人工智能创新应用的国际视野——美国NSF人工智能研究所的前瞻进展与未来教育展望

（一）人工智能社会新产业

• 天气、气候和沿海海洋学可信人工智能研究所：俄克拉荷马大学诺曼分校领导，从人工智能基础应用出发，探测如何将多样化的原始数据转变为可操作的指导和预测。
• 分子发现、合成策略和制造研究所：由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校领导，通过机器学习和人工智能工具，合成化学领域内更有效的分子创造解决方案。
• 大规模学习优化研究所：由加州大学圣地亚哥分校领导，通过人工智能技术，解决现代计算机科学技术无法解决的大规模优化问题，从而改善半导体的设计和操作。
• 机器学习基础研究所：由德克萨斯大学奥斯汀分校领导，通过研究新的理论，系统解释算法如何在实践中成功实现最佳解决方案，以将变化的数据融入环境中。
• 人工智能与基础交互研究所：由麻省理工学院领导，致力于构建融合基本物理原理的人工智能，使数据分析选择更具针对性，以及探索物理概念和人工智能之间的协同作用，以提高对人工智能技术的基本理解，并利用这些技术改善神经网络架构等。

（二）人工智能农业新治理

• 未来食品人工智能研究所：由加州大学戴维斯分校领导，利用人工智能技术能够科学显示食品信息的生物学规律，通过了解食品生成的具体过程从而解决分子育种问题，优化产量、作物质量以及抗病虫害等。
• 未来农业管理和可持续性人工智能研究所：由伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校领导，通过计算机视觉、机器学习、软物体操作和人机交互等人工智能技术应用解决了农业领域的诸多挑战，如劳动力短缺、农作物生产率、环境复原力等。
• 农业人工智能劳动力转型和决策支持研究所：由华盛顿州立大学领导，应用人工智能技术，根据气候变化科学管理、动态预测农作物的生长周期和培育方法，从而提高水果和蔬菜作物的生产质量和产量。
•  弹性农业研究所：由爱荷华州立大学领导，应用人工智能技术帮助植物更好适应气候变化，同时多元联动合作伙伴，推动植物科学、农业经济学和人工智能的交叉研究，建立并预测植物生长的变化模型，从而实现农业生产的规模化、优质化、弹性化等质量发展目标。

（三）人工智能数字新生活

• 网络组协作协助和响应式交互研究所：由佐治亚理工学院领导，旨在开发人工智能系统，学习人类行为的个体模型以及研究它们如何随时间变化。
• 环境计算学习智能网络基础设施研究所：所由俄亥俄州立大学领导，该研究中心聚焦于开发简化人工智能使用的方法，让研究人员使用人工智能的过程变得更加简单，并将其提供给更广泛的用户，如小型机构、当地社区研究人员或新型职业农民等。
• 下一代边缘网络与分布式智能研究所：由俄亥俄州立大学领导，利用网络和人工智能之间的协同效应，设计出了高效、可靠、稳健和安全的后代无线边缘网络，并确保这些网络能够进行自我修复和自我优化，从而改善人工智能在智慧交通、远程医疗、分布式机器人和智能航空航天等领域的应用。
• 利用下一代网络的边缘计算研究所：由杜克大学领导，专注于开发具有人工智能功能的边缘计算，为网络边缘、云端用户提供更好的网络访问，同时还致力于控制网络的复杂性和成本。

（四）人工智能教育新生态

• 学生人工智能团队人工智能研究所：由科罗拉多大学博尔德分校领导，致力于开发“人工智能伙伴”技术系统，即让学生与机器人在课堂上通过语言、手势、眼神和面部表情进行自然互动，促进深度合作学习。
• 人工智能优化研究所：由佐治亚理工学院领导，结合人工智能和数学优化原理，开发出可进行大规模决策的智能应用系统。同时，把人工智能技术与经典模型的优化技术相融合，以改善教育生态供应链的复杂运营和管理。
• 人工智能动态系统研究所：由华盛顿大学领导，通过将基于物理的模型与人工智能、机器学习方法相结合，为科学和工程领域的实时传感、预测和决策挑战提供基于数据的可解释方案，从而实现对复杂学习进程中的实时监督和有效干预。
• 人工智能参与式学习研究所：由北卡罗来纳州立大学领导，致力于人工智能教育场景构建、智能场域优化等研究。如通过教育环境中的自然语言处理、计算机视觉和机器学习等，让学习者能够在以人工智能为中心的叙事学习环境中参与沉浸式学习。
• 人工智能成人学习和在线教育研究所：所由佐治亚研究联盟牵头，所致力于人工智能教育产品研发，从而提高成人在线教育的质量。