基于数据挖掘的人工智能领域研发机构的发现＊

徐云娟 金璐钰 姚建民

1.苏州托普信息职业技术学院；2.苏州大学计算机科学与技术学院；3.苏州市科学技术情报研究所

ChatGPT 的火热跟随着搜索引擎、自动问答、虚拟现实等一系列新一代信息技术的热潮，预示着人工智能一步步更贴近改变人们的生活、工作方式和产业、经济生态，成为最近最重要的产业和技术领域[1]。为了厘清苏州市人工智能相关技术和产业领域、相关研发机构以及产业链的现状，将尝试利用人工智能领域国家和省级科技项目和科技奖励数据，探索分析挖掘苏州人工智能领域研发机构分布，将产业中各主体以链条形式串成一体，刻画苏州市人工智能产业生态。

从技术和产业角度分析，人工智能产业链包含应用层、技术层以及基础层。应用层主要包含智能机器人、无人机等终端应用及行业解决方案；技术层主要包含计算机视觉、机器学习等算法技术；基础层包括数据和算力支撑软硬件，如数据、云计算、芯片等。如表1 所示[2]。

表1 人工智能产业链纵向分层和横向领域概览Tab.1 Overview of vertical layering and horizontal fields of the AI industry chain

作为科技产业集群支撑的现代工业城市、排名前列的科技创新增长极，苏州2017-2021 年财政科技投入分别为124.03 亿、152.04 亿、181.58 亿、219.62 亿和235.14 亿元。如何科学规划科技项目管理、提高科技投入成效，是本次研究的目标。

本文利用科技项目和科技奖励的数据挖掘分析，发现苏州人工智能领域研发机构的分布和禀赋，为科技管理和产业发展提供数据和理论支撑。

1 基于数据挖掘的人工智能领域研发机构发现

提取2017—2021 年苏州市科技项目和科技奖励明细数据，具体信息包含项目或奖励的级别、类型、名称、承担单位。其中级别包括国家级和省级；类型包含自然科学基金等基础研究项目、产业前瞻与共性关键技术等产业研发项目、国家科技进步奖等科技奖励；承担单位指项目的承担单位或奖励获得单位，包含科研院所或企业等机构主体。

根据表1 的人工智能产业链概览，每个科技项目或奖励归于一个领域，并将该领域名称设置为关键词，用于统计分析人工智能项目占比或刻画关键词云图，对出现频率较高的关键词予以视觉上的突出，每个词出现的频率以字号大小表示，在本文中表示相关项目或奖励数量多少。关键词云图生成工具参考https://worditout.com/word-cloud/create。本文关键词云图用于分析苏州人工智能产业或技术领域分布特征。比如，基础研究项目关键词云图用于判断苏州在人工智能细分领域的基础研究力量分布[3]。

1.1 从基础研究项目数据发现基础研发生态

数据包含国家自然科学基金和江苏省基础研究项目两个类别，用于分析苏州的基础研究力量禀赋。国家自然基金项目承担单位代表基础研究领域的龙头机构力量，相关项目数据如表2 所示，其中项目总数列出当年苏州市承担的国家自然科学基金项目的数量，AI 项目和AI占比分别是人工智能领域的项目数量和百分占比。

表2 国家自然科学基金项目中AI 占比和关键词云图Tab.2 Proportion and keyword cloud map in national NSF AI projects

2017—2020 年苏州市每年大约承担国家自然科学基金项目300 项，主要由苏州大学（含医学院及附属医院）、常熟理工学院、苏州科技大学3 所高校各学科团队承担。该项目类型对团队科研的前沿性要求高，项目承担单位分布和关键词云图反映了苏州基础研究龙头机构和科技领域分布情况。2021 年苏州出现了一些新的承担单位，包括苏州系统医学研究所、西交利物浦大学、中科院苏州纳米所、中科院苏州医工所等，承担项目占比达1/8，这是科研项目承担单位培育推进方面的大进步。

自然科学基金项目中，自然语言处理是苏州大学的强势研究领域，计算机语音、机器视觉是人工智能基础技术的其他两个方向，机器学习是整个人工智能基础技术中的算法支撑，大数据、知识图谱是人工智能应用的数据支撑或者领域知识基础[4]。

江苏省基础研究项目承担单位代表基础研究机构在各个领域不同研究方向的分布。省项目有分配名额，单个龙头机构承担的省项目数量占比更低一些，承担项目单位数量更多，比国家自然科学基金更能反映AI 相关科研机构及研究领域的分布，如表3 所示。需要强调的是承担单位除大学和科研院所外，也包括一些前沿科技创新型公司，比如2017 年9 项（总数177 项），2021 年7 项（总数192 项）等。

