 发 展 及 技 术 路 线 现状 与趋势 进行全面掌 握， 详细 阐 述 人 工 智 能领 域的技 术 研究 、 产 业 投 入、 服 务应 用， 从 而为 促 进 人 工智 能 技 术 和 产 业 发 展 提 供一 定的基 础资 料 与指导 。 本 蓝 皮 书 的 编 制 ，是 在 对 世 界 人 工 智 能 产 业 发 展 的 深 入 、 广 泛 调研基础 上 ， 结合 调研 数 据 和 权 威 部 门 相关资 料 ， 通 过 梳 理 人工 智能 技 术 、 产 业 和 应 用 发 展 情 况 ，分 析 人 工 智 能 的 技 术 热 点 、 企 业情况 、 产 业 应用和未 来 趋势 ， 由编制团队 共同完 成 。 本 报告以 全 球人 工智 能 产业 地 图为中心展 开 论 述， 该地图由中国信息 通信 研 究 院 信息 化 与 工 业 化 融 合研 究 所 和数 据 研 究中 心联 合 绘 制 。 地图通 过 对 全 球 人 工 智能 产 业 从 底 层 技 术 到 垂 直 应 用 ，从 产 业 结 构 到 产 业 分 布 ，从 研 究机 构 到政 府政 策 等多 角 度 进行 了 系统分 析 与 绘 制 ， 盘 点 了 人工 智能的 发 展 态 势 ， 为推动 人 工 智 能 产 业 发展提 供 重 要 决策 参考 。 同 时 ， 中 国信 息 通信研 究院华 东分 院 针 对 产 业地图 的 内容 进行 了 充分的阐述和 延 伸 ， 设计 了 本 报 告 的 总 体 框架结 构 ， 详 细 阐 述 了 产 业 发展 环 境、 技 术 环 境、 全 球 人工 智能企 业 发 展情 况 以 及 人工 智 能产 业 化应 用 领域情 况 等 ， 更 加清 晰 的反 应 人 工智 能 产业 发 展 现 状 。 1.2 撰写说明 全 球人 工智能 产业 地 图主要包 括以下 几 个 部 分： (1) 产业 链 地 图 (2) 产业分布地图 (3) 产业 研 究机 构与配套 政 策 。 1) 产业 链 地 图 版 块 本版 块 人 工 智能 产 业链 结 构 划分 为基 础支 撑 层 、软 件 算 法 层 与 行 业 应 用 层 。 基 础 层 产 业 地图主要从 计 算 硬 件（ 云 端 训 练 、云 端 推 算 、设 备 端 推 理 、智 能 芯 片 、智 能 传 感 器 ） 、 计算系统 技 术 （ 云计算 、 大 数 据、 5G 通信与物联网 ） 和数 据 （数 据采集 、 标注和分 析 ） 三 个维 度 对 全 球主 要 从 事基础层 产 业的 典型 企 业 进行 绘 制 。 软 件 算 法 层 产 业 地图主要从 算 法 理论 （ 机 器 学 习 算 法 、类 脑 算 法 、知 识 图 谱 ）、开 发 平 台 （ 基 础 开 源 框 架 、 技术 开 放 平 台 ） 和 应 用 技术 （ 计 算 机视觉、 自 然 语 言 处 理和 人 机 交 互 ） 三 个维 度 对 全 球主 要 从 事软 件 算法 层 产 业 的典 型 企 业 进行 绘 制 。 应用 层面产 业地图 主 要 从 行 业 解决方案 （“ AI+ ” 行 业 垂 直 应用 ） 和 典型 产 品 （ 视觉产 品、 语音终端、 机 器 人 、 智能汽车 、 无人 机） 两 个 维度 对 全 球 主 要 从 事 应 用 层产 业 的 典 型企 业 进行 绘 制 。 2) 产业分布地图版 块 本版 块 主要 盘 点 与绘 制了 中国各 省市 以 及国 际 上人 工 智能 产 业 领 先的国家典 型 AI 企 业分 布 、规 模 及 企 业 名 目 。 3) 产业研 究 机 构 与政 策 版 块 本版 块 主要 盘 点 与绘 制了 中国与国 际 上的人 工 智能 主流行 业研 究机 构、 联 盟 与产 业 政 策 文件。 本报告的结构分为五部分：1) 产业发展环 境 2) 技术环境 3) 全球人工智能企业的情况 4) 全球投融资的情况 5) 产业发展情况 1) 产业 发 展 环 境 本部分 从 人 工 智能 发 展 进程、 全 球各国人 工 智能相关 政 策 以 及 人 工 智能 发 展 条 件进行 阐述， 全面论 述 了 人 工 智能 产 业 发 展的基 础 与环 境 。 