为强调人工智能(AI)对未来美国经济和国家安全的重要性,2019年2月11日,美国总统发布了一项行政命令(EO13859),旨在确保美国在人工智能领域保持其领导地位。行政命令要求NIST制定一项计划,目标之一是“确保技术标准最大限度地降低受到恶意行为者攻击的脆弱性,确定在人工智能技术创新、建立公众信任和信心方面的优先事项,并制定国际标准来促进和保护这些优先事项”。这项计划即《美国在人工智能领域的领导地位:联邦政府参与开发技术标准和相关工具的计划》(U.S.leadershipinAI:APlanforFederalEngagementinDevelopingTechnicalStandardsandRelatedTools)。
NIST在公共和私营部门的广泛参与下制定了该计划,包括2019年5月30日的研讨会和多个公众评论活动。NIST收到了40多个工业、学术界和政府组织对2019年7月2日发布的计划草案的建议和评论,修改完善后形成了本计划。
美国商务部副部长兼NIST主管沃尔特·科潘(WalterG.Copan)说:“联邦政府可以通过与工业界和学术界专家的密切合作,投资于研究,并与国际标准界接触,帮助美国保持人工智能领域的领导地位。这一计划提供的途径可确保联邦政府支持制定的标准既有灵活性,又有包容性,且能适应人工智能技术和应用领域的快速变化。”美国在人工智能领域的全球领导地位依赖于联邦政府在人工智能标准制定中发挥的积极和有意义的作用。计划提出了联邦政府参与标准开发应优先考虑的原则,包括基于共识、包容性和可及性、公开性和透明性等;提供了标准的重要特征,为机构在有关AI标准的决策中提供指导和帮助;并将参与机构根据参与程度划分为四类,即监控、参与、影响和领导;为决定参与人工智能标准工作的各机构提供了切实可行的步骤;最后,对联邦政府参与标准制定工作提出了一些建议,如鼓励与AI标准相关的知识学习,提高领导力,协调开发或使用AI标准各机构之间的关系;促进对人工智能系统可信度的重点研究;支持和扩大公私合作伙伴关系;开展与国际各方的合作,以推进可靠、强大和可信的人工智能系统。计划的附录中还列出了适用于人工智能的现有标准,以及正在进行的关于人工智能标准和相关工具的各项活动。
现有的许多跨部门和特定部门的AI标准正在使用之中,其他一些标准正在由许多标准制定组织(SDO)开发制定。一些领域,如通信领域,已制定并广泛使用的一些标准,通常最初是针对其他技术的。其他方面,如可信度,现在也在考虑之中。所有这些标准的制定,都是为了建立可靠、强大和可信的人工智能系统。
联邦政府参与标准开发的原则
在决定哪些标准制定工作值得联邦政府大力参与时,美国政府机构应该优先考虑以下原则:基于共识,即决策基于所有相关方都理解的明确的条款或协议,决策基于广泛认同和共识;包容性和可及性,鼓励用户、开发人员、供应商等群体的多元化,并对他们之间的需求进行平衡,利益相关者还应包括来自不同学科的代表,来自对人工智能具有特殊重要性的非传统学科的专家和从业者,如伦理学家、经济学家、法律专业人士和政策制定者,即要尽量能够满足所有人的需求;通过多种途径,包括传统和创新的标准制定方法和组织机构来开发,以最有效地满足整个市场和社会中的开发人员和用户的需求;开放性和透明度,确保标准的可获得性,并通过确立容易获得的操作规则、程序和政策,为决策过程提供确定性,及时反馈以对标准进行更新,同时为所有受影响的人提供参与机会;制定全球相关的和非歧视的标准,这些标准要避免成为非关税贸易的壁垒或锁定在某些特定的技术和产品上,具有全球通用性。
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在人工智能标准制定的优先权方面,该计划不会选定任何某个标准制定机构。联邦政策制定了目标,并要求每个机构根据其具体需要来参与标准的制定和使用。新的标准将由现有的和新的标准制定组织共同完成。
