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制造业 BRN 报告合并 - DOE 科学办公室
0D 零维 1D 一维 2D 二维 3D 三维 AFM 原子力显微镜 AI 人工智能 AM 增材制造 AMO DOE 先进制造办公室 aPPO 无定形聚环氧丙烷 BES DOE 基础能源科学办公室 BRN 基础研究需求 CAMERA 能源研究应用高级数学中心 CT 计算机断层扫描 DFT 密度泛函理论 DOE 能源部 DPD 耗散粒子动力学 EDS 能量色散 x 射线光谱 EJ 艾焦耳 FEL 自由电子激光器 fs 飞秒 GHG 温室气体 HEDM 高能衍射显微镜 HPC 高性能计算 HTE 高通量实验 iPPO 环氧丙烷等规聚合 IR 红外 LED 发光二极管 Li 锂 MAS 魔角旋转 ML 机器学习 MOF 金属有机骨架 MS 质谱或微秒 NIST 美国国家标准与技术研究所 NOx 氮氧化物 NSLS 美国国家同步加速器光源 PCAST 总统科学技术顾问委员会 PDF 对分布函数 PRD 重点研究方向 ps 皮秒 R&D 研究与开发 s 秒 SAXS 小角度 x 射线散射 SEM 扫描电子显微镜/显微镜 SLM 选择性激光熔化 ssNMR 固态核磁共振 TEM 透射电子显微镜/显微镜 YAG 钇铝石榴石
现代化野外消防以保护我们的消防员
我们国家对抗野火的关键是一支由数万名州和联邦野外消防员组成的专业队伍，他们冒着生命危险保卫美国超过 15 亿英亩的火灾多发土地。1,2 数千名额外的当地消防员也被要求保护野外城市交界处的社区， 3 这些地区目前总共居住着近三分之一的美国人口。4 PCAST 旨在寻找科学和技术机会，使野外消防工作更安全、更有效。这一领域的进展可以补充和扩大拜登-哈里斯政府已经采取的行动，通过提高工作工资和分类水平 5 以及将《财政年度 (FY) 23 综合拨款法》中包含的野外火灾扑灭和预防资金增加 14% 来加强消防队伍。6 我们的建议强调了可以利用现有技术解决的迫切需求，以及对新科学技术的战略性长期投资，以确保我们的消防员不必用昨天的工具来应对明天的火灾。森林管理和类似的长期野火预防投资对于减轻未来消防员的负担也至关重要。但改善野火响应所需的技术已准备好提供帮助。因此，在本报告中，我们有意将重点放在野火响应的关键方面，这些方面在技术和组织上都停留在上个世纪。本报告中建议的几项行动可以立即采取，以支持当今全国野外消防员和弱势群体的需求，同时我们还将采取此处建议的长期行动，以确保在未来几十年内持续关注野外消防科学和技术发展。
实现野外消防现代化，保护我们的消防员
我国扑灭野火的关键是一支由数万名州和联邦野外消防员组成的敬业队伍，他们冒着生命危险保卫美国超过 15 亿英亩的火灾多发土地。1,2 另外，还有数千名地方消防员被要求保护野外城市交界处的社区，3 这些地区目前居住着近三分之一的美国人口。4 PCAST 旨在寻找利用科学技术使野外消防工作更安全、更有效的机会。这一领域的进展可以补充和扩大拜登-哈里斯政府已经采取的行动，通过提高工资和等级划分 5 以及将第 23 财年综合拨款法中的野外火灾扑灭和预防资金增加 14% 来加强消防队伍。 6 我们的建议强调了可以利用现有技术解决的迫切需求，以及对新科学技术的战略性长期投资，以确保我们的消防员不必用昨天的工具来应对明天的火灾。森林管理和类似的长期投资对于减轻未来消防员的负担也至关重要。但改善野火响应所需的技术已经准备好提供帮助。因此，在本报告中，我们有意将重点放在野火响应的关键方面，这些方面在技术和组织上都停留在上个世纪。本报告中建议的几项行动可以立即采取，以支持当今全国野外消防员和弱势群体的需求，同时我们还在采取此处建议的长期行动，以确保在未来几十年内持续关注野外消防科学和技术发展。
利用人工智能应对全球挑战
总统约瑟夫·拜登（Joseph R. Biden），小白宫华盛顿特区亲爱的总统先生，您的总统科学技术顾问委员会（PCAST）对您的政府采取的前瞻性方法感到兴奋，以促进人工智能的安全有效使用（AI）。按照您的地标行政命令中要求的1,2,3，对人工智能的安全，安全和可信赖的发展和使用，我们很高兴在这里报告AI可以在研究中启用以应对重大社会和全球挑战的可能性。AI从根本上改变了我们的科学方式。许多领域的研究人员已经在使用AI来确定各种长期存在的问题的新解决方案。今天，科学家和工程师正在使用AI进行预见，预测设计和创建新颖的材料和治疗药物。在不久的将来，AI将通过分析现有数据的新方法以及对新型的匿名和经过验证的数据的开发和分析来实现社会科学的前所未有的进步。这样的进步将使政府能够更好地理解政策如何影响美国人民，并改善这些政策以更好地满足社会需求和挑战。