营销型网站设计特点,中国中建设计集团有限公司网站,中山企业网站推广公司,在深圳注册公司需要什么条件作者#xff1a;王达#xff0c;中国科协创新战略研究院本文转载自微信公众号科学家#xff0c;原载于《今日科苑》2020年第5期目前#xff0c;全球面临的环境、人口变化、资源、粮食和能源安全等问题亟待解决#xff0c;先进的测量技术与信息处理技术的深度融合可以刺激更… 作者王达中国科协创新战略研究院本文转载自微信公众号科学家原载于《今日科苑》2020年第5期目前全球面临的环境、人口变化、资源、粮食和能源安全等问题亟待解决先进的测量技术与信息处理技术的深度融合可以刺激更多的创新从而一定程度上解决目前所面临的问题。自1971年以来日本科技政策研究所National Institute of Science and Technology PolicyNISTEP每5年开展一次全国范围内大规模的技术预见调查活动对未来科技发展方向进行技术预见。2017年-2020年进行了第11次技术预见调查对2050年科技未来愿景和社会未来图景进行研究为制定科技创新政策和下一期科学技术基本计划作出贡献。目前国内外学界对日本技术预见的研究较多但缺乏系统跟踪研究总结和思考其他国家的技术预见工作对推动我国科学、有效地开展技术预见和技术规划编制工作大有裨益。因此本文对日本面向未来的特定科技领域技术预见进行分析。作为第11次技术预见研究的一部分在2018-2019年开展的德尔菲问卷调查中7个领域的专家一共评选出702个科技主题并通过人工智能相关技术与专家判断相结合的方法从科技创新政策的角度提出面向未来的特定科技领域和重要技术。一、科技创新政策研究中备受关注的特定科技领域随着全球科技创新的发展为解决各种社会问题开辟的新路径、跨学科、强交叉的科技领域再次引起人们的高度关注。1996-2016年日本先后制定、实施了5个为期五年的《科学技术基本计划》第1期《科学技术基本计划》中提出一是进行体制改革建立全新的科研体系营造灵活和竞争性的研究环境二是增加政府研发投资。在第2期《科学技术基本计划》中提出新科学技术往往源于不同领域方法和思维方式之间的启发和融合因此在促进研究和发展时必须加强跨学科、强交叉领域研究。2006年开始实施的第3期《科学技术基本计划》在预算方面重点支持环境、信息通信、生命科学、材料和纳米技术等4个跨学科科技领域的研究。第4期《科学技术基本计划》延续了这一方针。第5期《科学技术基本计划》指出为了促进跨学科、强交叉领域研究推进国际共同研究日本将打造世界顶尖研究基地。此外《科学技术基本计划》还指出基于研究人员内在动机的学术研究将创造新的跨学科、强交叉领域并在广泛的领域创造新的潜力因此将从挑战性、综合性、融合性和国际性的角度进行改革和加强。与此同时欧美发达国家十分重视跨学科、强交叉领域融合研究不仅建立了一批专门机构而且在国家相关科技计划的实施中把融合研究放在重要的位置。例如2017年11月美国国家科学基金会National Science FoundationNSF发布的“未来NSF投资的十大构想”聚焦科学前沿领域并联合科学机构、私人基金会、教育部门及其他机构等多部门共同推动科学与工程领域继续往前发展并确保在该领域的全球领先地位为促进经济繁荣、国内安全、人民健康与社会福祉提供支持。在十大构想中提出4项中长期改革计划日益增长的跨学科多尺度研究、中等规模的科研基础设施互通建设、NSF面向2026的创新、继续与其他机构扩大合作和6大科学技术前沿领域面向21世纪的科学与工程大数据计划、人类技术前沿、北极研究、天体物理领域、量子科技发展、理解生命的规则。此外NSF提出的“理解生命规则预测表型”项目认为结合生物、化学、计算机科学、数学、物理、社会学和行为科学的融合研究是非常必要的①。