基于文献计量的吉林省人工智能产业研发能力综述

张 华，张素莉

(1.长春工程学院 计算机技术与工程学院，长春 130012；2.长白山历史文化与VR技术重构吉林省重点实验室，长春 130012)

一、研究综述

《吉林省人民政府关于落实新一代人工智能发展规划的实施意见》出台以来，吉林省人工智能产业得到了长足的发展。但是客观来说，目前吉林省人工智能整体发展水平与某些省份相比仍有差距，人工智能领域创新资源严重不足，在基础理论研究之外缺乏重要的原创重大关键成果，相关结果的产业化水平也很低。正因如此，未来吉林省仍需要根据吉林省的发展特点，进一步提升基础研究水平、不断完善促进政策。文献计量可以有效反映一个地区的学术成果水平，进而帮助科技管理部门掌握该地区创新研发的关键资源如核心团队、研究方向、资金支持、重要机构等。吕文晶(2018)等运用知识图谱和文献计量的方法对中国人工智能领域近十年间核心期刊发文进行了分析，并得出了人工智能领域研究成果正在呈现“井喷”式增长，但当前研究的总体水平仍然不高的结论[1]。除了核心论文之外，王娜(2017)还对2000年—2017年200余篇硕博士论文开展了文献分析，认为我国目前人工智能领域学位教育最主要的问题是对“人工智能”高素质人才的重视度不高以及“人工智能”硕博士研究成果学科分布不均[2]。该研究反映的境况随着时间的推移已经有所缓解但是其应用的方法具有可以借鉴之处。程明(2018)运用文献计量的方法对较短时期(2013—2017年)的新闻传播核心期刊中刊登的文献进行了计量分析，并得出了新兴媒体在人工智能推动下将会颠覆传统产业发展模式的结论[3]。以上研究都充分运用了文献计量方法分析了人工智能产业的发展情况。但这些研究并没有将样本集中于某一个区域，这就造成了分析结果缺乏普适性。而且这些研究所选择的数据库偏小(核心期刊数据库或者硕博士数据库)，这就难免造成分析结果过于片面。本文利用知网数据库对吉林省人工智能产业发文进行了文献计量分析，并利用知网数据库所提供的工具进行了可视化分析。本研究关于吉林省研究能力和论文成果的梳理对其未来在人工智能领域抢抓机遇实现弯道超车具有一定的启示意义。

二、吉林省人工智能领域发文趋势分析

以人工智能、机器人、神经网络、认知智能、感知智能、计算机视觉、机器学习等相关关键词为检索条件对吉林省人工智能领域的文献进行模糊检索，检索时间范围为2009年1月1日至2018年12月31日，共检索到文献数据5 027条。样本数据来自于知网，检索时间为2019年4月10日。

如图1所示，吉林省的论文发表从2016年开始进入快速增长期，每年发文量都呈现了10%以上的增速，尤其是近两年来有明显增加的态势。

图1 吉林省人工智能领域文献发表年度趋势(1979～2018E)(单位：篇)

考虑到知网可视化工具200篇文章样本上限的限制，为了更清晰地对吉林省人工智能领域发文进行描述性统计，我们对5 027个样本进行了排序并按照文章对整个行业的科研影响也就是被引数选出了160篇文章作为样本进行后文的描述性统计。这里需要指出的是，因为2017、2018年的文章被引数暂时还比较低且正在缓慢增加中，所以我们在200篇文章样本中预留了2017年和2018下载量最高的20篇文章配额。最后形成的样本池基本情况如表1所示。作为对比，我们用同样的数据生成过程生成了同为东北三省的辽宁省和黑龙江省的样本池并进行描述性统计，结果同样呈现在表1中。从表1中可以看出东北三省在人工智能领域的发文至少对于头部的200篇来说水平差距不大。

表1 本文文献计量样本概况

三、吉林省人工智能领域发文关键词共现网络分析

从图2可以看出，吉林省人工智能领域的相关研究主要以神经网络、遗传算法、BP神经网络、人工神经网络等方面的研究为核心，向机器学习、支持向量机、小波变换、模式识别、故障诊断、特征提取、预测、仿真、计算机视觉、专家系统、模糊神经网络等技术领域进行深层次研究扩展。从人工智能领域通用的基础理论—技术应用—产业化研发链的角度来看吉林省的研究重点多集中在基础理论和技术应用的层面，产业化相关研究较少。这也和吉林省目前具备一定的人工智能技术储备但缺少人工智能成熟产品的现状吻合。

图2 吉林省人工智能领域文献关键词共现网络图

四、吉林省人工智能领域文献与高校研发力量分析

由图3所示，吉林省开展人工智能领域科学研究主要受到国家自然科学基金的支持，占所有文献资助比例的20.3%，国家高技术研究发展计划基金和吉林省科技发展计划基金分列2、3位。博士论文排在第四位，占所有文献资助比例的3%。由此可见，除了依靠国家的支持之外，吉林省科技发展计划基金是支持我省人工智能领域创新研究的主导力量。并且国家基金目前还是吉林省人工智能相关领域发文最主要的经费来源。

