Dan Reed 欢迎所有董事会成员、员工和嘉宾参加 NSB 第 480 次会议。Reed 强调,自 5 月上次会议以来,他和副主席 Victor McCrary 都花时间与 NSB 成员和国会议员交谈,并与 NSF 主任和工作人员合作。他指出,CHIPS 和科学法案已通过,并承认主任和 Darío Gil 的工作和支持作用。Reed 概述了董事会的工作,包括思考如何将拨款转化为董事会 2030 愿景的实施,以及如何在简化和精简某些流程方面增加董事会和 NSF 之间的沟通带宽。他在最后强调了他的目标,即董事会和 NSF 就重要问题进行深入而深思熟虑的对话。 NSF 主任的讲话
大约四分之三的非公民科学与工程博士学位获得者毕业后留在美国,其中许多人成为美国公民。美国科学与工程劳动力中外国出生的比例相当大,而且近几十年来一直在增加(图 2)。在博士级别,外国出生的工人占科学与工程劳动力的 45%。国际学生的减少可能已经影响到大学实验室,因为大学实验室依赖国际人才进行顶级研究。行业领导者正在努力聘请他们保持领先地位所需的人才,而国际学生流动的减少将大大加剧这一问题。最终,国家将蒙受损失,因为进展未能实现,治疗方法也未能被发现——这些损失对于关键和新兴技术来说将尤其严重。
康奈尔大学,伊萨卡,纽约 食品科学理学学士学位,2003 年 8 月 - 2007 年 6 月 以优异成绩毕业 凯斯西储大学 CLEVELAND CL 诊所 L ERNER 医学院,C LEVELAND,俄亥俄州 医学博士,具有生物医学研究特殊资格,2008 年 7 月 - 2013 年 6 月 匹兹堡大学医学中心儿童医院,匹兹堡,宾夕法尼亚州 儿童神经病学住院医师培训,2013 年 7 月 - 2018 年 6 月 克莱夫兰 C 诊所,C LEVELAND,俄亥俄州 神经肌肉研究金,2018 年 7 月 - 2019 年 6 月 美国精神病学和神经病学委员会文凭,儿童神经内科 2018 年 12 月 美国电诊断医学委员会文凭 2020 年 4 月 美国精神病学和神经内科委员会文凭,神经肌肉 2021 年 1 月 俄亥俄州行医执照 有效,有效期至 2023 年 1 月 1 日 宾夕法尼亚州行医执照 有效,有效期至 2022 年 12 月 31 日 克朗儿童医院 ,俄亥俄州克朗 2019 年 8 月至今 神经病学专家和儿科助理教授
在本周期中,报告整合了 STEM 劳动力的两个主要组成部分:拥有学士学位或更高学位的工人和没有学士学位的工人,后者也称为熟练技术劳动力 (STW)。STW 的纳入承认了这些工人在适应和维护对美国 S&E 企业至关重要的新流程和新技术方面的重要性,以及这些技能在各种职业中的日益广泛使用。因此,本报告中描述的 STEM 劳动力包括历史上已知需要 STEM 技能和专业知识的职业(例如生命科学、物理科学、工程、数学和计算机科学、社会科学和医疗保健),以及通常不被视为 STEM 领域但实际上需要 STEM 技能的职业(例如安装、维护和维修、建筑行业和生产职业)。对 STEM 劳动力的广泛理解发生了重大转变,使被归类为 STEM 劳动力的工人数量增加了一倍多,其中包括 1600 万名至少拥有学士学位的工人和 2000 万名没有学士学位的工人。
人工智能 (AI) 的商业化正在四个不同的领域发生:互联网、商业、感知和自主 (Lee 2018)。互联网 AI 主要是使用 AI 算法作为推荐引擎——根据我们的个人偏好推荐内容的 AI 系统 (Lee 2018:107)。例如,Netflix 根据观看者的历史记录推荐电影和电视节目,Facebook 根据用户的活动(包括他们的帖子、新闻和与其他用户的互动)向用户投放广告。第二个领域,商业 AI,挖掘公司和组织的数据库,开发与人类匹敌或超越人类的算法 (Lee 2018:110-11)。例如,金融行业已经开发了根据申请人的信用记录、收入和其他特征批准抵押贷款的算法。美国的研究人员已经展示了根据图像诊断特定疾病的算法,其水平与医生相当 (Lee 2018:113)。这两个领域已经得到广泛实施,并开始产生重大的经济影响。第三个领域是感知人工智能,它通过传感器和智能设备的普及将物理环境数字化。这些设备将物理世界转化为数字数据,可以通过人工智能算法进行分析和优化。第四个领域是自主人工智能,包括自动驾驶汽车和无人机、智能机器人以及其他将取代或补充人类劳动力(如卡车司机)的设备和硬件。与其他三个领域相比,该领域的技术通常仍处于开发阶段或尚未广泛商业化(Lee 2018:106)。例如,谷歌和其他公司正在测试自动驾驶汽车,以进一步完善和开发该技术。中国和美国的人工智能技术商业化主要发生在大型高科技公司和初创公司。根据李开复(2018:83)的“人工智能时代七巨头”,总部位于美国的四家公司——Alphabet(谷歌的母公司)、Facebook、亚马逊和微软——以及中国三家公司——百度、阿里巴巴和腾讯——在人工智能研发和人才招聘方面投入了大量资金。