英国研究创新组织UKRI正在资助六个优先领域的研发项目作为跨学科研究计划。主要包括数字经济、能源、全球粮食安全、应对抗菌素耐药性、科技改变生活、城市生活伙伴关系等。UKRI表示需要跨学科的方法来解决未来10~20年的大型研究挑战②。综上可以看出在全球科技领域竞争日益激烈的背景下发展跨学科、强交叉融合研究促进各领域间的知识融合以创新、合作、远见应对全球重大挑战已经成为促进科技创新的应有之义。二、日本第11次技术预见的特定科技领域的提出日本第11次技术预见德尔菲调查确定的7大领域主要包括①健康·医疗·生命科学②农林水产·食品·生物技术③环境·资源·能源④信息与通信技术·分析·服务⑤材料·设备·工艺⑥城市·建筑·土木·交通⑦宇宙·海洋·地球·基础科学。以此为基础由产业界、学术界和政府专家组成小组委员会每个领域约10人共74人研究确定了702个科技主题。日本科技政策研究所运用人工智能相关技术对702个主题进行关键词共现分析、文章共现分析和聚类分析形成32个集群对专题集群进行定量和定性分析并与专家判断相结合提出16个特定科技领域具体流程如图1。由提取结果可知特定科技领域主要分为针对跨学科、强交叉的科技领域和专注具体研究领域的科技领域两部分。图2显示了科技主题的分组流程。首先将702个科技主题分割成词素具有独立含义的最小单位从关键技术描述语言中提取名词短语科技主题的描述示例见表1和表3。然后基于名词短语对专题进行矢量化处理。使用分层聚类分析(分层聚类在不同的“层次”上对样本数据进行划分一层一层地进行聚类。)将相似主题进行分组。采用不同方法尝试确定名词短语间距离具体尝试的方法包括最近邻法、最远邻法、质心法、均值法、中值法、McQuitty法和Ward法(McQuitty法相似分析法Ward法离差平方和法)。最终选择最远邻法该方法聚类偏差最小且聚类的频率最高。在分层聚类分析中的聚类数采用32以“更容易理解”和“语义有效性”为考察指标形成科技主题群。此外针对每个科技主题群对科技主题名词短语的出现次数进行统计生成词云图关键词出现的次数按照大小排序。最后将矢量化处理结果和分层聚类结果压缩向量至两维度以概述科技主题的整体结构以及聚类结果使用UMAP软件进行可视化处理。三、调查结果分析使用UMAP展示了702个科技主题和32个科技主题群的对应关系图3可知健康·医疗·生命科学领域的科技主题凝聚力相对较高右侧说明该领域科技主题针对性较强研究对象相对专一农林水产·食品·生物技术领域的科技主题分布广泛中间部分可以看出该领域科技主题涉及的具体技术分布较广容易产生跨学科应用信息与通信技术·分析·服务领域与其他领域中的科技主题彼此相近上部分即与其他领域交叉性较强跨学科应用比较普遍。四、科技主题集群的定量和定性分析对人工智能相关技术生成的32个科技主题集群日本科技政策研究所从专家的角度划分了属于每个集群的科技主题并根据以下准则对相似内容的科技主题集群进行整合重组。①针对具有跨学科、强交叉的科技领域它涵盖两个及以上领域且包含至少约10个主题②针对专注具体研究领域的特定科技领域它涵盖一个或两个领域且包含10个及以上主题③解决科学和社会问题的重要科技领域④考虑科学技术领域整体发展的平衡。基于以上准则对数据进行全面审查通过专家会议对分析结果从技术角度评估每个科技主题集群的相关性。2019年6月4日NISTEP举行的技术预测会议上根据评估结果确定了16个特定科技领域其中包括8个跨学科、强交叉的特定科技领域和8个专注具体研究领域的特定科技领域。最后划分了16个特定科技领域的名称和概述并为每个领域选择了代表性的科技主题约10个。五、面向未来的特定科技领域概述 1跨学科、强交叉的特定科技领域基于上述准则提出的8个跨学科、强交叉的科技领域由多个学科的科技主题组成图4。表1归纳总结了每个领域的名称、概述和科技主题数量。