对于那些参与人工智能标准开发的人员来说,意识到并与美国政府的政策和原则保持一致是很重要的,包括那些涉及社会和伦理问题、治理、隐私的政策和原则。然而,尽管人们普遍认为这些问题都必须纳入人工智能标准,但目前尚不清楚如何做到这一点,以及是否有足够的科学和技术基础来开发制定这些标准。
人工智能标准的重要特征
联邦政府需优先考虑的与人工智能标准相关的特征包括:应以创新为导向跟上技术的快速变化,包括具有最大的灵活性、技术和平台中立性、更偏向基于性能的需求等;既适用于多种行业(横向),以在多个行业、政府和社会进行大规模部署,又能集中于某个特定领域或实际应用(纵向),特别是存在特定风险和重大影响的领域;应明确规定范围和预期用途,允许用户根据所使用的数据或算法来决定一个应用程序的AI标准是否适用于其他应用程序,或者风险级别是否可以接受;能够解决整个产品生命周期中监督和管理AI系统的需求;能够反映人工智能的技术、风险、社会影响等的发展情况,即标准制定要适当代表人工智能在技术上的可行性和能被社会理解的状态;应定期更新,以反映人工智能技术的快速变化,避免将技术和社会影响方面的新发展和新知识排除在外;能有效测量和评估人工智能系统性能,以帮助确定风险程度、效率、是否与目标一致等;以人为本,确保人工智能数据收集、模型开发、测试和部署过程中充分考虑人的交互和价值;使用清晰的语言定义与人工智能相关的术语和概念,并进行协调,促进互操作性,促进词汇和术语的全面统一;伦理道德方面的考量,如识别并减少偏见和歧视、保护隐私和安全可控等。
美国政府的参与程度
参与建立人工智能标准至关重要,美国不希望被排除在外,这将不利于美国公司及政府机构的发展。此外,由于标准的基础性,缺乏美国利益相关者参与人工智能标准的开发,从长远来看会降低美国的创新能力和竞争力。联邦政府在标准制定过程中的参与类型,根据参与程度从最低到最高可分为四类。
监督遵循特定标准或更广泛的程序,由标准制定组织制定处理特定问题或解决特定需求的标准。
参与对具有重要战略意义的标准进行评论并提供有意义的贡献,包括以委员会观察员的身份参与。
影响更深入参与,通过正式和非正式的讨论以及提供专业知识直接与行业和国际参与者合作,并施加影响。
领导通过召集或管理共识小组来领导标准制定工作,担任标准项目编制或类似的技术领导角色,或担任标准小组之间的联络代表。领导力也可以通过在标准制定组织的董事会或其他职位上任职来实现。
每一种类型的参与都需要美国政府参与者(如政府员工或承办者)根据他们的专业知识、人际关系和对特定标准开发的最佳实践等来发挥作用。
参与人工智能标准制定的步骤
制定人工智能标准具有挑战性,可根据以下步骤进行人工智能标准的制定。首先,确定如何利用人工智能技术来进一步完成机构的任务,如科学研究、技术开发、采购或监管。其次,了解与标准制定相关的现有法规、政策和资源。第三,进行横向调查和差距分析,以确定现有或需要开发的标准和相关工具。第四,如有合适的现有标准,则继续使用;如没有现有标准或现有标准不能完全满足要求,则参与新标准的制定。
参与过程中需要注意:与可能有类似需求的其他联邦机构进行协调配合;确定合适的参与程度;遵循指南,明确在何处以及如何参与;对参与标准制定的员工进行培训。
与人工智能标准相关的工作
与人工智能标准相关的各项工作包括支持和开展人工智能的研究和开发;积极参与标准开发;采购基于标准的产品,部署基于标准的服务;制定和实施支持性政策,包括必要的监管政策。
计划确定了制定人工智能标准的九个重点领域:概念和术语、数据和知识、人工交互、度量标准、网络、性能测试和报告方法、安全、风险管理、可信度(可信度标准包括对准确度、可解释性、弹性、安全性、可靠性和客观性的指导和要求)。
