美國聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)技術(shù)預(yù)測(cè)工具應(yīng)用態(tài)勢(shì)分析

孫棕檀，李云，李浩悅，特日格樂

（中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院，北京 100048）

美國聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)技術(shù)預(yù)測(cè)工具應(yīng)用態(tài)勢(shì)分析

孫棕檀，李云，李浩悅，特日格樂

（中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院，北京 100048）

美國國防分析研究所發(fā)布的《美國聯(lián)邦政府技術(shù)預(yù)測(cè)工具應(yīng)用現(xiàn)狀與潛在應(yīng)用》研究報(bào)告對(duì)美國聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)技術(shù)預(yù)測(cè)工作開展現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理，對(duì)聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)期望擁有的技術(shù)預(yù)測(cè)工具能力進(jìn)行了分析。本文在此基礎(chǔ)上，對(duì)聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)技術(shù)預(yù)測(cè)工具的應(yīng)用態(tài)勢(shì)進(jìn)行了總結(jié)，為我國開發(fā)相應(yīng)技術(shù)預(yù)測(cè)工具提供參考與借鑒。

美國聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)；技術(shù)預(yù)測(cè)工具；自動(dòng)化

一、前言

2016年，美國知名智庫美國國防分析研究所（IDA）發(fā)布了《美國聯(lián)邦政府技術(shù)預(yù)測(cè)工具應(yīng)用現(xiàn)狀與潛在應(yīng)用》研究報(bào)告。這份研究報(bào)告主要包含兩部分內(nèi)容：一是了解在聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)中開展的技術(shù)預(yù)測(cè)工作現(xiàn)狀以及技術(shù)預(yù)測(cè)在決策中的作用；二是了解聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)對(duì)技術(shù)預(yù)測(cè)工具應(yīng)具備能力的期望，包括技術(shù)預(yù)測(cè)工具的特征、方法和信息[1]。

IDA所進(jìn)行的調(diào)查工作和發(fā)布的研究報(bào)告是在美國情報(bào)高級(jí)研究計(jì)劃局（IARPA）的支持下開展的。IARPA正在探索技術(shù)預(yù)測(cè)在科技決策中的當(dāng)前應(yīng)用與未來應(yīng)用，并開發(fā)自動(dòng)化技術(shù)預(yù)測(cè)工具。IDA的這份報(bào)告將幫助IARPA預(yù)測(cè)技術(shù)的未來特征或應(yīng)用，改進(jìn)和提升IARPA的科技分析能力；同時(shí)還將幫助IARPA認(rèn)清自動(dòng)化技術(shù)預(yù)測(cè)工具開發(fā)時(shí)需克服的障礙，加速技術(shù)預(yù)測(cè)工具從設(shè)計(jì)階段向業(yè)務(wù)運(yùn)行階段的過渡。

二、技術(shù)預(yù)測(cè)工作開展現(xiàn)狀

（一）技術(shù)預(yù)測(cè)工具使用情況不理想，技術(shù)預(yù)測(cè)需求不同

《美國聯(lián)邦政府技術(shù)預(yù)測(cè)工具應(yīng)用現(xiàn)狀與潛在應(yīng)用》研究報(bào)告將技術(shù)預(yù)測(cè)定義為：在特定的時(shí)間窗口內(nèi)對(duì)技術(shù)未來特征或應(yīng)用的預(yù)測(cè)[2]。聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)往往出于對(duì)特定事件或必要反應(yīng)做出響應(yīng)，以及對(duì)常規(guī)監(jiān)測(cè)和報(bào)道的需求，而啟動(dòng)技術(shù)預(yù)測(cè)工作。

技術(shù)預(yù)測(cè)的具體應(yīng)用包括：收集情報(bào)、從未來技術(shù)的潛在應(yīng)用中識(shí)別威脅和機(jī)遇、管理研究投資組合、了解今天的長期技術(shù)投資對(duì)未來場(chǎng)景的塑造或影響、了解全球商業(yè)技術(shù)或產(chǎn)品的演變對(duì)經(jīng)濟(jì)和政策的影響。

