基于全球?qū)＠暯堑膹V州人工智能技術分析及對策建議

楊 瑩 劉曉麗

（1.廣州市社會科學院科技創(chuàng)新研究所,廣東 廣州 510410；2.廣東生態(tài)工程職業(yè)學院,廣東 廣州 510520）

1956年達特茅斯會議上，“人工智能”這一概念首次被提出。隨著算法、算力以及大數(shù)據(jù)的飛速發(fā)展，2006年以來，以深度學習為代表的人工智能技術在計算機視覺和語音識別等領域取得了極大的成功。當前，人工智能已成為世界各國角逐的焦點，正加速與交通、醫(yī)療、教育、物流、安防、農(nóng)業(yè)等行業(yè)融合，深刻改變著人們的生產(chǎn)生活方式，引領人類社會進入智能時代?？梢哉f，人工智能已成為科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要驅(qū)動力量[1]，正不斷發(fā)揮其強大的技術輻射效應，實現(xiàn)社會生產(chǎn)力的整體躍升。從內(nèi)涵來看，人工智能是利用數(shù)字計算機或者數(shù)字計算機控制的機器模擬、延伸和擴展人的智能[2]，包含了機器學習、計算機視覺、生物特征識別、自然語言處理、智能駕駛等重點技術領域。從產(chǎn)業(yè)生態(tài)來看，人工智能包含了基礎層、技術層和應用層，基礎層包括芯片、傳感器、算法模型、大數(shù)據(jù)等基礎技術；技術層涉及人工智能的核心技術，如計算機視覺、機器學習等；應用層則是人工智能與垂直細分領域的融合發(fā)展，包括智能醫(yī)療、智能安防、智能教育等[3]。

1 廣州人工智能技術發(fā)展態(tài)勢

據(jù)世界知識產(chǎn)權組織統(tǒng)計，世界上每年發(fā)明創(chuàng)造成果的90%～95%體現(xiàn)在專利技術中，其中約70%最早體現(xiàn)在專利申請中[4]，約有70%的發(fā)明成果未見于非專利文獻上[5]。因此，課題組在參考了《人工智能標準化白皮書（2018版）》《人工智能技術專利深度分析報告》《2019年人工智能中國專利技術分析報告》等重點研究報告的基礎上，結合已有文獻檢索人工智能專利的情況，確定了人工智能及其重點領域的中英文關鍵詞。以此作為全球發(fā)明專利檢索策略，通過專利分析來研判廣州人工智能技術發(fā)展態(tài)勢。

1.1 人工智能技術快速發(fā)展，但與北京、深圳之間存在較大差距

截至2020年第一季度，廣州人工智能全球發(fā)明專利申請量達7 640件①。第一件專利是華南理工大學于1988年申請、1990年公開的標題為“漢語聲控電腦打字機”的專利，主要涉及語音識別。從歷程來看，廣州人工智能技術的發(fā)展可分為2005年以前、2006—2015年、2016—2020年第一季度三個階段，其專利申請量分別為31件、1 051件、6 558件。其中，第二階段年均增長38.97%，第三階段專利申請量增速提升，2016—2019年，年均增速達90.60%②，且該階段專利申請量占廣州人工智能專利總量的比重高達85.84%?？偟膩砜矗瑥V州人工智能技術快速發(fā)展，尤其是2016年以來的發(fā)展勢頭持續(xù)向好。

而從第三階段來看，廣州（6 558件）人工智能專利申請量不及北京（25 055件）的三成、深圳（17 369件）的四成，約為上海（9 346件）的七成。重點領域的表現(xiàn)也大抵如此，如機器學習專利數(shù)量不及北京的三成，計算機視覺專利數(shù)量僅為北京的三分之一，生物特征識別專利數(shù)量不及深圳的四分之一，自然語言處理專利數(shù)量僅為北京的兩成，智能駕駛專利數(shù)量不及北京的七分之一?？偟膩砜矗瑥V州人工智能技術水平與北京、深圳之間還存在較大的差距。