AI还将允许研究人员快速运行数百万个基于计算机的模拟实验，以提供有关最重要的现实世界实验的指导。总的来说，AI正在彻底改变研究过程，丰富科学模型，并加速数据生成和分析，并具有远距离的影响。。在工业实验室中，丰富的模拟将能够识别设计中的危害或故障，从而使科学家和工程师可以创造出美国和美国消费者可以依赖的更安全，可扩展和高效的产品。除了机会之外，我们还必须认识到，AI可以创建新的问题和挑战，例如嵌入偏斜的培训数据中的错误和偏见，计算过程所需的巨大和增加的能量，这些能力的可能性，有缺陷科学的可能性可以被不知不觉地产生，并且可以使用新的疾病，以实现新功能，可以使用新功能。专家人类监督，对AI算法建立保护以及负责使用的文化，其中包括适当应用监管框架的适用，如您在AI权利清单中概述的AI权利和AI风险管理框架中所述的标准和技术研究所的AI风险管理框架，对于缓解AI的弱点和危险至关重要。幸运的是，可重复性和验证是
利用人工智能应对全球挑战
小约瑟夫·R·拜登总统 白宫 华盛顿特区 尊敬的总统先生， 总统科学技术顾问委员会（PCAST）对贵国政府为推进人工智能（AI）的安全有效使用而采取的前瞻性方针感到兴奋。1,2,3 正如您在《关于安全、可靠和可信赖地开发和使用人工智能》的里程碑式行政命令中所要求的那样，我们很高兴在此报告人工智能在应用于解决重大社会和全球挑战的研究中所能实现的可能性。 人工智能将从根本上改变我们进行科学研究的方式。许多领域的研究人员已经在使用人工智能来为各种长期存在的问题寻找新解决方案。今天，科学家和工程师正在使用人工智能来设想、预测设计和创造新材料和治疗药物。在不久的将来，人工智能将通过分析现有数据的新方法以及开发和分析新类型的匿名和验证数据，推动社会科学取得前所未有的进步。这些进步将使政府能够更好地了解政策如何影响美国人民，并改进这些政策以更好地满足社会需求和挑战。人工智能还将使研究人员能够快速运行数百万个基于计算机的模拟实验，为最重要的现实世界实验提供指导。在工业实验室中，丰富的模拟将能够识别设计中的危险或缺陷，以便科学家和工程师能够创造更安全、可扩展和高效的产品，让美国工业和美国消费者可以信赖。总之，人工智能正在彻底改变研究过程，丰富科学模型，加速数据生成和分析，其影响将是深远的。除了机遇之外，我们必须认识到人工智能可能带来新的问题和挑战，例如提取嵌入在扭曲的训练数据中的错误和偏差、计算过程所需的巨大且不断增加的能量、可能在不知不觉中产生错误的科学，以及邪恶行为者可以轻易地将新的强大人工智能技术用于恶意目的。专家的人工监督、在人工智能算法中建立保护措施以及负责任的使用文化（包括适当应用监管框架，如《人工智能权利法案蓝图》和美国国家标准与技术研究所的《人工智能风险管理框架》中所述），对于减轻人工智能的弱点和危险至关重要。幸运的是，可重复性和验证是人工智能的核心原则。
网络和信息技术研究与发展计划审查
华盛顿特区 20502 致总统的信 总统小约瑟夫·R·拜登 白宫 华盛顿特区 尊敬的总统先生， 美国领导地位最强大的领域之一是计算和通信技术的创新和商业增长。几十年来，这一广泛的研发 (R&D) 领域一直是我们经济的驱动力，也是显著的社会变革的驱动力：想想个人电脑、互联网和手机的影响。美国政府在过去几十年的投资为过去几年在网络和信息技术 (NIT) 方面前所未有的商业投资奠定了基础。随着大型语言模型和人工智能 (AI) 的爆炸式增长，联邦在 NIT 方面的研发在今天比以往任何时候都更加重要。网络和信息技术研究与开发 (NITRD) 计划由立法设立，旨在 30 多年前促进美国在 NIT 领域的领导地位，目标是协调整个联邦政府的 NIT 研发活动。随后的立法要求总统设立一个咨询委员会，为国会准备 NITRD 计划的三年独立审查，自 2005 年以来，总统指定总统科学技术顾问委员会 (PCAST) 提供这些审查。为了撰写以下报告，我们召集了一个来自学术界和工业界的工作组，并与各机构以及 NITRD 协调办公室的相关政府人员会面。在审查任何 30 年历史的计划时，第一个问题是它是否仍然发挥着重要作用并发挥良好作用。我们很高兴能够报告我们的第一个发现，即 NITRD 计划仍然有用且具有成本效益。事实上，我们对 NITRD 计划继续提供的价值印象深刻。我们的报告继续建议改进和更新，以使 NITRD 能够接触到更多它应该支持的政府实体，并在当前“人工智能的特殊时刻”引发的快速和戏剧性发展中发挥其所需的作用。 NITRD 在我们国家最重要的研发领域之一中发挥着不可估量的作用。联邦投资正在维护和建立美国在我们共同未来的关键组成部分中的领导地位。协调跨政府对网络和信息技术研发的投资对于确保这一关键技术领域满足公共部门需求并为未来私营部门的增长奠定基础至关重要。我们对 NITRD 工作的前景充满热情，并希望我们的报告将有助于为其下一阶段提供参考。诚挚的，总统科学技术顾问委员会