為了了解聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)對(duì)技術(shù)預(yù)測(cè)工具的使用情況以及利用技術(shù)預(yù)測(cè)工具開展輔助決策的情況，IDA的研究人員對(duì)涉及新興技術(shù)和技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)人員開展了一系列的訪談?wù){(diào)查工作。目前只有兩家聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)——中央情報(bào)局科學(xué)技術(shù)理事會(huì)（DSamp;T）與能源信息管理局（EIA）在日常工作中廣泛使用自動(dòng)化工具，而這兩家聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)中只有EIA使用自動(dòng)化工具進(jìn)行技術(shù)預(yù)測(cè)工作。此外，參與訪談的11家聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)表達(dá)了對(duì)技術(shù)預(yù)測(cè)的不同需求，如表1所示。

（二）對(duì)技術(shù)預(yù)測(cè)時(shí)間跨度與自動(dòng)化程度的追求存在差異

IDA研究人員根據(jù)訪談結(jié)果，將各聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)期望開展的技術(shù)預(yù)測(cè)的時(shí)間跨度分為三類：對(duì)未來5年內(nèi)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行展望的短期預(yù)測(cè)，對(duì)未來5～20年技術(shù)發(fā)展進(jìn)行展望的中期預(yù)測(cè)，以及對(duì)未來20～30年技術(shù)發(fā)展進(jìn)行展望的長期預(yù)測(cè)。

聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)采用何種類型的技術(shù)預(yù)測(cè)，與預(yù)測(cè)的時(shí)間跨度相關(guān)。對(duì)未來5年內(nèi)的技術(shù)或技術(shù)應(yīng)用狀況感興趣的聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)，正準(zhǔn)備迅速對(duì)技術(shù)本身進(jìn)行關(guān)注與響應(yīng)；對(duì)未來5～20年的技術(shù)或技術(shù)應(yīng)用感興趣的聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)，則將重點(diǎn)放在長期投資上，如基礎(chǔ)設(shè)施投資或長期組織戰(zhàn)略。此外，越是期望進(jìn)行長期技術(shù)預(yù)測(cè)的聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)，越是偏好對(duì)自動(dòng)化程度高的技術(shù)開展預(yù)測(cè)，如表2所示。

表1 參與訪談的聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)與技術(shù)預(yù)測(cè)需求

（三）聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)傾向于短期技術(shù)預(yù)測(cè)與非自動(dòng)化技術(shù)預(yù)測(cè)

從表2可以看到，參與訪談的聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)中有很多機(jī)構(gòu)傾向于采用短期技術(shù)預(yù)測(cè)而做出決策，主要原因有兩點(diǎn)：一是聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)分析師被淹沒在海量信息中，并沒有獲取到其所需的數(shù)據(jù)；二是某些技術(shù)發(fā)展速度過快，導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析師無法及時(shí)與深入地理解該技術(shù)。

此外，聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)對(duì)自動(dòng)化程度高的技術(shù)預(yù)測(cè)以及技術(shù)預(yù)測(cè)工具興趣不大，原因包括：現(xiàn)有的技術(shù)預(yù)測(cè)工具不能滿足聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的需求；聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)對(duì)當(dāng)前非自動(dòng)化預(yù)測(cè)流程已充分適應(yīng)；聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)缺乏對(duì)使用技術(shù)預(yù)測(cè)工具相關(guān)人員的培訓(xùn)時(shí)間；技術(shù)預(yù)測(cè)工具的高成本；數(shù)據(jù)分析師和決策者缺乏對(duì)自動(dòng)化技術(shù)預(yù)測(cè)工具的信任。

受訪的聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)表示，技術(shù)預(yù)測(cè)工具的輸出需要由數(shù)據(jù)分析師進(jìn)一步解釋與語境化，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證和理解后，再傳遞給決策者。在決策過程中，任何技術(shù)預(yù)測(cè)工具都無法取代數(shù)據(jù)分析師與決策者，技術(shù)預(yù)測(cè)工具僅起到輔助的作用。

三、對(duì)技術(shù)預(yù)測(cè)工具能力的期望

受訪的聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)希望技術(shù)預(yù)測(cè)工具可以具備一定的自動(dòng)化能力，這種自動(dòng)化能力可以概括為三類：預(yù)測(cè)能力、警報(bào)能力、追蹤與匯總能力，如表3所示。

