24、人工智能与未来工作：美国国家科学基金会的角色与探索

人工智能与未来工作：美国国家科学基金会的角色与探索

1. 听证会开场与背景介绍

本次听证会聚焦于人工智能在塑造未来工作中的角色。主席史蒂文斯女士开场时，先提交了凯利服务公司支持本次听证会的信件以及布鲁金斯学会马克·穆罗团队 2018 年报告的执行摘要，该报告名为《自动化与人工智能：机器如何影响人和地方》。

史蒂文斯女士对到场证人表示欢迎和感谢，并对多数党党鞭克莱本妻子的离世表达了深切慰问。她指出，机器学习算法的发展，结合不断增强的计算能力和数据生成，推动了人工智能系统在准确性、效率和适用性方面的快速进步。人工智能系统已经开始改变工作和劳动力的性质，在制造业、医疗保健和客户服务等领域得到应用。

1.1 工作变革的现状与挑战

一方面，先进技术的发展可能导致部分工作岗位被自动化取代，麦肯锡全球研究所 2017 年的研究发现，约一半的工作活动可以通过现有技术实现自动化。但另一方面，企业却面临着难以填补现有岗位空缺的问题。因此，我们需要更广泛地讨论工作岗位类型将如何变化，而非仅仅关注岗位的消失。

1.2 人工智能带来的机遇

人工智能的进步也有可能创造新的工作岗位，提高许多人的生活水平和质量。如今进入小学的儿童中，有 65%最终将从事目前尚不存在的全新工作类型。

1.3 面临的未知问题

随着技术的融合改变工作并创造新工作，我们面临着诸多未知问题，例如：
- 如何确保与人工智能机器人一起工作时工人的安全？
- 人工智能是否会像一些公司目前所做的那样，常规用于监控工人？
- 如何平衡隐私权利与这些分析可能带来的潜在生产力和工人福利？
- 如何保证数据安全并防止其被恶意使用？
- 如何更好地理解宏观经济和劳动力前景，以便政府、企业、高校和工人为过渡做好规划？

2. 证人介绍

史蒂文斯女士随后介绍了本次听证会的四位证人：
|证人姓名|职位|研究领域与成就|教育背景|
| ---- | ---- | ---- | ---- |
|亚瑟·卢皮亚博士|美国国家科学基金会社会、行为和经济科学局助理局长，密歇根大学哈尔·R·瓦里安政治学教授，科学与技术政策办公室开放科学小组委员会联合主席|专注于指导决策和学习的过程、原则和因素的研究|罗切斯特大学经济学学士学位，加州理工学院社会科学博士学位|
|埃里克·布林约尔松博士|麻省理工学院数字经济倡议主任，舒塞尔家族管理科学教授|研究信息技术对商业战略、生产力和绩效、数字商务和无形资产的影响，著有《第二次机器时代：辉煌技术时代的工作、进步与繁荣》|哈佛大学应用数学和决策科学学士和硕士学位，麻省理工学院管理经济学博士学位|
|丽贝卡·科瓦尔斯基女士|万宝盛华制造部门副总裁|专注于开发解决方案，帮助组织和领导者应对熟练工人短缺以及角色和技能演变的影响，曾领导团队与数字制造研究所 MXD 合作，开展关于制造业角色和技能演变的研究|威斯康星大学帕克赛德分校英语学士学位|
|苏·埃尔斯珀曼博士|印第安纳州艾维技术社区学院院长|曾担任印第安纳州第 50 任副州长，领导协调该州教育和劳动力发展系统以满足雇主需求|普渡大学工业工程理学士学位，路易维尔大学相关学位|

每位证人有 5 分钟的口头陈述时间，书面陈述将纳入听证会记录。陈述结束后，委员会成员将有 5 分钟时间向证人提问。

3. 亚瑟·卢皮亚博士的证词

3.1 国家科学基金会的使命与愿景

卢皮亚博士表示，工作是社会的重要组成部分，而国家科学基金会（NSF）致力于帮助美国公民为未来工作做好准备。NSF 成立于 1950 年，其使命是促进科学进步、提高国家健康、繁荣和福利、保障国家安全等。NSF 通过支持所有科学、技术、工程和数学（STEM）领域的基础研究以及各级 STEM 教育来履行使命，约占美国高校基础研究联邦预算的 25%，对许多影响日常生活和推动经济发展的发现起到了关键作用。

3.2 NSF 在人工智能研究中的领导地位

当前，工作岗位和工作方式正以前所未有的速度发生变化，计算机和信息科学与工程的进步，包括数据分析、人工智能和机器人技术，带来了新的机遇和挑战。NSF 在人工智能、机器学习、机器人技术和数据科学等领域有着悠久的研究支持历史，在测量和培养 STEM 劳动力方面发挥着重要作用。