通过人工智能相关技术生成的科技主题集群结果显示提出的领域中出现了超出德尔菲调查预设的领域与“人类·社会”或“地球·环境”相关应对广泛社会问题的领域具体包括高频词“社会”“系统”为中心的社会问题解决技术领域1循环经济及环境、资源的监测、评估、预测相关领域领域6、7自然灾害观测及预测相关领域领域8等。例如科技主题最多的领域1“解决适应社会和经济发展变化的社会问题的技术”其核心是通过模型化和模拟来理解复杂的社会现象进而对社会现象进行控制的信息处理技术及数理科学的问题解决方式。作为示例表2中整理了领域1的主要科技主题。此外包括高频词“结构分析”、“模拟”为中心的测量和信息科学领域3、生物监测和生物工程领域2、材料和系统开发领域4、电子和量子设备领域5等均属于基础科学技术basic ST领域可以看出该领域由实际应用中涵盖广泛领域的科技主题组成。这些领域作为公共基础技术或平台不仅可以解决未来可能出现的社会问题而且还可以成为对未来经济社会产生巨大影响、承担新的价值创造的科技领域。 2专注具体研究领域的特定科技领域图5给出了专注具体研究领域的8个特定科技领域每个领域的名称、概述和科技主题数目见表3。该领域主要面向未来尤为重要的科学技术方向。基于以德尔菲调查结果的7大领域中的“信息通信技术ICT·分析·服务”为中心的高频词“信息”、“机器人”和“通信”提出了“利用新的数据分发系统”领域A、融入人类社会各方面的机器人技术领域B和新一代通信和加密技术领域C等三大领域。此外还提出了与社会、产业和生活基础设施相关的领域。作为基础科学“解决宇宙和人类起源领域”领域H被提取出来。领域D主要描述了人为错误交通事故预防技术该技术代替人类进行认知、判断和操作具有先进的信息处理能力和驾驶控制能力如识别障碍物、危险物的判断和预测。作为示例表4整理了领域D的主要科技主题。六、结语面向未来的特定科技领域技术预见活动逐渐成为学术研究与科技创新政策制定关注的焦点对需要借助科技战略的前瞻布局来实现创新跨越式发展的国家来说显得更为重要尤其是在推进世界科技强国建设背景下。日本第八次技术预见中提出了“跨领域研究融合的重要性”议题加强了跨学科、强交叉科技领域的研究。随着材料、分子和纳米科学的快速发展人工智能、计算机和生物出现融合基于科学和技术的预测方法神经网络、基因算法和分子编程工具的不断涌现推动技术预见应用从基于预测式的规划发展到从大型计算得到远景后提出的稳定性策略代表了人工智能式的开启。日本第十一次技术预见显现出这些特征采用了人工智能的相关方法利用自然语言处理、聚类和可视化手段分析科技主题是技术预见调查中的一次全新突破具有划时代意义。人工智能方法的创新能破除专家个体的判断局限推动科技主题遴选符合学科领域实际的发展态势。最终日本第十一次技术预见形成了一套全新、稳定的技术策略也是对第十次技术预见调查的突破。利用人工智能相关技术提出未来值得关注的特定科技领域说明日本正式进入全新的技术预见时代从信息化向智能化方向迈进。注释① 10 Big Ideas for Future NSF Investmentshttps://www.nsf.gov/about/congress/reports/nsf_big_ideas.pdf② UK Research and Innovation, Themes and programmeshttps://www.ukri.org/research/themes-and-programmes参考文献略未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市云脑研究计划构建互联网城市云脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。 如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