具備預(yù)測(cè)能力的技術(shù)預(yù)測(cè)工具，可實(shí)現(xiàn)技術(shù)中期與長期預(yù)測(cè)（外推和趨勢(shì)分析工具）、技術(shù)短期預(yù)測(cè)（預(yù)測(cè)市場(chǎng)）[3]，甚至還可以計(jì)算并預(yù)測(cè)某項(xiàng)技術(shù)在軍用和民用領(lǐng)域應(yīng)用的可能性。當(dāng)指標(biāo)通過預(yù)先確定的閾值時(shí)，具備警報(bào)能力的技術(shù)預(yù)測(cè)工具就通知研究人員，將調(diào)查集中在特定的問題上，幫助研究人員了解技術(shù)潛在的威脅和機(jī)會(huì)。具備追蹤與匯總能力的技術(shù)預(yù)測(cè)工具可以協(xié)助開展信息摘要和態(tài)勢(shì)感知，概括研究領(lǐng)域、技術(shù)或人際網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。

（一）預(yù)測(cè)能力

部分聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)對(duì)獲取技術(shù)未來狀態(tài)的定性信息、識(shí)別當(dāng)前技術(shù)趨勢(shì)感興趣，并為預(yù)測(cè)技術(shù)的未來特點(diǎn)和技術(shù)的未來應(yīng)用提供基礎(chǔ)，具體包括外推和趨勢(shì)分析工具、軍民兩用技術(shù)概率計(jì)算工具、市場(chǎng)預(yù)測(cè)工具。

表2 聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)預(yù)測(cè)工具及預(yù)測(cè)時(shí)間跨度的偏好

表3 技術(shù)預(yù)測(cè)工具應(yīng)具備的自動(dòng)化能力與希望擁有相應(yīng)能力的政府機(jī)構(gòu)

1. 外推和趨勢(shì)分析工具

外推和趨勢(shì)分析是根據(jù)過去和當(dāng)前信息來預(yù)測(cè)未來的狀態(tài)，該工具適用于預(yù)測(cè)技術(shù)中長期的發(fā)展，但對(duì)未來20～30年的技術(shù)或技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)可能缺乏足夠的建立外推趨勢(shì)的數(shù)據(jù)。

2. 軍民兩用技術(shù)概率計(jì)算工具

軍民兩用技術(shù)概率計(jì)算是通過推斷歷史趨勢(shì)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)技術(shù)的未來狀態(tài)，若給定驅(qū)動(dòng)技術(shù)的不同因素，則可推測(cè)出可能的技術(shù)軌跡。該技術(shù)預(yù)測(cè)工具可預(yù)測(cè)技術(shù)在早期研發(fā)階段成為軍民兩用技術(shù)的概率。

3. 市場(chǎng)預(yù)測(cè)工具

市場(chǎng)預(yù)測(cè)是利用專家集體判斷生成對(duì)某一事件或參數(shù)的預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度高于單個(gè)專家。市場(chǎng)預(yù)測(cè)工具非常適合對(duì)缺乏可追蹤指標(biāo)技術(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，因?yàn)檫@些技術(shù)往往處于快速發(fā)展的時(shí)期。

（二）警報(bào)能力

受訪者表示，在技術(shù)達(dá)到預(yù)先確定的門檻時(shí)，可以開發(fā)出一種警示工具，提醒聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)分析師進(jìn)行深入分析。一般來說，技術(shù)警報(bào)工具首先需輸入數(shù)據(jù)分析師關(guān)心的技術(shù)未來狀態(tài)，然后數(shù)據(jù)分析師需確定哪些指標(biāo)可以指示技術(shù)的未來狀態(tài)，并設(shè)定警報(bào)響起時(shí)這些指標(biāo)的閾值。