NSF 主任共同主持国家科学技术委员会（NSTC）人工智能特别委员会，为白宫提供跨部门人工智能研发优先事项的建议，并建立结构以改善政府规划和协调。NSF 计算机与信息科学与工程助理主任还共同主持 NSTC 机器学习和人工智能小组委员会以及 NSTC 网络与信息技术研发小组委员会。

在 2019 财年，NSF 投入近 4.5 亿美元用于基础研究、劳动力发展和先进可扩展计算资源，以推动人工智能的发展。例如，NSF 资助的研究人员在 20 世纪 90 年代就开始将人工智能研究与互联网发展相结合，开展了如今被称为协同过滤的工作，为 Netflix 和亚马逊等网站的推荐引擎提供了支持。

此外，NSF 还通过各种公私合作关系推出了多个特别重点项目：
- 与亚马逊合作的人工智能公平性项目，探索构建值得信赖的人工智能系统，解决透明度、可解释性、问责制、偏差、缓解策略、验证和包容性等问题。
- 加入人工智能合作组织，以理解人工智能技术带来的社会挑战，并推动科学贡献以克服这些挑战。
- 与国防高级研究计划局合作，探索高性能、节能的硬件和机器学习架构，使其能够实时从新数据中学习。

3.3 人机技术前沿的未来工作项目（FW - HTF）

2016 年，NSF 推出了 10 个“大创意”，旨在确定科学和工程前沿的未来投资领域。其中，人机技术前沿的未来工作（FW - HTF）项目是 NSF 应对未来工作挑战和机遇的一种方式。

该项目的总体愿景是支持融合研究，以实现以下目标：
- 理解和发展人机技术伙伴关系。
- 设计增强人类绩效的新技术。
- 阐明新兴的社会技术格局。
- 理解新技术的风险和益处。
- 理解和影响人工智能对工人和工作的影响。
- 促进终身和广泛的学习。

具体而言，该项目将推进我们对以下方面的理解：
- 技术与人员在不同工作环境中如何相互作用、分配任务、合作和互补。
- 与工人教育和培训以及正式和非正式学习相关的知识基础，使所有潜在工人能够适应不断变化的工作环境。
- 人机技术前沿的未来工作与周围社会之间的联系，包括新技术的预期潜力以及对工人和社会福祉的意外后果。

实现这些目标需要跨计算机科学、工程、学习科学、教育和劳动力培训研究以及社会、行为和经济科学等多个学科的整合与融合。

3.4 项目实例：未来外骨骼技术

NSF 支持的一个项目展示了未来外骨骼技术的潜力。如今的外骨骼可以帮助人类搬运大型物体和应对困难情况，而未来的外骨骼不仅是身体的辅助，更是思维的辅助。它通过增强现实系统为工人提供信息，使工人能够以前所未有的速度处理信息并做出更好的决策。这种技术的影响将远远超出工厂车间，例如美国退伍军人事务部是目前外骨骼的主要使用者之一，未来的外骨骼将为退伍军人开辟新的机会。

NSF 的未来工作项目通过激励开发者、人工智能专家和职场专家合作，支持这项技术的发展。通过合作，研究人员和开发者可以提高性能、减少伤害、扩大使用范围并改善生活质量，这是任何单一群体单独工作都无法实现的。

到目前为止，NSF 的未来工作“大创意”支持了广泛工作领域的项目，包括医疗保健、电网、农业、学习、科学研究、交通、应急响应和制造业等。NSF 不仅支持这些领域的基础研究，还支持将这些“大创意”推向市场的努力。例如，NSF 最近从其融合加速器推出了新的未来工作奖项，旨在资助基于技术的合作项目，同时推进国家优先事项并为美国工人创造新机会。

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;

    A(NSF未来工作项目):::process --> B(收集工人经验数据):::process
    A --> C(开展社会和行为研究):::process
    B --> C
    C --> D(指导技术开发):::process
    D --> E(增强工人能力和提高生产力):::process
    A --> F(支持跨学科合作):::process
    F --> G(外骨骼技术项目):::process
    G --> H(为工人提供信息):::process
    H --> I(提高决策速度和质量):::process
    I --> J(扩大技术应用范围):::process
    A --> K(推动项目市场化):::process
    K --> L(融合加速器奖项):::process
    L --> M(创造新工作机会):::process