标准开发应辅以相关工具,因此计划同时还强调要开发支持人工智能的相关工具,包括可以推动创造性解决问题的基准、评估和挑战。这些工具通常有重叠应用,包括但不限于:标准化格式的数据集,包括用于人工智能系统培训、验证和测试的元数据;在人工智能系统中用于撷取和表述知识及推导的工具;有完备记录的使用案例,提供关于AI技术的特定应用程序的一系列数据和信息,以及在决定部署这些应用程序时使用的标准或最佳实践指南;验证和评估人工智能技术性能的测试方法;量化衡量和描述人工智能技术的指标;人工智能测试平台;问责与审计工具等。
对政府机构参与标准制定的建议
计划就联邦政府如何有效参与人工智能标准制定工作,以实现美国保持其在人工智能领域的领导地位的目标提出了相关建议。
1.激励与AI标准相关的知识学习,提高领导力,协调好各机构之间的关系,以最大限度提高效率
国家科学技术委员会(NSTC)机器学习/人工智能(ML/AI)小组委员会应指定标准协调员负责收集和分享与人工智能标准相关的需求、战略、路线图、术语、用例和最佳实践,以支持可靠、强大、值得信赖的AI系统,包括计划的和正在实行的标准、方法和参与活动,确保与标准制定组织建立健全的反馈循环;确定横向或纵向标准的优先级;确定拟议标准的要求;分析正在进行的标准活动是否符合联邦政府需求,是否需要适当的额外指导。
最大限度地利用行业部门广泛采用的现有标准,这些标准可以在人工智能解决方案的新环境中使用或得到改进。
各机构应遵守关于AI标准和相关工具的联邦政策,如数据访问和数据质量。
为适应人工智能技术发展的快速步伐,并反映人们对“人工智能的可信度、可及性和以人为本”的理解,应特别注意灵活选择用于各项行动的AI标准。
培养具有相关技能的联邦政府领导者,制定清晰的职业发展和晋升路径,重视并鼓励员工参与人工智能标准的制定,并提供相应的专业知识培训。
2.促进对人工智能系统可信度的重点研究,在标准与可信度结合方面,推进和加速更广泛的探索和理解
支持可靠、强大和可信的人工智能计划并进行研究和评估。开发度量标准和数据集,以评估人工智能系统的可靠性、强大性和可信度,重点关注那些容易理解的、可用的、并能标准化的方法。建议由商务部、国家科学基金会和研究资助机构领导。
对风险管理策略的标准化进行研究,包括识别、监测和降低风险。建议由研究资助机构领导。
确定研究需求、要求和方法,帮助推动人工智能的科学突破,让人们对人工智能技术有信心,并建立对人工智能设计、开发和应用的信任。建议由商务部和研究资助机构领导。
3.支持和扩大公私伙伴关系,促进人工智能标准和相关工具的开发和使用
战略性地增加对AI标准开发的参与程度,特别是在需要做出重大决策的标准开发早期阶段。
推进非传统的标准开发协作模型,如开放源代码和联邦开放数据计划。
提高数据的可搜索性和已被授权供公众使用的联邦政府数据的访问权限,以更广泛地使用人工智能技术,对人工智能技术进行培训,尤其是与标准制定相关的技术。
推动基准标杆工作,以评估人工智能系统的可靠性、强大性和可信度,确保这些基准的广泛可用性,形成最佳实践,并改进人工智能评估和验证方法。
创造协作环境,通过AI问题挑战和测试平台,创造性地解决问题,推进标准开发。
促进跨学科的研究和合作,增进对相关社会和伦理问题的理解,促进可靠、强大和可信的人工智能标准的开发和使用。
4.与国际组织进行战略合作,促进满足美国经济和国家安全需求的人工智能标准的开发
在世界各地的人工智能标准开发活动中,支持美国的人工智能标准的优先事项。
通过人工智能标准和相关工具开发方面的合作,加强与盟国之间的信息交流。
跟踪和了解外国政府和机构在人工智能标准开发方面的战略和举措。
“特朗普政府将继续实施美国人工智能计划,即保持美国在人工智能领域领导地位的国家战略,”美国联邦政府首席技术官迈克尔·克拉齐奥斯(MichaelKratsios)说道,“公众信任、安全和隐私方面的考虑仍然是我们制定人工智能技术标准的关键组成部分。正如NIST所提出的,人工智能标准制定将确保人工智能的创建和应用造福于美国人民!”
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