技術(shù)警報(bào)工具可調(diào)整輸入的數(shù)據(jù)和閾值的類型，從而開展一系列的分析工作。如在基礎(chǔ)研究應(yīng)用中，在提取特定科學(xué)期刊或論文時(shí)，閾值可以是單獨(dú)的關(guān)鍵詞或作者，還可以是關(guān)鍵詞與作者同時(shí)出現(xiàn)；在對(duì)技術(shù)未來發(fā)展階段進(jìn)行分析時(shí)，可將閾值設(shè)置為專利申請(qǐng)或貿(mào)易期刊中出現(xiàn)的關(guān)鍵詞。技術(shù)警報(bào)工具具備可定制性，因此可支持短期、中期或長期的技術(shù)預(yù)測(cè)工作。

（三）追蹤與匯總能力

具備追蹤與匯總能力的技術(shù)預(yù)測(cè)工具，適用于對(duì)特定技術(shù)預(yù)測(cè)不感興趣，但想掌握相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域所有信息的聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)。該技術(shù)預(yù)測(cè)工具可細(xì)分為技術(shù)更名跟蹤工具、研究領(lǐng)域關(guān)鍵人物識(shí)別與追蹤工具、組織與信息可視化工具。

1. 技術(shù)更名跟蹤工具

對(duì)技術(shù)進(jìn)行長期跟蹤所面臨的挑戰(zhàn)之一是技術(shù)生命周期中相關(guān)名稱與術(shù)語的變化，技術(shù)報(bào)告的數(shù)據(jù)源也會(huì)發(fā)生變化，因此通過采用技術(shù)更名跟蹤工具，可以行之有效地自動(dòng)跟蹤此類技術(shù)。

2. 研究領(lǐng)域關(guān)鍵人物識(shí)別與追蹤工具

對(duì)新興研究領(lǐng)域領(lǐng)先科學(xué)家的單人識(shí)別不僅是一種了解該領(lǐng)域前沿研究狀態(tài)的方法，而且還能在關(guān)鍵人物身上進(jìn)行早期的技術(shù)投資。同時(shí)，對(duì)學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界關(guān)鍵人物的多人識(shí)別與追蹤，也有助于實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵人物間的緊密合作，加快技術(shù)商業(yè)化的進(jìn)程。

3. 組織與信息可視化工具

該工具具有可視化功能，能以結(jié)構(gòu)化形式直觀顯示信息，可允許用戶選擇特定數(shù)據(jù)來源，同時(shí)不斷地從這些數(shù)據(jù)源接收信息更新，并對(duì)用戶選擇的數(shù)據(jù)源進(jìn)行額外補(bǔ)充。組織與信息可視化工具具有不同的分析功能，如可通過主題建模或單詞云生成對(duì)數(shù)據(jù)源的信息進(jìn)行總結(jié)，可查看特定術(shù)語隨時(shí)間或主題的變化，可高亮顯示新術(shù)語或主題，可檢查數(shù)據(jù)的協(xié)同變化等。

四、結(jié)語

《美國聯(lián)邦政府技術(shù)預(yù)測(cè)工具應(yīng)用現(xiàn)狀與潛在應(yīng)用》研究報(bào)告對(duì)聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)技術(shù)預(yù)測(cè)工作開展現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理，對(duì)聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)期望擁有的技術(shù)預(yù)測(cè)工具能力進(jìn)行了分析。筆者對(duì)聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)技術(shù)預(yù)測(cè)工具的應(yīng)用態(tài)勢(shì)進(jìn)行總結(jié)，并提出幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)。

（1）現(xiàn)有的技術(shù)預(yù)測(cè)工具因缺乏普適性暫不能滿足聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的需求。技術(shù)預(yù)測(cè)工具雖然可以幫助聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)分析師集成、總結(jié)和突出關(guān)鍵信息，不斷進(jìn)行技術(shù)地平線掃描，并幫助數(shù)據(jù)分析人員跟上最新技術(shù)的進(jìn)展，但當(dāng)前的技術(shù)預(yù)測(cè)工具并未對(duì)客戶的需求進(jìn)行定制，此外，現(xiàn)有的技術(shù)預(yù)測(cè)工具功能的單一性也不能滿足聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的需求。開發(fā)滿足所有聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)需求的技術(shù)預(yù)測(cè)工具是不現(xiàn)實(shí)的，有些機(jī)構(gòu)對(duì)廣泛的技術(shù)地平線掃描活動(dòng)感興趣，有些機(jī)構(gòu)則遵照其機(jī)構(gòu)使命只對(duì)特定的技術(shù)進(jìn)行關(guān)注。

