7 月 31 日訊息，據美國國家科學基金會（the U.S. National Science Foundation，NFS）報道，近日 NFS 聯合各機構將投入 2.2 億美元，用來新建 11 個 NSF 國家人工智慧研究所。

▲ NFS 新建研究所分佈圖

這次聯合投資是由 NFS 牽頭組織，與美國國土安全部、美國農業部之類的國家部門，和谷歌、亞馬遜、英特爾等科技巨頭共同合作。據官網資料顯示，新建的研究所將涉及七個研究領域，如人機互動、人工智慧增強學習、以及人工智慧在農業方面的創新等。NFS 表示無論是糧食安全系統還是下一代邊緣網路，他們希望人工智慧可以在一些經濟、科學以及工程領域取得突破性進展。

NFS 認為這些研究所將會帶來一系列技術創新，比如說通過 AI 幫助老人們過上獨立的生活，並且提高老年群體的護理質量；通過 AI 創造改善農業和食品供應鏈的解決方案；以及通過 AI 加強成人線上學習等等。

美國國家科學基金會主任 Sethuraman Panchanathan 說，“這些機構都將成為人工智慧創新和發現的樞紐，加速學術界、工業界和政府人工智慧發展。他們將聚集一批優秀的人才，激宕出新的想法，以及創造新的技術，在醫療、交通、網路等方面改善我們的生活。”

USDA—NIFA 主任 Carrie Castille 也同樣表示，“建立這些研究機構將加快未來農業勞動力的發展，提供更加公平的市場準入環境，並且為氣候智慧型農業（climate-smart agriculture）提供技術支援。”

一、人機互動與協作：打造個人行為模型，讓 AI 更關愛老人

網路組協作協助和響應式互動研究所（NSF AI Institute for Collaborative Assistance and Responsive Interaction for Networked Groups，AI-CARING）

AI-CARING 旨在建立一個可全面發展的學科，主要希望打造出個性化、可協作的 AI 系統，幫助建立學習人類行為的個人行為模型等。

研究所計劃讓 AI 與人類協同工作，為老人和病人提供更好的護理環境，幫助老人群體擁有獨立、高質量的生活。

該研究所由佐治亞理工學院（Georgia Tech）領導，谷歌和亞馬遜提供部分資助。

二、人工智慧在優化方面的進步：將 AI 與數字優化相結合，注重多層次人工智慧教育培養

優化進步研究所（NSF AI Institute for Advances in Optimization）

優化進步研究所旨在將人工智慧和數學優化融合到智慧系統中，通過打破學習壁壘，攻克無法單獨由人工智慧或者數字優化解決的難題。據 NFS 官網顯示，該研究所希望在能源、彈性和可再生材料、以及電路設計等領域獲得基礎性進展。

與此同時，該研究所將為高中生、本科生、研究生以及職業教育的人士提供培養途徑，這將促使源源不斷的學生和教師加入人工智慧革命。它還為參與人工智慧教育的人群制定了創新計劃。

此外，該研究所還計劃打造一個可持續的人工智慧生態系統，可以將人工智慧與教育、學術研究、創業相結合。

優化進步研究所將由佐治亞理工學院主辦，英特爾資助。

大規模學習優化研究所（NSF AI Institute for Learning-Enabled Optimization at Scale，TILOS）

TILOS 旨在通過 AI 解決超大規模和超大複雜性的基本挑戰，“使不可能的優化成為可能”。它將主要針對幾個技術重點領域，如半導體晶片設計、機器人和網路等。據悉，該研究議程允許所有學術水平的人員參與，甚至提供社群服務工作。

該研究所由加州大學聖地亞哥分校主辦，美國其他五所大學參與合作，英特爾將提供部分資助。

三、人工智慧和先進的網路基礎設施：推動分散式 AI 發展，打造“即插即用”應用

環境計算學習智慧網路基礎設施研究所（NSF AI Institute for Intelligent Cyberinfrastructure with Computational Learning in the Environment，ICICLE）

ICICLE 旨在建立網路基礎設施，希望通過人工智慧推進民主化程序。該研究所還將通過多種學科背景的科學家來建設國家網路基礎設施。

研究所計劃針對農業和動物生態學研發一些“即插即用”的應用，如“智慧食品棚”等。

該研究所由俄亥俄州立大學主辦，NSF 全額資助。

下一代邊緣網路和分散式智慧研究所（NSF AI Institute for Future Edge Networks and Distributed Intelligence）

下一代邊緣網路和分散式智慧研究所主要利用網路和 AI 之間的協同作用來設計下一代無線邊緣網路（wireless edge networks）。

它將開發一些新的人工智慧來確保無線邊緣網路可以自我修復以及自我優化。同時，研究人員希望人工智慧在智慧交通、遠端醫療、分散式機器人和航空航天等領域中提供更加高效地互動。