从这七家公司的研发总额数据来看,它们在人工智能方面的研发支出一直在大幅增加。这四家美国公司的研发支出从 2012 年的 180 亿美元增长了两倍多,达到 2018 年的 590 亿美元(图 6-J)。2018 年,亚马逊和 Alphabet 分别成为全球企业研发支出排名第一和第二的公司(Jaruzelski、Chwalik 和 Goehle,2018 年)。三家中国公司的研发支出也增长迅速,从合计 10 亿美元增长了 8 倍,达到 80 亿美元。2018 年,阿里巴巴、腾讯和百度分别是中国公司研发支出的第一、第二和第四大企业。这些中美大型企业的战略大型企业一直在构建私人控制的计算网络,将人工智能技术广泛应用于整个经济,类似于公用事业公司在电网中分配能源 (Lee 2018:83)。例如,亚马逊正在销售人工智能服务,包括自然语言处理、语音合成、图像分析和视频识别,目的是为那些想要人工智能而无需前期成本的大型和小型开发商提供服务 (CB Insights 2018:27)。阿里巴巴正在与杭州市合作,利用先进的物体识别和预测交通算法优化交通流量并向紧急服务部门发出交通事故警报 (Lee 2018:94)。与大型企业的一般人工智能网格方法相比,人工智能初创公司正在构建高度具体的“电池供电”人工智能产品,这些产品是独立的应用程序。电池供电的人工智能产品用于特定任务,包括医疗诊断、抵押贷款和自主无人机 (Lee 2018:95)。
本报告还研究了人工智能技术,预计该技术将在未来十年产生广泛的经济和社会影响。许多 KTI 行业正在开发或利用人工智能技术,包括软件出版、IT 服务以及计算机、电子和光学产品行业。此外,人工智能可能会催生新的技术先进的行业、产品和服务。美国和中国正在大力投资人工智能的研究和商业化。两国都有人工智能计划,包括以下既定目标:增加人工智能研发的公共资金,开发和提高有效利用人工智能所需的工作场所技能,促进私营部门、大学和政府之间的合作。公司采用人工智能技术(以人工智能嵌入公司至少一个业务部门来衡量)正在全球发生,包括北美、欧洲、亚太地区、中东、印度和其他发展中国家。
本专题报告介绍了人们对科技相关问题的态度、对基本科技事实的认识以及人们如何与科学互动的指标。与以往的《科学与工程指标》一样,2020 年的专题报告显示,大多数美国人对科技的好处持积极看法,与其他群体相比,他们对科学界有较高的信心,并相信科学家正在努力改善社会。大多数美国人还认为联邦政府资助科学研究是有价值的,越来越多的美国人表示,目前在科学、健康和其他问题上的支出太低。然而,这些积极的看法也伴随着一些担忧,即科技可能使“生活变化得太快”。与前几年相比,人们对具体的环境问题(如水污染和气候变化)以及技术(如转基因食品和核能)的关注程度也相对较高。
这个故事概括了我们科学与工程生态系统的诸多优势——联邦政府和私营部门都支持基础科学,欢迎来自世界各地的人才,并让最优秀的人才自由探索新领域,看看发现会将他们引向何方。这种由联邦政府通过国家科学基金会和其他政府机构支持基础研究而实现的探究自由带来了令人惊讶的新知识,这些新知识以意想不到、不可预测的方式推动了我们国家的发展。正如罗纳德·里根总统所说:“值得注意的是,尽管基础研究并不是从特定的实际目标开始的,但当你回顾多年来的成果时,你会发现它最终成为政府所做的最实际的事情之一。”在过去的七十年里,国家科学基金会支持了 242 位诺贝尔奖获得者,其中包括惠廷汉姆博士,他在辉煌的职业生涯中获得了三十项国家科学基金会奖。历史表明,联邦政府为资助这些富有创造力的研究人员和大胆的想法而承担的风险一次又一次地获得了回报,我们知识生态系统的所有部门都在合作推动创新。
2018 年,学术机构的研发支出为 794 亿美元,其中大部分资金来自少数几个来源。联邦政府是最大的资助者,2018 年提供了超过一半(53%,约 420 亿美元)的总资金。联邦政府的份额已从 2010 年的 59%(不包括 2009 年美国复苏与再投资法案 [ARRA] 的资金)和 1973 年的 69% 下降。六个机构为学术研发提供了 90% 以上的联邦支持。其中,卫生与公众服务部 (HHS) 的资金占比最大,2018 年占联邦研发资金的 55%(229 亿美元),其次是国防部(14%(59 亿美元)、国家科学基金会 (NSF)(13%(53 亿美元)、能源部 (DOE)(4%(18 亿美元)、美国国家航空航天局 (NASA)(4%(15 亿美元))和农业部 (USDA)(3%(12 亿美元)。2018 年,机构资金占大学研发资金的四分之一以上,而 2010 年这一比例不到五分之一,1973 年这一比例约为十分之一。其他学术研发资助者包括非营利组织、企业(行业)以及州和地方政府。