2) 技 术环境 此 部 分 从 全 球 专 利 、论 文 、科 研 环 境 和 技 术 竞赛方 面 总 结 出 人工 智 能 领域 的 当 前 技 术 环境 。 3) 全球 AI 企 业 的情况 此 部 分 从 结 构 、 规 模 和 区 域 分 布方 面 论述 了 全 球 人工 智 能企业的 情 况 。 中国信息通信研究院的研究报告4 4) 全 球 投融资 的 情 况 此 部 分 阐 述 了 人工 智 能 领域全 球 投融资 的 分 布 、 规 模 和轮 次 ， 从 投融资和 产 业 规 模方 面 分 析 了人 工 智 能 产 业 的 发 展 。 5) 产业 发 展 情况 本 部 分 阐 述了全 球 人 工 智 能 产 业 技 术 与 应 用 的 发 展现状 ， 发 展 趋势 情 况， 以 及 一些典型 人 工智 能 企 业 应 用例 举。 报告具体研究范围和数据来源说明如下： 1) 人工 智 能企业 本 报告所 述人 工 智能 企 业 来源于中国信息 通 信 研 究 院 数 据 研 究中心监 测 平 台 ， 界定 范围总 体 上指 提供人工 智 能产 品 、 服务 和 相 关 解 决 方案 的 企业 。 企业 具 体 可 以 分 为 技 术 维度 和 产品/ 解 决 方 案 两 个 维度 。 技 术 维度 包 含 算 法 平 台 、 基础 硬 件 、 语 音 视 觉 等 通用 技 术 的提供 方 和 制 造 方 ，产 品 /解 决 方 案 维 度包含各 类 人 工 智能 产 品的生 产 商 和解决方 案 提 供 商 ， 以 及各 垂直行业 的 解 决 方 案 提 供商。 2) 投融资 本 报告中的 投 融 资 数 据 来源于 CB insights 、 IT 桔 子 、 新 芽等 投融资 网 站 ， 是 基 于 人工 智 能企 业 名 录 进行匹配 后整 理统 计的结果 。 3) 专利数 据 本 报告中的专利数 据 来源于中国信息 通信研 究 院 知 识 产权中心 的 研 究 成 果 ， 知 识 产权中 心 根 据智慧芽等专 业数 据库 对 全 球范围 内的 AI 专利进行检 索 统 计 。 4) 论文 数 据 本 报告中的论文 数 据 来源于 Web of Science 核 心合 集， 是 基于 数 据 研 究中 心的 人工 智能 关 键 词词表 进行检 索 统计的结果 。 5) 产业 应 用数 据 本 报告中的产 业 应用数 据 来源于 上海 合 合信 息 科 技 发 展 有 限公 司 的 启 信 宝产 品 ， 以 及 CA ICT 、 PwC 、 MarketsandMarkets 、 Grand View Research 、 IFR、罗 兰 贝 格 、中 商 产 业 研 究 院 、 前 瞻产 业研 究 院 等 各 大市场 研 究 机 构 报告或 网站 相关 预测 。 6) 数 据 单位 说 明 本 报告中各项市场 数 据所采 用 币种 ， 在 未有 具 体 说 明 时 ，默 认 币 种 为 人 民 币 。 本 蓝 皮 书不求面 面俱 到， 仅 对 目 前 人 工 智能 领 域涵 盖 的 产 业 与 技 术发 展 环境 、 全 球 企业 情 况 和产 业 化 应用 等方面进行分 析阐述 。 文中 不 过 多 地 给 出 人工 智 能 领域 观 点 性的 陈 述 ， 力 求 以 较 为浅 显 易 懂的 语 言 和方 式 进行陈 述 。 对于文中的主要内容 ， 欢 迎 社会 各 界专家 学 者提出建 议 ， 我们将 积极听取 各 方 专家的 意 见， 继 续改 进完善 。2 产业发展环境 2.1 人工智能发展大事件 人 工 智能 大 致可 分为三 个 阶段 ： 第 一阶段 (1956-1980) 人工 智能诞 生 ； 第 二阶 段 (1980- 2000) 人工 智 能步 入 产 业 化 ； 第 三阶 段 （2000- 至 今 ）人 工 智 能 迎 来 爆 发 。 