該研究所由俄亥俄州立大學主辦，DHS 提供部分資助。

四、計算機和網路系統中的人工智慧：彙集多學科研究人員，專注 AI 邊緣計算領域

利用下一代網路的邊緣計算研究所（NSF AI Institute for Edge Computing Leveraging Next-generation Networks，Athena）

Athena 主要專注於研發 AI 邊緣計算，同時降低 AI 的複雜性和成本。據官網顯示，該研究所將會彙集七所大學的科學家、工程師、統計學家、法律學者和心理學家等多學科團隊，涉及系統設計、運營和服務，移動裝置和網路等領域。

該研究所將致力於人工智慧教育，培養多元化的邊緣計算和網路的領導者。此外，Athena 還計劃將技術轉化為新的商業模式和創業機會。

該研究所由杜克大學主辦，DHS 提供部分資助。

五、動態系統中的人工智慧：結合機器學習演算法，解決動態系統技術難題

AI 動態系統研究所（NSF AI Institute for Dynamic Systems）

AI 動態系統研究所將在基礎人工智慧和機器學習理論、演算法和應用方面進行創新研究和教育。它主要探索複雜動態系統的安全、實時學習和控制相關技術層面的難題。

該研究所通過將基於物理的模型與人工智慧、機器學習等方法相結合，希望提供由資料支撐的解決方案，以應對跨科學、跨領域的挑戰。

該研究所由華盛頓大學主辦，DHS 提供部分資助。

六、人工智慧增強學習：研發啟發式 AI，建立以人工智慧為中心的學習環境

參與式學習研究所（NSF AI Institute for Dynamic Systems）

該研究所主要針對教育環境中的自然語言處理、計算機視覺和機器學習等領域，讓學習者參與到以人工智慧為中心的學習環境中。

該研究所將作為校內和校外 STEM 教育創新的紐帶，吸引不同的學習者，以確保人工智慧的學習環境符合道德規範。

該研究所由北卡羅來納州立大學領導，NSF 全額資助。

成人學習和線上教育研究所（NSF AI Institute for Engaged Learning，ALOE）

成人學習和線上教育研究所主要專注新的人工智慧理論和技術，以提高成人線上教育的質量。STEM 學科教育將以人類認知和學習理論為基礎，以大規模資料為支援，對啟發式人工智慧進行基礎研究，並在各種測試平臺上進行評估，為成人提供更好的 AI 教育。

ALOE 將聯合技術學院系統和教育技術領域的專家，通過虛擬助手推進線上學習。

該研究所由喬治亞研究聯盟（Georgia Research Alliance）主辦，埃森哲（Accenture）提供部分資助。

七、人工智慧驅動的農業和食品系統創新：協助農業發展，讓 AI 來預測和決策

農業人工智慧勞動力轉型和決策支援研究中心（The USDA-NIFA Institute for Agricultural AI for Transforming Workforce and Decision Support，AgAID）

AgAID 將通過人工智慧整合到農業中，通過 AI 預測、AI 決策以解決復農業難題。該研究所將通過“採用 — 適應 — 放大”方法為農業開發和提供人工智慧解決方案，以應對與水、天氣和氣候變化相關的挑戰。

AgAID 計劃讓農民、工人、管理人員和政策制定者都接受一定程度的人工智慧培訓和教育，參與到研發解決方案的過程中。他們希望通過提高農業勞動力的技能水平。

該研究所由華盛頓州立大學領導，USDA-NIFA 提供一定資助。

彈性農業 AI 研究所（The AI Institute for Resilient Agriculture，AIIRA）

AIIRA 將通過創新人工智慧驅動的數字孿生模型來改變農業發展。這種研究方法將用到人工智慧演算法、計算理論以及改進的生產工具等，以適應氣候的變化。

此外，AIIRA 將推動植物科學、農學和人工智慧交叉領域的網路農業系統研究。它們不但將通過教育活動推動教育和勞動力發展，而且還通過與行業從事者、生產者以及政府機構的合作來推動知識遷移。

該研究所由愛荷華州立大學領導，由 USDA-NIFA 提供資助。

結語：美國正在為人工智慧發展做足準備

此次，美國國家科學基金會正在通過全面佈局人工智慧在教育、醫療、農業等領域應用及普及，為人工智慧發展做足準備。

這並不是 NFS 第一次在人工智慧大規模佈局，2020 年，NFS 已經建立了 7 個研究所，這次追加建立 11 所研究院，截至目前共建立 18 個研究所，投資總金額超過 3 億美元，這說明了 NFS 在人工智慧領域看到較為廣闊的發展空間。

國內也同樣對人工智慧領域持有高度關注，據路透社報道，在人工智慧專利申請數量排名前 20 位的學術機構中，中國佔了 17 個，中國在“深度學習”領域也同樣強大。

人工智慧的廣泛應用已經成為不可避免的趨勢，科技的發展也將成為國家綜合實力不可或缺的一部分。