1.2 機器學習和計算機視覺在全國具有相對優(yōu)勢

從五大重點領域來看，廣州機器學習和計算機視覺專利申請量占全國的比重均超過5%，分別為5.54%和5.01%。在此之后的依次是自然語言處理、生物特征識別、智能駕駛，專利申請量占全國的比重分別為4.10%、3.9%、3.31%。從第一申請機構來看，入圍機器學習和計算機視覺專利申請量前三位的均是華南理工大學、廣東工業(yè)大學、中山大學?？梢钥吹?，在全國范圍內(nèi)，廣州的機器學習和計算機視覺具有相對優(yōu)勢，高校起到了領頭作用。

1.3 十三大技術組別在全球表現(xiàn)出色

廣州機器學習領域，B25J9（程序控制機械手）專利申請量占全球的比重高達8.12%，表現(xiàn)突出的主要是華南理工大學，其在該領域的專利申請量占全球的比重達4.73%。自然語言處理領域，G05B15（計算機控制系統(tǒng)）專利申請量占全球的比重達7.97%；智能駕駛領域，B60T7（制動作用啟動裝置）專利申請量在全球的占比也達到7.32%。除此之外，專利申請量占全球比重超過5%的技術組別還有計算機視覺領域中的G01B11（以采用光學方法為特征的計量設備，6.08%）、G06F16（信息檢索、數(shù)據(jù)庫結構、文件系統(tǒng)結構，5.72%）、G06Q10（行政、管理，5.60%）；生物特征識別領域中的G10L17（講話者辨認或驗證，6.67%）、G06Q10（行政、管理，6.54%）、G06Q50（特別適用于特定商業(yè)領域的系統(tǒng)或方法，6.20%）、G06Q30（商業(yè)，5.93%）、G07C1（登記、指示或記錄事件的時間或經(jīng)過的時間，5.72%）、G07C9（獨個輸入口或輸出口登記器，5.35%）；智能駕駛領域中的B62D5（助力的或動力驅(qū)動的轉向機構，5.10%）?？梢钥吹剑瑥V州有十三大技術組別在全球表現(xiàn)出色，其中，機器學習在程序控制機械手領域表現(xiàn)搶眼；自然語言處理在計算機控制系統(tǒng)研究方面表現(xiàn)突出；計算機視覺在信息檢索、光學計量設備領域具有優(yōu)勢；生物特征識別在商業(yè)領域中得到較好的應用及發(fā)展；智能駕駛在制動作用啟動裝置、轉向機構方面表現(xiàn)亮眼。

1.4 具有技術優(yōu)勢的機構缺乏，領先企業(yè)尤其欠缺

從優(yōu)勢機構的數(shù)量來看，廣州僅有華南理工大學（937件）一家高校專利申請量排在全國第十位，無一家企業(yè)進入全國前十；而深圳、北京分別有3家、2家企業(yè)入圍全國十強，其中，平安科技（深圳）有限公司（1 898件）、騰訊科技（深圳）有限公司（1 760件）、百度在線網(wǎng)絡技術（北京）有限公司（1 759件）更是進入全球前十行列。從企業(yè)之間的比較來看，廣州人工智能專利申請量排第一位的企業(yè)是廣東電網(wǎng)有限責任公司（158件），均不及北京［百度在線網(wǎng)絡技術（北京）有限公司，1 759件］、深圳［平安科技（深圳）有限公司，1 898件］專利申請量最多的企業(yè)的十分之一。從重點領域來看，廣州計算機視覺領域?qū)＠暾埩烤邮椎钠髽I(yè)（廣州視源電子科技股份有限公司，30件），分別不及排在深圳［騰訊科技（深圳）有限公司，326件］、北京（京東方科技集團股份有限公司，163件）第一位的企業(yè)的一成和兩成。生物特征識別領域中，專利申請量最多的企業(yè)（廣州視源電子科技股份有限公司，22件），均不及北京（京東方科技集團股份有限公司，616件）、深圳（深圳市匯頂科技股份有限公司，538件）位居第一的企業(yè)的5%。而機器學習領域中，廣州專利申請量最多的企業(yè)（廣州電網(wǎng)有限責任公司，99件），僅分別相當于深圳［平安科技（深圳）有限公司，903件］、北京［百度在線網(wǎng)絡技術（北京）有限公司，601件］專利申請量第一的企業(yè)的九分之一、六分之一?？偟膩砜?，廣州缺乏具有技術優(yōu)勢的機構，領先的企業(yè)尤其欠缺。