（2）具備可視化能力的技術(shù)預(yù)測(cè)工具將深得聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)的青睞。將信息以結(jié)構(gòu)化形式直觀顯示的技術(shù)預(yù)測(cè)工具可以幫助數(shù)據(jù)分析師更好地開展數(shù)據(jù)分析與決策工作。具備可視化能力的技術(shù)預(yù)測(cè)工具即使缺少技術(shù)預(yù)測(cè)模塊，也能為開展技術(shù)追蹤與匯總、技術(shù)外推和趨勢(shì)分析提供幫助。

（3）聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)預(yù)測(cè)工具的信賴度不高。一方面，受訪人員擔(dān)憂自動(dòng)預(yù)測(cè)可能會(huì)取代人類自身的判斷，數(shù)據(jù)分析師或研究人員通常是通過收集信息并利用專家判斷來確定信息的內(nèi)涵和價(jià)值，如果技術(shù)預(yù)測(cè)能自動(dòng)判斷出技術(shù)發(fā)展的未來影響，必將削弱人類在分析和決策過程中的核心作用；另一方面，受訪人員擔(dān)憂自動(dòng)化技術(shù)預(yù)測(cè)工具即使具備強(qiáng)大的預(yù)測(cè)能力，但工具本身的不透明性會(huì)降低聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)對(duì)自動(dòng)化工具的接受程度。

（4）我國在開發(fā)技術(shù)預(yù)測(cè)工具時(shí)，可充分借鑒美國聯(lián)邦政府機(jī)構(gòu)技術(shù)預(yù)測(cè)工具的使用經(jīng)驗(yàn)：一是充分調(diào)研各方需求，注重技術(shù)預(yù)測(cè)工具的可定制性與靈活性；二是平衡技術(shù)預(yù)測(cè)工具的復(fù)雜度、透明度與功能性；三是不能過度依賴技術(shù)預(yù)測(cè)工具，人類應(yīng)在技術(shù)決策的整個(gè)過程中發(fā)揮作用；四是須將可視化能力作為技術(shù)預(yù)測(cè)工具的重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。

[1] Sylak-Glassman E J, Williams S R, Gupta N. Current and potential use of technology forecasting tools in the U.S. Federal Government [R]. Virginia: Institute for Defense Analyses, 2016.

[2] National Research Council (NRC), Committee on Forecasting Future Disruptive Technologies. Persistent forecasting of disruptive technologies [R]. Washington DC: National Academies Press, 2010.

[3] Wolfers J, Zitzewitz E. Prediction markets [J]. Journal of Economic Perspectives, 2004, 18(2): 107–126.

Analysis on Current and Potential Use of Technology Forecasting Tools in the U.S.Federal Government Agencies

Sun Zongtan, Li Yun, Li Haoyue, Tergul
(China Aerospace Academy of Systems Science and Engineering, Beijing 100048, China)

The report entitled Current and Potential Use of Technology Forecasting Tools in the U.S. Federal Government released by the Institute for Defense Analyses summed up the current state and capabilities of technology forecasting tools desired by the U.S.federal government agencies. On the basis of this report, this paper summarizes the application of the technology forecasting tools of the U.S. federal government agencies, and provides reference for the development of corresponding technical forecasting tools in China.

U.S. federal government agencies; technology forecasting tools; automation

G353

A

2017-08-16；

2017-09-20

孫棕檀，中國航天系統(tǒng)科學(xué)與工程研究院，工程師，主要研究方向?yàn)榍把丶夹g(shù)與顛覆性技術(shù)的分析、識(shí)別與研究；E-mail: sunzongtan@spacechina.com

中國工程院咨詢項(xiàng)目“引發(fā)產(chǎn)業(yè)變革的重大顛覆性技術(shù)預(yù)測(cè)研究”(2016-ZD-12)

本刊網(wǎng)址：www.enginsci.cn

DOI 10.15302/J-SSCAE-2017.05.016