这个流程图展示了 NSF 未来工作项目的主要流程和成果，从数据收集到技术开发，再到具体项目的实施和市场化，最终实现为工人创造新机会和推动社会发展的目标。

4. 人工智能发展带来的挑战与应对策略

4.1 人工智能发展带来的挑战

人工智能和相关技术在推动社会进步的同时，也带来了一系列挑战，具体如下表所示：
|挑战类型|具体内容|
| ---- | ---- |
|就业方面|自动化可能导致部分工作岗位流失，同时对高技能工人的需求增加。例如，一些重复性、规律性的工作可能会被机器人或自动化系统取代。|
|安全方面|出现新的安全威胁，如网络攻击利用人工智能技术变得更加复杂和难以防范。|
|算法方面|存在算法偏见的问题，可能导致不公平的决策结果，影响社会公平性。|
|政策方面|现有的工作场所政策和实践未能跟上工作性质的快速变化，如缺乏针对人工智能应用的监管和规范。|

4.2 NSF 的应对策略

NSF 针对这些挑战采取了一系列应对策略：
- 加强研究支持 ：持续投入大量资源进行人工智能相关的基础研究，涵盖机器学习、机器人技术和数据科学等多个领域。例如，在 2019 财年投入近 4.5 亿美元用于推动人工智能的发展。
- 促进跨部门合作 ：通过参与国家科学技术委员会的相关委员会和小组，协调联邦政府在人工智能研发方面的投资，确保各部门之间的协同合作。
- 开展特别项目 ：与企业和其他组织合作开展特别重点项目，如与亚马逊合作探索构建值得信赖的人工智能系统，加入人工智能合作组织解决社会挑战，与国防高级研究计划局合作探索高性能硬件和机器学习架构。
- 推动跨学科融合 ：强调跨学科研究的重要性，通过人机技术前沿的未来工作（FW - HTF）项目，将计算机科学、工程、学习科学、社会科学等多个学科融合在一起，以全面应对人工智能带来的挑战。

5. 未来展望与思考

5.1 人工智能对未来工作的影响

人工智能将继续深刻改变未来的工作模式和就业结构。一方面，它将创造新的工作机会和职业类型，如人工智能开发、数据分析、机器人维护等。根据预测，65% 进入小学的儿童最终将从事目前尚不存在的全新工作类型。另一方面，它也将对现有工作岗位进行重塑，要求工人具备更高的技能和适应能力。

5.2 社会各界的责任与合作

为了确保人工智能的发展能够造福更多人，社会各界需要共同努力：
- 政府 ：制定相关政策和法规，引导人工智能的健康发展，保障工人的权益，促进公平竞争。例如，建立人工智能应用的监管框架，规范算法的使用。
- 企业 ：积极投资于员工培训和发展，提高员工的技能水平，以适应人工智能时代的工作需求。同时，企业应承担社会责任，确保人工智能技术的应用符合道德和法律标准。
- 教育机构 ：调整教育体系，加强 STEM 教育，培养学生的创新能力和解决问题的能力。此外，还应提供终身学习的机会，帮助成年人不断更新知识和技能。
- 研究机构 ：继续深入研究人工智能的技术和社会影响，为政策制定和企业决策提供科学依据。同时，推动跨学科研究，探索解决人工智能带来的各种挑战的方法。

5.3 未来研究方向

未来的研究需要关注以下几个方面：
- 人机协作 ：进一步探索人机协作的最佳模式，提高人机之间的协同效率和效果。例如，研究如何让人工智能更好地辅助人类决策，而不是取代人类。
- 公平性和包容性 ：解决人工智能算法中的偏见问题，确保人工智能技术的应用能够惠及不同群体，促进社会公平和包容。
- 数据安全和隐私 ：加强数据安全和隐私保护的研究，防止人工智能技术被滥用，保障个人和社会的信息安全。
- 社会影响评估 ：建立科学的评估体系，全面评估人工智能对社会、经济、文化等方面的影响，为政策制定提供准确的依据。

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    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;

    A(人工智能发展):::process --> B(创造新工作机会):::process
    A --> C(重塑现有工作岗位):::process
    B --> D(要求新技能):::process
    C --> D
    D --> E(社会各界合作):::process
    E --> F(政府制定政策):::process
    E --> G(企业员工培训):::process
    E --> H(教育机构调整教育体系):::process
    E --> I(研究机构深入研究):::process
    F --> J(保障公平竞争):::process
    G --> K(提高员工适应能力):::process
    H --> L(培养创新能力):::process
    I --> M(解决技术和社会问题):::process
    J --> N(促进人工智能健康发展):::process
    K --> N
    L --> N
    M --> N

这个流程图展示了人工智能发展对工作的影响以及社会各界为应对这些影响所采取的措施，最终目标是促进人工智能的健康发展，使其更好地服务于社会。

综上所述，人工智能在未来工作中的角色至关重要，美国国家科学基金会在推动人工智能研究和应对相关挑战方面发挥着重要作用。通过跨学科合作、技术创新和社会各界的共同努力，我们有望实现一个技术变革造福更多人的未来。