1.5 高校技術創(chuàng)新能力強，華南理工大學實力突出

從高校來看，華南理工大學專利申請量（937件）位居全國第十，多于北京高校排名第一的清華大學（837件），約為排在上海高校第一位的上海交通大學（499件）的2倍。進一步從重點領域來看，計算機視覺領域中，廣州的華南理工大學（123件）專利申請量排在全國第十位，多于北京高校中排名第一位的北京工業(yè)大學（108件），分別是深圳（深圳大學，72件）、上海（上海交通大學，59件）排名第一的高校的1.7倍、2.1倍。機器學習領域中，廣州的華南理工大學以728件的專利申請量位居全國第五，超過排在北京第一位的清華大學（636件），分別是上海（上海交通大學，395件）、深圳（深圳大學，211件）排名第一的高校的1.84倍、3.45倍?？偟膩碚f，廣州高校技術創(chuàng)新能力較強，其中，華南理工大學居于全國第一梯隊，計算機視覺、機器學習處于全國前列，具備較強的實力。

2 廣州推動人工智能發(fā)展的政策措施

2.1 將人工智能作為重要的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向

2018年，《廣州市加快IAB產(chǎn)業(yè)發(fā)展五年行動計劃（2018—2022年）》出臺，其中提出了“到2022年，成為影響全球、引領全國的IAB產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，建成國際一流的人工智能應用示范區(qū)”的目標，并從完善創(chuàng)新生態(tài)體系、企業(yè)培育、產(chǎn)業(yè)集聚、應用示范四個方面提出了13項主要任務，制定了詳細的支持措施。《廣州市建設“中國制造2025”試點示范城市實施方案》也在同年印發(fā)，將人工智能作為重點發(fā)展領域，提出要培育以大數(shù)據(jù)和云計算為支撐、具有廣州優(yōu)勢的人工智能產(chǎn)業(yè)集群和產(chǎn)業(yè)生態(tài)。2020年，《廣州市關于推進新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的行動計劃（2020—2022年）》出臺，提出了“到2022年，全市人工智能產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過1 200億元，打造8個產(chǎn)業(yè)集群，建設10個人工智能產(chǎn)業(yè)園，培育10家以上行業(yè)領軍企業(yè)，推動形成50個智能經(jīng)濟和智能社會應用場景，推進實施100個應用示范項目”的發(fā)展目標。整體來看，廣州將人工智能作為發(fā)展戰(zhàn)略進行重點布局，系統(tǒng)規(guī)劃了人工智能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑，力圖使其成為產(chǎn)業(yè)轉型升級和經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的重要驅(qū)動力量。

2.2 科技計劃重點支持人工智能技術研發(fā)與應用示范

從科技計劃來看，2020年廣州重點領域研發(fā)計劃中人工智能領域立項項目共11項。其中，人工智能應用場景示范項目7項，支持經(jīng)費為每項500萬元；類腦智能與腦機接口研究項目4項，支持經(jīng)費為每項800萬～1 000萬元。與此同時，2020年基礎研究與應用基礎研究專題共支持31項人工智能領域項目，每項支持經(jīng)費為20萬元，主要涉及智能機器人、深度學習、自然語言處理、智能駕駛、智能算法等領域的技術與理論研究。此外，2020年民生科技專題支持的項目中有8項涉及人工智能，每項支持經(jīng)費為100萬元，主要涉及人工智能在醫(yī)學、電力、農(nóng)業(yè)等民生領域的應用。總的來看，廣州大力支持應用場景示范建設，推動人工智能在醫(yī)學影像、病理輔助診療、金融科技、信息安全等領域的應用，加強類腦智能與腦機接口、自然語言處理、圖像識別、人機交互、智能機器人、智能駕駛等關鍵技術攻關。

2.3 著力打造人工智能創(chuàng)新試驗區(qū)