第一阶段 (1956-1980) 人工智能诞生 时间 标志性事件 1956 美 国 达 特茅 斯 会 议 聚集 了 最 早 的 一 批 研 究 者 ，确 定 了人 工 智 能 的 名 称 与 任 务 ，被 称 为 AI 诞生 的标 志 。 1957 康 奈 尔大 学 的实验心 理学 家弗 兰克 罗森 布 拉 特 模 拟 实 现了神 经 网 络“ 感 知 机 ”。 1969 国际人 工 智能联 合 会成 立， 并 在 美国华 盛 顿 州西 雅图召 开 了 第一届 会 议 。5 5 时间 单位 发布政策 1998 美国网络和信 息技 术研 发小 组委 员会 下 一 代 互 联 网 研 究 法案 (P.L. 105-305) 2013 美 国白宫 国 家 机 器人计 划： 机器 人技 术 路 线 图 ： 从 互联 网到 机器 人 （2013 版 ） 2013.4 美 国白宫 推 动创 新 神 经技 术脑 研究 计 划 2015.10 美国国家 经济 委员会 和科 技 政 策 办 公室 新 版 美 国 国 家 创 新 战 略 2015.11 美 国战 略与国 际 研 究中心 国防 2045 2016.10 美国国家 科 技 委 员会 与 美国网络和信 息技 术研 发 小 组 委员会 国家人 工 智能 研 究 和发 展战略 计 划 2016.10 美国国家 科 技 委 为 未 来 人 工智 能 做 好准备 2017.9 美国国会 自动 驾 驶 法 案 (SELF DRIVE ACT) 自动 驾 驶 法 案 (AV START ACT) 2017.10 美 国 信息 产业 理 事会 人 工智 能 政 策 原 则 时间 标志性事件 1980 卡 耐基 梅隆 大学为 DEC 公 司 设 计了一 个 名 为 XCON 的专家系统 ， 取得 了 巨大 的成 功 ， 在 那个 时期， 它 每年可 为 该 公 司节 省 4,000 万 美元 。 1982 日本 计 划 投 入 8.5 亿美元 开 发 人 工 智 能 计 算机 （第 五 代 计 算机 ） ， 旨 在 造 出 能够 与 人 对 话 、 翻 译 语 言 、 解 释 图 像 ， 并 且 像 人 一 样推 理 的 机 器。 1986 多层 神 经 网 络 和 BP 反向传播 算法 出现， 提 高 了 自 动 识 别的精 确度 。 1988 德国人 工 智能 研 究中 心成 立， 也 是 目 前世 界 上 最 大的非营 利人 工 智能 研 究机 构。 1997 深 蓝 计 算 机 战 胜 国 际 象 棋 冠 军 ，成 为 AI 历 史 上的 里 程碑 事件 ； 受 到摩 尔定律的影响， 计算 性 能 开始大幅 提 升 。 第二阶段 (1980-2000) 人工智能步入产业化 第三阶段（2000-至今）人工智能迎来爆发 时间 标志性事件 2006 Geoffrey Hinton 在 Science 上 提 出 基于深 度信念 网 络可使 用非监 督 学习的 训练 算 法， 使 得 深 度 学习在学 术界 持 续 升温 。 2011 IBM Waston 系 统 参 加 美 国“ 危 险 边 缘 ”(Jeopardy!) 节 目 ， 打败 人 类 选手 。 2012 深 度 学习算 法 通 过 ImageNet 比 赛 名 声 大 噪 ，进 而 被 广 泛 采 用 。 2016 DeepMind 开发 的 AlphaGo 击败 前世 界围棋 冠军 李 世 石 。 美国 2.2 各国 AI 相关政策 人 工 智能的迅 速 发 展将深 刻改 变 人 类 社会 和世 界的 面貌， 为 了 抓 住 AI 发 展的战略机 遇， 越 来 越多的国家 和组 织 已 争相开始 制定国家层面的发 展 规 划。