表3 省基础研究项目中AI 占比和关键词云图Tab.3 Proportion and keyword cloud map in provincial NSF AI projects

从国家和省自然科学基金项目占比趋势图（如图1所示）可以看出，国家基金中人工智能占比高于省基金，分析可能的原因源自以下几个方面:（1）人工智能前沿性强，基础研究性质强，一般研究单位涉猎不多；（2）苏州部分产业或科技领域性研究机构涉及人工智能研发比较少，比如苏州纳米所更多涉及先进材料、医工所涉及医疗器械；（3）苏州基础研究投入尚需加强。国家基金的承担机构经费源自苏州财政的占比少，而省基金承担单位经费结构更多源自苏州财政，苏州财政对基础研究投入尚需加强[5]。

图1 国家和省自然科学基金AI 项目占比趋势图Fig.1 Proportion trend for national and provincial NSF AI projects

1.2 从产业研发项目数据发现产业生态

国家、省产业研发项目的承担单位，可以反映苏州产业生态和禀赋。江苏省重点研发计划以产业技术研发为主，尤其是产业前瞻项目，承担方基本是高新技术领域公司（医疗项目例外，大多是医院承担），一般每家公司承担一个项目，承担公司的分布体现了苏州相关产业重点科技型企业、领域内科研机构的细分产业领域分布，如表4 所示。

表4 省产业研发项目AI 占比和关键词云图Tab.4 Proportion and keyword cloud map in provincial industry development AI projects

从省基础研究项目和省产业研发项目关键词云图对比看，关键词分布相似度很高，显示出苏州人工智能产业分布基本切合技术发展形势。交互技术、机器人突出，显示了苏州电子信息产业硬件部分的优势占比。大数据在产业项目中的比例高，符合经济数字化和数字经济化的潮流。产业力量和基础研究力量的交集是优势领域，否则是需要加强的领域，二者皆无的领域是缺失领域[6]。

1.3 从重点产业项目和科技奖励发现龙头机构

国家重点科研项目的承担机构和省科技奖励获奖机构，都是在国家科技产业体系或江苏省科技工作中发挥重要作用的主体，相关机构的统计分析可以用于发现苏州人工智能领域的龙头机构，其领域分布也表现出苏州市人工智能产业的优势领域，如表5、表6 所示。

表5 国家重点项目AI 占比和关键词云图Tab.5 Proportion and keyword cloud map in national key AI projects

表6 省科技奖励项目AI 占比和关键词云图Tab.6 Proportion and keyword cloud map in provincial award AI projects

国家重点项目的承担单位包含企业和高校科研院所，是苏州相关领域最具科研实力的机构。省科技奖励对象包含企业和高校科研院所，也是苏州最前沿龙头机构的代表。

国家重点项目以苏州大学、系统医学研究所等高校科研院所为主体，体现了龙头企业和龙头高校科研院所结合的态势。苏州大学在自然语言处理（含知识图谱）方向的优势，使苏州大学附属医院在智慧医疗领域频获项目支持。

在产业领域，龙头科研院所和科技型企业在机器人、交互技术、传感器领域表现出苏州产业在新一代电子信息技术等领域的优势。和普通科技项目相比，国家重点项目相关研发前沿性强，人工智能相关研发占比相对高，包含的基础技术和AI+行业都较多[7]。

科技奖励获得机构是影响大、技术强的龙头机构，总体数量少、年度变化更大。另外，人工智能是新兴技术，在社会发展、制造中应用还不占主体，在省科技奖励中更没形成规模效应。从另一个角度思考，也说明在苏州的整体产业结构中，人工智能影响还不突出，先进制造业占主体，苏州获得的奖励也偏向先进制造业或者医疗（苏州大学医学院及相关附属医院）。

综合项目和奖励可以看出，人工智能作为新兴技术，在研发中越来越占据主要位置，政府和企业都表现出足够的重视，在研发中投入大；但苏州的现有成果中人工智能仍不够突出，需要更多发力[8]。

2 结论和未来工作

本文从人工智能的产业链纵向分层和横向领域出发，通过苏州市承担的国家和江苏省科技项目及获得的省科技奖励数据挖掘分析人工智能科技和产业机构的分布，利用关键词云图刻画苏州市的基础研究机构状况、产业链分布和龙头机构的情况，分析勾画苏州市人工智能产业生态和科技禀赋，为苏州市人工智能科技产业链的发展提供决策支撑。支持绘制产业链、发现产业链强链和缺链、推进科技链产业链融合、促进科技管理的科学化，提高决策水平。在未来的工作中，我们将进一步扩大数据深度和广度，细化数据挖掘和分析方法，为科技产业集群建设提供支撑。