2020年，我國科學技術部批復同意廣州建設國家新一代人工智能創(chuàng)新發(fā)展試驗區(qū)，要求廣州充分發(fā)揮科教資源和產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢，全面提升人工智能創(chuàng)新發(fā)展水平，構建高水平人工智能開放創(chuàng)新生態(tài)。廣東省推進粵港澳大灣區(qū)建設領導小組印發(fā)《廣州人工智能與數(shù)字經(jīng)濟試驗區(qū)建設總體方案》，從配置創(chuàng)新要素、打造產(chǎn)業(yè)集群、深化開放合作、優(yōu)化發(fā)展環(huán)境四大方面提出廣州人工智能與數(shù)字經(jīng)濟試驗區(qū)建設的主要任務。在此背景下，廣州出臺《關于推進廣州人工智能與數(shù)字經(jīng)濟試驗區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的若干意見》，從體制機制改革、科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)集聚、產(chǎn)城融合、開放合作、生產(chǎn)要素優(yōu)化配置六大方面提出了30項推進廣州人工智能與數(shù)字經(jīng)濟試驗區(qū)發(fā)展的工作舉措?？梢钥吹?，廣州著力打造人工智能創(chuàng)新載體，未來將以人工智能與數(shù)字經(jīng)濟試驗區(qū)為主要發(fā)力點，探索人工智能發(fā)展的新路徑、新機制，推動人工智能邁上新臺階。

3 促進廣州人工智能發(fā)展的對策建議

從專利技術來看，廣州人工智能某些技術組別具備比較優(yōu)勢，高校具備較強實力，但與北京、上海、深圳相比，技術能力均不突出，領先企業(yè)尤其欠缺。從政策措施來看，廣州將人工智能擺在越來越重要的位置，并著力打造創(chuàng)新載體。面向“十四五”乃至更長遠的時期，廣州可從以下幾方面重點推進。

3.1 加強基礎層發(fā)展

算法、算力是促進人工智能發(fā)展的重要基礎，廣州要更加重視智能硬件、智能算法等人工智能基礎層的發(fā)展。具體來看，一是在基礎研究計劃、重點領域研發(fā)計劃中設置專項，積極組織開展智能芯片、傳感器等硬件的關鍵核心技術攻關，鼓勵本地機構與外地優(yōu)勢機構開展合作研發(fā)；二是依托國家超級計算廣州中心搭建計算服務平臺，大力推進人工智能算法庫、解決方案庫、數(shù)據(jù)集及公共服務平臺建設，面向社會提供算法服務；三是加快推動5G網(wǎng)絡、邊緣計算硬件、數(shù)據(jù)中心等面向人工智能發(fā)展應用的新型基礎設施建設，強化人工智能技術基礎；四是積極培養(yǎng)和引進數(shù)據(jù)處理、算法設計等方面的基礎層人才，鼓勵通過校企合作、工學結合等方式培養(yǎng)實踐能力強、掌握多學科交叉知識的“人工智能+”復合型人才，為人工智能基礎層發(fā)展提供人才支撐。

3.2 保持并發(fā)揮技術優(yōu)勢

從專利技術布局來看，雖然廣州人工智能整體的技術創(chuàng)新態(tài)勢不及北京、上海、深圳，但廣州的計算機視覺和機器學習的技術創(chuàng)新態(tài)勢在全國表現(xiàn)較好，部分細分領域在全球范圍內(nèi)都具有一定的比較優(yōu)勢。這類優(yōu)勢領域是廣州人工智能發(fā)展的重要方向，也是搶占創(chuàng)新發(fā)展制高點的有力支撐。建議廣州在機器學習程序控制機械手技術、智能駕駛制動作用啟動裝置、轉向機構技術等優(yōu)勢領域繼續(xù)強化研究，并深入推動這類優(yōu)勢技術領域與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的緊密結合。例如，大力支持生物特征識別技術在傳統(tǒng)商業(yè)中的應用，結合廣州汽車產(chǎn)業(yè)的雄厚基礎，支持智能駕駛技術的發(fā)展及應用等。以此為突破口，在促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉型升級的同時，為人工智能技術提供應用支撐。