6 时间 单位 发布政策 2015.7 国务院 国务院 关 于积极 推 进 “ 互 联网+”行 动 的 指 导 意 见 2016.3 国务院 国民 经 济与 社 会 发 展 第十三个五年 规 划 纲 要 2016.4 工 信部、 国 家发 改委 、 财 政 部 机 器人 产业 发 展 规 划 (2016-2020 年) 2016.5 中 共 中 央 、国 务 院 国 家 创新驱 动发 展战略 纲 要 2016.5 国家 发改 委、 科 技部 、 工 信 部 、 中央网信办 “ 互 联 网 + ” 人工 智 能三 年行 动实 施 方案 2016.7 国务院 “ 十 三 五 ”国 家 科 技 创 新 规 划 2017.3 国务院 政府 工 作报 告 2017.7 国务院 新 一代 人 工 智能 发 展 规 划 2017.12 工 业 和 信息化部 促 进 新 一 代 人 工智 能 产业 发 展 三年 行 动 计 划 (2018- 2020 年) 2018.4 教育部 高等 学 校 人 工 智能 创新行 动 计 划 时间 单位 发布政策 2013.6 日本 内 阁 日本 再 兴 战 略 2015.1 日本 经 济 产业 省 新 机器 人 战 略 2016.5 日本 内 阁 科 学 技 术创新 综 合战 略 2016 2016.6 日本 经 济 再生 本部 日本 再 兴 战 略 2016 2017 日本 政 府 下 一代 人工 智 能推 进战略 2017.5 日本 经 济 产业 省 新产业 构 造 蓝图 2017.6 日本 内 阁 科 学、 技 术 和创新 综合 战略 2017 2018.6 日本 内 阁 综 合 创 新战 略 2018.6 日本 内 阁 未 来 投 资战略 2018 2013 韩 国电子 通 信 研 究 院 Exobrain 计划 其他国家及国际组织 中国7 7 时间 单位 发布政策 2014.7 韩 国 贸易工 业 和 能 源 部 第 二个 智 能 机 器人 总体 规 划 (2014-2018) 2016.8 韩国 政 府 九 大 国 家 战 略 项目 2017.7 韩国国会 机 器 人 基本 法案 2018.5 第四次 工 业革 命委 员会 （ 韩国 ） 人 工 智 能 研 究 与 发 展（ R&D）战 略 2013 英国 政 府 八项伟 大 的 科 技 计 划 2016.12 英国 政 府 科 学 办 公室 人 工 智 能 ：未 来 决 策 制 定 的 机 遇 与 影 响 2017.1 英国 政 府 现代 工 业战略 2017.10 英国 政 府 在 英 国 发 展 人 工智 能 产业 2010.7 德国政 府 思想 创新 增长 德国高 技 术战略 2020 2011.11 德国政 府 将“ 工 业 4.0”作 为 战 略 重 心 2013.4 德 国 联 邦 教 育 与 研 究 部“ 工 业 4.0 工作 组” 保 障 德国制造 业的未 来 ： 德国工 业 4.0 战略实 施 建 议 2017.6 德国交 通部 伦 理 委员会 自 动 和 联 网 驾 驶 报 告 2013 法国政 府 法 国 机 器人 发 展计 划 2017.3 法国 经济 部 与教研 部 人 工智 能战 略 2018.5 法国政 府 法 国 与欧 洲 人 工智 能战 略 研 究 报告 2017.5 新 加 坡 国 家 研究基 金会 “AI.SG ” 国家人 工 智能计 划 2013.1 欧盟 “人 脑 项 目 ”(Human Brain Project) 2013.12 欧 盟 委员会与欧 洲 机 器人协 会 SPARC 计划 2015.12 欧盟 SPARC 机 器人 技 术多年 路 线 图 2016.6 欧 盟 委员会 提出 了 人 工 智能 立法动 议 2016.10 欧 盟议会法 律 事务 委员会 (JURI) 欧 盟 机器 人 民 事法律 规 则 2017.10 欧盟 “地平 线 2020 ” 2016.8 联 合国世 界科 学知识 与技 术 伦 理委 员 会 机 器人伦 理 初 步报告草 案 2016.12 电气 和电子工 程 师 协 会 (IEEE) 合伦 理设计 ： 利用 人 工 智能 和 自 主 系统 最 大 化 人 类 福祉 的 愿 景（ 第 一 版 ） 2017.12 电气 和电子工 程 师 协 会 (IEEE) 人工 智能设计的伦 理准则 （第 二版 ） 8 2.3 发展条件 2.3.1 算法的演进 人 工 智 能 算 法 发展至 今 不 断创 新 ， 学 习 层级 不 断 增 加 。 