图3 人工智能领域吉林省发文所属基金情况

图4 吉林省人工智能领域发文主要机构

由于论文这一成果载体的特殊性，文献计量的结果在衡量高校科研水平方面更为有效。如图4所示，吉林省在人工智能领域发文占比最高的是吉林大学，高达56.4%，除了中科院系科研院所之外东北师范大学占比较高。由此可见吉林大学和东北师范大学是吉林省高校人工智能领域研发的中坚力量。

另外，依据《吉林省人民政府关于落实新一代人工智能发展规划的实施意见》的有关精神，吉林省各高校也根据自身学科优势制定了重点发展方案。其中，长春理工大学特别成立了人工智能学院，北华大学在智能医疗(智能医养综合服务、自适应医养保健系统、全智能补给系统、特殊人群交互系统、智能人工呼吸系统)、大数据(林业、农业、B2B交易结算)、智慧社区(人口、政务、社区、便民)、智能金融(百度创新中心私募股权融资，云计算+大数据)等方面制定了详细的发展规划，东北师范大学在大数据(市长公开电话、省市医保分析、联通数据分析、中国自然海量数据、中山医院肿瘤图像分析)、计算智能(深度学习神经网络理论及应用、模糊理论与应用)、机器人(仿生及视频处理技术、神经网络智能芯片、脑机接口技术)、类脑(忆阻器发展人工神经突触)、模式识别与图像处理(人脸识别算法、特征提取算法、特征选择方法)、生物信息与智慧医疗(深度学习、医疗大数据)以及智慧教育(自适应学习、虚拟现实智能建模、教育运行状态监测与决策)等方面重点发力投入了大量创新资源。吉林大学在智能制造(智能制造装备可靠性技术、智能仿生助力外骨骼、材料服役性能测试、高端工程机械智能化控制与无人驾驶技术、智能制造工艺与设备、智能无人机)、智能信息处理理论与方法(符号计算、知识工程、计算智能、面向互联网和大数据等)、智能感知与交互(三维空间高精度超声定位算法)、智能汽车(个性化智能辅助驾驶系统、智能汽车节能技术、人机协同控制方法)、机器人与智能制造(多旋翼飞行机器人、电动汽车智能驾驶辅助系统)、智能穿戴网络(关键技术、感知技术、控制技术)、视觉识别(疲劳驾驶人脸表情识别)、智能医疗(宏基因组的分类算法、鉴定平台)、智能感知—传感器(先进气体、红外气体、光纤光栅、硅基光电子集成、高动态CMOS图像传感器)、智能光电探测技术(多功能集成芯片、超快响应光电探测器)、智能机器人(微流体驱动智能机械手、湿度响应机器人)提前布局。以上高校构成了吉林省人工智能基础研发的第一梯队，为未来吉林省人工智能产业的长远发展提供了原始的技术积累。

五、对吉林省人工智能产业研发资源合理调配和布局的建议

一方面，要不断加强应用基础理论研究。

提前布局可能导致人工智能范式变革的基础研究，促进跨学科整合，为人工智能的不断发展和深度应用提供强有力的科学储备。结合吉林省应用基础理论研究在人工智能领域的优势，促进大数据、复杂知识处理，智能优化和群体智能，研究跨领域基础理论和重要技术，如智能信息检索、智能数据工程、智能网络舆情分析和智能仿生机器人。促进跨媒体意识计算、混合增强智能、自主协同控制和优化决策，先进机器学习和其他关键突破。人工智能的新方法、认知计算理论和方法，综合深度推理和创造性人工智能理论和方法开发，促进数据驱动和知识指导；促进知觉获取、主动视觉感知以及超越人类视觉能力的计算研究和开发；促进自主无人系统的协作感知和交互、协作控制、优化决策、知识驱动的人机协调和互操作性；推动先进的机器学习理论、大脑式智能计算等应用理论研究。

另一方面，有必要建立人工智能公共技术创新平台。

整合省内相关科研院所和企业的硬件与人力资源，大力推进硬件平台共享、网络数据资源共享、代码和知识共享、技术和专利合作服务体系，加快重点实验室、工程实验室、技术创新中心和企业技术中心的部署，为独立无人系统、智能工厂和智能控制设备建立通用核心技术支撑平台。开发一套人工智能算法和平台安全评估工具，以创建公共开放数据平台。依托人工智能学会和物联网行业协会等第三方组织为相关公司提供人工智能研究和开发工具的专业服务，如检查和评估、技术评估、人员培训、安全标准、知识产权服务和企业咨询服务。