3.3 發(fā)揮在穗高校的引領帶動作用

不論是人工智能整體的技術創(chuàng)新能力還是重點技術分支的創(chuàng)新能力，表現(xiàn)突出的機構主要是華南理工大學、中山大學、廣東工業(yè)大學等在穗高校，這些高校是推動廣州人工智能領域技術創(chuàng)新發(fā)展的重要主體。尤其是華南理工大學，人工智能整體的技術創(chuàng)新態(tài)勢居全國前列，在機器學習領域，則進入全球前十，表現(xiàn)十分搶眼。為此，廣州要凝聚政府、高校、企業(yè)、科研院所等多方力量，加快推進人工智能產(chǎn)學研合作。借鑒北京經(jīng)驗，充分利用華南理工大學廣州市腦機交互關鍵技術及應用重點實驗室、廣州市機器人軟件及復雜信息處理重點實驗室，中山大學多媒體實驗室和人機互聯(lián)實驗室等一批高校基礎科研平臺，推動高校與企業(yè)、科研院所加強合作，以共建聯(lián)合實驗室、承擔重大專項等形式，組織研究團隊開展跨學科、大協(xié)同的創(chuàng)新攻關，進一步發(fā)揮在穗高校的引領帶動作用[6]。

3.4 推動企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新

企業(yè)是技術的重要發(fā)明者，也是推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要力量，建議廣州完善人工智能產(chǎn)業(yè)鏈布局，推動企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新。具體來看，在基礎層，進一步優(yōu)化營商環(huán)境，引進芯片、傳感器、算法模型、大數(shù)據(jù)等領域技術領先的龍頭企業(yè)，在廣州建設總部或研發(fā)中心，聯(lián)合廣州高校、科研院所等機構開展研究合作，為廣州人工智能發(fā)展提供底層支撐。在技術層，鼓勵在機器學習、計算機視覺、自然語言處理、生物特征識別等重點技術領域具有優(yōu)勢的企業(yè)開展協(xié)同攻關，實現(xiàn)關鍵共性技術與核心技術的突破。在應用層，引導中小企業(yè)聚焦智能醫(yī)療、智能安防、智能教育、智能家居等應用熱點領域，專注細分方向，開發(fā)新技術產(chǎn)品，推動商業(yè)模式創(chuàng)新，在合作平臺搭建、知識產(chǎn)權維權、新技術新產(chǎn)品推廣等方面給予支持。

3.5 提高公共數(shù)據(jù)開放程度

人工智能的發(fā)展需要海量數(shù)據(jù)，可以說，數(shù)據(jù)為機器學習提供了重要支撐，是促進人工智能技術進步的關鍵動力。廣州當前已搭建政府數(shù)據(jù)統(tǒng)一開放平臺，62家開放單位共開放了1.2億條數(shù)據(jù)，覆蓋了產(chǎn)業(yè)、金融、教育科技等領域，具有較好的開放基礎。建議廣州進一步提高公共數(shù)據(jù)開放程度，借鑒北京經(jīng)驗，探索實施公共數(shù)據(jù)分級分類管理，對接企業(yè)需求，對于可完全公開的數(shù)據(jù)應最大限度地對外開放，對于有條件公開的數(shù)據(jù)，則可通過應用競賽、授權開放等特定方式面向人工智能企業(yè)進行開放，進一步釋放大數(shù)據(jù)紅利。

3.6 打造世界級應用場景

應用場景是促進人工智能落地的關鍵，建議廣州借鑒上海經(jīng)驗，不限定申報單位的類型、所在地等，實施應用場景“揭榜掛帥”機制，面向全球征集人工智能應用場景解決方案，打造世界級的應用場景，會聚全球人工智能企業(yè)，共同為廣州人工智能應用場景建設貢獻智慧。聚焦醫(yī)療、教育、城市管理、制造業(yè)等領域，建立應用場景動態(tài)發(fā)布制度，搭建供需對接平臺。與此同時，結合應用場景建設探索推動新產(chǎn)品落地。具體來看，可將具有市場前景的人工智能新產(chǎn)品納入《創(chuàng)新產(chǎn)品推薦目錄》，優(yōu)先推薦給應用場景單位部署使用，為新產(chǎn)品推廣提供先行先試的示范效應。

注釋：

①本文按公開日檢索全球發(fā)明專利，專利數(shù)據(jù)來源于incoPat數(shù)據(jù)庫，檢索時間為2020年5—7月。

②由于2020年的專利未完全公開，此處計算的年均增長率的時間跨度為2016—2019年。