学术 界 早 期 研 究 重点 集 中 在 符 号 计算， 人 工 神经网络在 人 工 智能 发 展早 期 被 完 全否定， 而后 逐 渐被 认 可 ， 再成 为 今 天引领 人 工 智能 发 展潮流的一大 类 算法， 显现出 强 大 的 生 命 力 。 目 前流 行 的机器 学 习 以 及 深度 学 习 算法 实际上是 符 号学 派 、 控制学 派 以 及 连 接 学 派 理论 的进 一 步拓展 。框架 单位 支持语言 简介 TensorFlow 谷歌 Python/C+/Go/ 神经 网 络开 源库 Caffe 加州大 学伯 克 利 分校 C+/Python 卷 积 神 经 网 络 开源 框 架 PaddlePaddle 百度 Python/C+ 深 度 学习 开源 平台 CNTK 微软 C+ 深 度 学习计算 网 络工具包 Torch Facebook Lua 机 器学 习 算 法开 源 框架 Keras 谷歌 Python 模 块 化 神 经网络库 API Theano 蒙特 利尔 大学 Python 深 度 学习库 DL4J Skymind Java/Scala 分布 式 深 度 学习的库 MXNet DMLC 社区 C+/Python/R/ 深 度 学习开源 库 表 2-1 深度学习框架 图表 2-1 人工智能掀起新一轮技术发展浪潮 资料来源： 中国信息通信研究院 （2018 年）9 9 机 器 学习算 法和深 度 学习算 法 是 人 工智能中 的 两 大 热点 ， 开 源 框 架 成 为科 技 巨 头 全 面 布 局 的 重 点 。开 源 深 度 学 习 平 台 是 推 进 人 工 智 能技 术发 展 的重要 动 力 ， 开 源 深度 学 习 平 台 允 许 公 众使 用、 复制和修 改 源代码 ， 具有更 新 速 度快 、 拓展性 强等特 点， 可 以 大 幅 降 低 企 业 开 发 成本 和 客 户 的 购 买成本 。 这些 平 台 被 企 业 广 泛 的应 用于 快 速 搭 建 深 度 学习技 术开 发 环境， 并 促使 自 身 技 术的加速 迭代与 成 熟， 最 终 实 现 产品 的应 用 落地 。 人 工 智能仍在 迅 速 发 展， 而且改 变着 人 们 的生 活， 还 有更 多 人 工 智能 算法 正等待 着计算 机 科 学 家去 挖 掘 。 由 于 技 术 投 资周 期 较 长， 中 国大 多数 人工 智 能企业 还缺少 原 创 算 法 ， 仍 需 要 未 雨 绸 缪 ，重 视 AI 算 法 层 面 的 人 才 储 备 ；将 学 术 研 究 和 产 业 应 用 场 景 相 结 合 ，鼓 励 创 新 ，积 极 挖掘 AI 算法方 面 的 人才 ， 让具 备 强 大潜力 的 人 工智 能 研 究 者 能 够真 正 投 入 业界。 图表 2-2 人工智能算力发展情况 资料来源： 中国信息通信研究院 （2018 年） 图表 2-3 人工智能高性能计算单元 资料来源： 中国信息通信研究院 、 互联网 2.3.2 算力的提升 人工 智能 算法的实现需要 强 大的计 算能力 支 撑 ， 特 别 是 深 度 学 习 算 法 的 大 规模 使用 ， 对 计 算 能 力 提 出了 更 高 的 要求 。 2015 年 起 人 工智 能 迎 来 了 真正的大 爆发 ， 这在很 大 程 度 上 与 GPU 的 广 泛 应 用 有 关 。在 此 之 前 ，硬 件 算 力 并 不能满足 人 工 智能计算能 力的需 求， 当 GPU 与 人 工智 能 结 合后， 人 工智 能 才迎 来了真 正 的 高 速 发 展 ，因 此 硬 件 算 力 的 提 升 是 AI 快速发 展的重 要 因 素之 一 。10 近 年 来 ，新 型 高 性 能 计 算 架 构 成 为 人 工 智 能 技 术 演 进的催化剂 ， 随着 人工 智能 领域中 深度学 习 热 潮的涌现， 计 算 芯 片的架构逐 渐 向 深 度 学习应 用优化 的 趋势发 展， 从传 统 的 CPU 为主 GPU 为辅的英 特尔 处 理 器 转变 为 GPU 为主 CPU 为辅的结 构。 