“欧米伽未来研究所”关注科技未来发展趋势，研究人类向欧米伽点演化过程中面临的重大机遇与挑战。将不定期推荐和发布世界范围重要科技研究进展。（关于欧米伽点）

本报告为美国总统科学技术顾问委员会向美国政府提供的报告，主要回答““AI在旨在解决重大社会和全球挑战的研究中的潜在作用””

报告的摘要内容为：

提交给总统的报告

加速研究：利用人工智能应对全球挑战

人工智能（AI）有潜力彻底改变我们应对人类最紧迫挑战的能力，为研究人员提供加速科学发现和技术进步的工具。生成性AI，能够基于庞大的数据集和广泛的计算创建内容，即将特别具有变革性。生成性AI的例子包括大型语言模型、图像生成模型和生成性科学模型。在2023年10月30日发布的关于安全、安全和可信的人工智能发展和使用的全面行政命令中，拜登总统要求总统科学顾问委员会（PCAST）报告“AI在解决重大社会和全球挑战研究中的潜在作用。” PCAST很高兴提供这份报告，以履行这一职责。

有了设计良好、公平共享和负责任使用的基础设施，AI将使科学家能够应对紧迫的挑战，包括改善人类健康和在气候变化时期增强天气预报。AI可以帮助探索激励和拓展人类创造力的长期科学谜团，例如揭示宇宙的起源和演化。AI还将帮助研究人员解决持续的国家需求，从加速半导体芯片设计到发现满足我们能源需求的新材料。此外，AI开始消除使科学研究缓慢和昂贵的障碍，例如通过提供快速识别最佳药物候选者的手段（从而减少昂贵的实验室试验数量），帮助优化实验设计，以及比手工或使用传统数据科学方法更有效地发现数据中的联系。如果基本的AI资源、验证数据以及科学工具和培训能够广泛获取，AI技术有潜力民主化科学知识，将相互关联的技术概念带给更多的人，并使不同背景的研究人员能够将他们的专业知识和视角带到社会和全球挑战中。

正如任何其他新工具或技术一样，实现AI的潜力需要解决其局限性。这些问题包括误导或错误的结果、偏见或不平等的持续存在、模型训练数据中嵌入的模式的抽样错误、获取高质量训练数据的有限途径、保护知识产权和隐私的挑战、训练或部署模型或运行AI算法所需的显著能源、以及不良或恶意行为者使用现成的AI工具进行恶意目的的风险。许多公共和私营部门已经在解决这些问题，包括在2023年10月AI行政命令下的任务。可重复性和验证是科学诚信和科学方法的基本原则，在我们发展负责任的AI使用文化和专家对AI应用的监督时，必须继续高度重视。

AI有潜力转变每一个科学学科和我们进行科学的方式。科学家们已经在利用AI创造我们目前不知道如何设计的新型功能材料；这些包括超导体和热电材料，这不仅会提高我们的能源效率，还会减少我们的碳足迹。同样，AI模型正在帮助研究人员创造新的制造工艺和产品设计，并开发新的药物疗法，这些疗法未来可能实现特定癌症和病毒的个性化治疗。AI模型还在帮助工程师设计半导体芯片，以更少的人力和时间产生更好的设计。在医疗保健领域，AI技术正在创造新的方法来分析广泛的医疗数据，用于早期疾病诊断，这可能导致及时干预和医疗错误的检测。PCAST还预见到广泛可用的AI驱动的超个性化医疗，针对特定个体和疾病过程，包括医疗历史、遗传信息和信号的详细信息，例如健康和不健康细胞的行为。

AI还在通过改进我们的科学模型来改变科学。在气候科学中，AI模型开始增强天气预报，以及推进全地球的水管理、温室气体监测和预测灾难影响的模型。科学家们已经使用AI成功预测了蛋白质的结构；新的基础模型将揭示更多细胞生物学的秘密，并为探索新疗法提供细胞内相互作用的计算机模拟。AI模型承诺帮助我们理解我们宇宙的起源，允许我们通过快速模拟测试无数的宇宙学假设。这种AI支持的建模甚至可能帮助科学家发现新的物理定律。

AI还将通过为现有数据提供新的定量技术以及开发和分析新型数据（例如，智能手机上的步数、经许可从搜索和浏览中提取的匿名数据，或社交媒体上发布的图像）来补充定性方法，从而转变社会科学。AI可以利用联邦统计机构长期收集和策划的庞大数据集进行研究——理想情况下，这些数据集由私营部门持有——作为设计有效联邦政策的输入。将AI应用于这些长期和新型社会科学数据集，可以促进更有效、响应更快、更公平的数据驱动的政策制定和服务提供。

这些AI辅助研究的例子表明，负责任地使用AI技术，人类科学家将能够实现变革性的发现。此外，PCAST预计，负责任地共享基本AI资源将有助于民主化科学并解决重大社会和全球挑战。

AI在科学和技术研究中的使用正在全球范围内迅速加速，因此要求我们致力于美国在这一强大新工具的应用中的领导地位。在拜登政府的工作基础上，美国必须大胆而审慎地行动，以保持我们国家在研究、AI的创新应用以及建立安全和负责任使用AI的框架和规范方面的领先地位。在这份报告中，PCAST提供了五个具体的发现和行动建议，将帮助美国充分发挥AI的潜力，公平且负责任地加速科学发现。

五个具体的发现和行动建议的摘要如下：1.扩大基础AI资源的共享：为了确保AI技术能够更广泛地服务于国家利益，需要加大对共享模型、数据集、基准测试和计算资源的支持。美国的国家人工智能研究资源（NAIRR）是一个有前景的项目，建议迅速扩大并充分资助这一项目，以促进国家级甚至国际级的AI基础设施项目，推动高影响力研究的发展。

2.增加对联邦数据集的安全访问：建议扩展现有的安全数据访问试点项目，并为联邦数据库管理制定指导方针，以纳入最新的隐私保护技术。同时，鼓励使用AI技术来自动化数据集的策划工作，并支持联邦机构强制分享由联邦资金支持的研究产生的数据集。

3.支持跨领域AI研究：鼓励学术界、工业界、国家和联邦实验室以及联邦机构之间的合作，以支持广泛的假设和方法研究。这可能需要资助机构调整与工业界的合作方式和支持的研究人员类型，以促进不同领域间的创新研究和合作。

4.采纳负责任、透明和可信的AI使用原则：从研究项目的最初阶段就规划管理AI带来的风险，而不是事后补救。建议联邦资助机构更新其研究责任行为指导方针，要求研究人员制定负责任的AI使用计划，并提供风险缓解模型流程。

5.鼓励创新整合AI到科学工作流程： 科学研究是实践、研究和评估人类与AI助手新合作范式的绝佳“沙盒”。目标不应是最大化自动化程度，而应是允许研究人员负责任地利用AI辅助实现高质量的科学成果。资助机构应认识到这些新工作流程的出现，并设计灵活的程序、指标、资金模型和挑战问题，以鼓励战略性地尝试新的AI辅助科学项目组织和执行方式。

实施这些建议将有助于美国在AI应用方面保持领导地位，同时确保AI技术的负责任和公平使用，以促进科学发现和解决重大社会及全球挑战。

阅读报告全文，请访问欧米伽研究所的“未来知识库”：https://wx.zsxq.com/group/454854145828