2017 年， NVIDIA 推 出的 新 一 代 图 形 处 理 芯片 Tesla V100，主 要用于研 究 基于深 度 学习的人 工智能 。 针对于 谷 歌开 源 深 度 学 习 框架 TensorFlow，谷 歌 推 出 为机 器 学 习 定制的 TPU 。 图表 2-4 Tesla V100 训练与推理性能比对 资料来源： NVIDIA 官网 图表 2-5 人工智能芯片产业图谱 资料来源： 中国信息通信研究院 （2018 年） 人 工智 能 发 展 急需 核心 硬 件 升 级， 人 工智 能 芯 片 创新 加速， 计 算 创新 成 为 布 局 重 点 。 现 有 芯 片 产 品在基 础能力 上无法满足 密 集 线 性代 数和 海 量数 据高 吞吐需 求 ， 亟需 解决 云 端的 高性 能 和通 用性， 终端 的高能 效 和低 延 时 等 问题 。从 人 工智 能 芯片所 处 的发 展 阶段 来 看， CPU 、 GPU 和 FPGA 等通 用芯片是目 前 人 工 智 能 领 域 的 主 要 芯 片 ，而 针 对 神 经 网 络算 法 的 专用芯片 ASIC 也 正在 被 Intel 、 Google 、 NVIDIA 和众 多初 创公 司陆 续 推出， 并 有 望将 在今后数年内取 代当 前的通 用 芯片成 为人 工智能 芯片 的主 力。11 11 2.3.3 数据的支撑 从 软 件时 代 到互 联网 ， 再 到如今的大 数 据时 代， 数 据的 量 和 复杂 性都 经 历 了 从 量到 质 的 改 变 ， 大 数据 引 领 人 工 智 能 发 展进 入重 要 战 略窗口。 数 据 是 人 工智 能 发 展 的 基 石， 人 工智 能 的 核 心在 于 数 据 支 持 。 从 发展 现 状 来 看 ， 人 工 智 能 技 术 取得突 飞 猛 进得益 于 良 好的 大 数 据基 础， 海量 数 据为 训练 人 工智能 提 供 了 原材料。 根据 We Are Social 2018 年第三季度 全 球 数 字 统 计 报 告 显示 ， 全 球互联 网 用 户 数 已经突 破了 41 亿 ， 全 球 独 立移动 设 备用户渗 透率达 到 了总 人 口 的 67% 。 图表 2-6 人工智能芯片之争呈白热化态势 资料来源： 中国信息通信研究院 （2018 年） 大 数 据 是 人工 智 能 发 展的 助 推剂 ， 这是因 为 有些 人 工智能 技 术使 用统计模 型 来 进 行数 据 的概率推算 ， 比 如 图 像 、 文本或 者语 音 ， 通 过 把 这 些 模 型 暴 露在数 据的海 洋 中 ， 使它 们得到 不 断 优 化 ，或 者 称 之 为“ 训 练 ”。有 了 大 数 据 的 支 持 ， 深度学 习 算法 输 出结果会随着数 据处 理 量的增大而 更 加准 确 。 由 学 术及 研 究机 构承 担 建 设的公共 数 据 集不 断 丰 富 ， 推 动 初创 企业 成 长 。 公 共 数 据集 一 般 用 作算法测试 及能力 竞赛 ， 质量较高 ， 为创新 创 业 和 行 业 竞 赛提供 优 质 数 据 ， 给 初创 企业 带 来 必不 可少 的 资源 。 行业数 据 集 是 企 业 的 核心 竞 争 力 ， 行业数 据 集与 产 业结合 紧 密 ， 各 个 公 司 的 自 建 数 据集 属于 企 业 的 核心 竞 争 力。 数 据 服 务产业快 速 发 展 ， 主 要 包 括 数据 集 建设 、 数据 清 洗 、 数据 标 注 等。12 表 2-2 全球部分人工智能公共数据集情况 类型 数据集名称 特点 自然 语言处 理 WikiText 维 基百 科语 料库 SQuAD 斯 坦福大 学问答 数 据 集 Common Crawl PB 级 别的网络爬虫数 据 Billion Words 常 用 的语 言建 模 数 据库 语音识 别 VoxForge 带口音 的 语 料库 TIMIT 声学- 音 素 连 续 语音语 料库 CHIME 包 含环 境噪音的语音识 别数 据 集 机器 视觉 SVHN 谷歌 街景中的图像 数 据 集 ImageNet 基于 wordnet 构 成 ，常 用 的 图 像 数 据 集 Labeled Faces in the Wild 面 部 区 域图 像数 据 集， 用 于 人 脸识 别训 练 3 技术环境 3.1 专利 1999 年至 2017 年 ， 全 球 人工 智能 领域中 图像识 别、 生 物特 征 识 别、 语音识 别、 语音合 成 、 自 然 语 言理 解 、 机 器 学 习 等 关 键 技 术 分支的 发 明 申请及 授权专利数 量 （ 合并同族 后 ） 超 过 10 万 项 。中 国 人 工 智 能 专 利申请 和 授 权 量自 2010 年 开 始 逐 年 增 加 ，自 2014 年开始 实现快 速 增 长。 图表 2-7 行业数据库分类 资料来源： 中国信息通信研究院 （2018 年） 图表 3-1 全球人工智能相关专利申请趋势Fig. 3-1 Global AI Related Patent Application Trend 图表 3-1 全球人工智能 相关 专利申请 趋势 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 中国 其他国家 全球 资料来源： 中国信息通信研究院 （2018 年）13 对 比 全 球各国 人工 智 能专利数 量 ， 中 国、 美国和 日 本 专利 申 请数 量领 先， 中 国已超 过美国成 为 AI 领 域 专 利 申 请 量 最 高 的 国 家 。中 、美 、日 三 国专 利申请总 量占全 球 AI 专利的 75% 。 图表 3-2 全球人工智能专利申请地域分布Fig. 3-2 Geographical Distribution of Global AI Patent Applications 图表 3-2 全球 AI 专利申 请地域分 布 中国 37.1% 美国 24.8% 日本 13.1% 韩国 8.9% 德国 2.7% 英国 1.3% 法国 1.3% 荷兰 1.1% 加拿大 1.0% 其他 8.7% 资料来源： 中国信息通信研究院 （2018 年） 图表 3-3 中国人工智能专利申请地域分布 Fig. 3-3 Geographical Distribution of AI Patent Applications in China 图表 3-3 中国 AI 专利申 请地域分 布 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 北京 广东 江苏 上海 浙江 四川 山东 陕西 安徽 湖北 资料来源： 中国信息通信研究院 （2018 年） 图表 3-4 全球人工智能相关专利主要申请人Fig. 3-4 Main Applicants for Global AI Related Patents 图表 3-4 全球人工智 能相 关专利主 要申 请人 0 1000 2000 3000 4000 5000 NEC FUJITSU TOSHIBA 国家电网 百度 AT&T SAMSUNG GOOGLE IBM MICROSOFT资料来源： 中国信息通信研究院 （2018 年） 中国人 工 智能 专 利申请主要来 自 北 京 、 广 东、 江 苏 、 上海 和浙江 5 个省 市 。 其 中 北 京 申 请 和 授 权的 人工 智 能专利 数 量 超 过 10,000 件。 从 专利权 人的角 度分 析 ， 美国、 日 本 、 韩国科 技巨头企 业 在人 工 智能 领 域 专利积 累具 有 领 先优势 ， 微 软 专利 申 请 量 居 全 球 首 位 、 其次 是 IBM 和 Google。 3.2 论文 1998 至 2018 年 间 ， 全 球 人工 智 能 领域 论 文 、 期刊 数 量 大幅增 长 ， 总 数 量突破 63 万 篇 ，年 复 合 增 长 率 达 到 11.59% 。 2017 年 Web of Science 核心 集 合收录的全 球 人 工 智能论文 、 期 刊等 学 术 发 表 物达 到 6.51 万 份 。 其中 ， 中国 （ 含 港澳 台地区） 人 工 智能论文 、 期 刊等 学 术 发 表 物 达到 1.73 万