人工智能产业对区域经济发展影响测度分析

陈德余，汤勇刚

（1.广州商学院，广东广州 511363；2.云浮市信息科技发展有限公司，广东云浮 527300）

1 研究背景

人工智能(AI)，从其内涵上来讲，是一套具有智能思维所要求的计算机系统，或是一套解决复杂问题需要采取合理决策以达到目标的智能系统［1］。人工智能产业是现代经济增长的重要源泉，也是促进中国区域经济持续发展的重要推动力。全世界在人工智能领域中最具代表性的城市有20 个，引领世界人工智能领域创新发展，主要包括3 个层次的城市：第1 个层次是以旧金山、波士顿为代表的综合枢纽型人工智能城市；第2 个层次是以纽约、北京和上海为代表的应用型人工智能城市；第3 个层次是以多伦多、深圳和阿姆斯特丹为代表的创新引领型人工智能城市［2］。

当前，中国区域经济正处在产业结构转型升级，新旧动能转换，全力振兴实体经济的紧要时期，人工智能产业的发展对中国区域经济产业转型升级起着不可替代的重要作用。党的十九大报告明确指出要大力推动互联网、大数据、云计算、人工智能与实体经济深度融合，培育新增长点，形成新动能。国务院印发的《新一代人工智能发展规划》也明确提出要进一步推进人工智能与产业合作，不断催生新产品、新技术，涵盖“AI+教育”“AI+工业”“AI+5G”“AI+医疗”等应用领域，推动产业结构优化升级。在新常态驱动下，人工智能在“开放、平等、协商、分享”的经济发展理念下，不仅为中国区域经济的增长提供新的增长动能，而且能有效降低各产业单位的用工成本，为区域经济发展提供可持续发展的强大动力［3］。中国生产制造智能化改造升级的需求日益凸显，工业机器人需求依然旺盛，工业机器人市场保持向好发展，约占全球市场份额1/3，是全球第一大工业机器人应用市场。据国际机器人联盟（IFR）统计，中国工业机器人密度在2017年达到97 台/万人，已经超过全球平均水平；2019年中国工业机器人市场规模达到57.3 亿美元［4］。

人工智能已广泛运用于工业、农业、自动驾驶、军事、交通运输、科学研究、医疗保险和家庭等方面，采用自动化技术可以大大提升劳动生产率，增强人类征服自然和改造自然的能力。例如，在语音识别领域，中国科大讯飞发明的语言识别系统对中文的有效识别率高达98%；在医疗领域，美国新泽西BD公司开发的焦点GS 成像系统用来治疗宫颈癌，同人工检查相比，准确率和诊断速度提高一倍；在银行智能柜员机，可使中国工商银行一年在全国减少柜员12 042 人，裁减营业网点128 个［5］；在制造领域，大量自动化智能生产机器人的使用大大降低了人类重复劳动，如富士康公司启动10 万台机器人在生产车间进行流水作业，大大提高了劳动生产率［5］。麦肯锡全球研究院研究数据显示，全世界可能有超过14%的劳动力需要改变职业岗位，面对新的职业发展，或是以新的方式与智能机器协同工作，大量劳动密集型的重复性工作将从目前在全球经济中43%的比重降到32%，而资本密集型和技术密集型非重复性工作的比重将从42%增加到53%，而中国将来可能有超过51%的工作实现全自动化［6］。2019 年年末出现的新型冠状病毒感染肺炎疫情（以下简称“新冠疫情”），是新中国成立以来传播速度最快、感染范围最广、防控难度最大的一次重大突发公共卫生事件，为有效抗击病毒，减少医护人员感染，在武汉、北京、上海、广州等医院，采用智能机器人给病人送餐、递送病人急需物资等，大大降低医护人员受感染风险。作为云计算独角兽的华云数据控股集团有限公司，利用云计算等人工智能技术，在辅助疫情判断、创新诊疗模式、提升服务效率等方面发挥了重要作用，为安徽省新型冠状病毒感染肺炎疫情保驾护航，还捐赠给武汉市红十字会医院“安超云”一体机，以安超OS2020 为核心，从芯片到硬件、从软件到解决方案等各个方面为抗击疫情提供最全面的信息技术支撑［7］。

由于中国区域经济发展的非均衡性和差异性，使得各个区域的人工智能产业发展也存在很大的差异性。那么，人工智能产业对区域经济发展到底有哪些影响，人工智能产业对中国区域经济发展的影响到底有多大，在不同时期的影响是否相同？围绕这些问题，本研究选取区域蓝皮书《中国区域经济发展报告（2018～2019）》和《中国区域经济统计年鉴》数据［8］，以及国家统计局网站、中国人工智能年度发展报告、万德数据库等相关数据，从量化角度分析人工智能产业对区域经济发展水平的影响，以期为各级政府、行业制定人工智能相关政策提供参考。

2 文献综述

近年来，关于人工智能产业对区域经济增长影响的研究成果也大量涌现。例如在金融数据分析中，PPmoney 万惠集团的人工智能团队基于深度学习，借助卷积神经网络以及双向循环神经网络等深度学习的算法，对电商文本数据进行深入挖掘，不但可大大提升金融领域的全自动化水平、提升工作效率，而且大大提升了金融机构识别欺诈风险的精准度［9］；人工智能机器一年的工作天数是7 d×24 d×365 d，不需要休息和度假［10］；曹静等［11］就人工智能的经济影响进行较为系统的文献梳理和回顾，着重分析人工智能对生产率和经济增长的促进作用、人工智能对劳动力就业的影响效果，以及人工智能是否会引发收入不平等的加剧等问题，研究表明人工智能对于经济增长具有促进效用，有研究发现，到2035年，人工智能可能会使中国经济的年增长率上升1.6%、劳动生产率提升27%，人工智能的发展将会对中国的经济和劳动力市场形成巨大冲击，但中国的相关文献非常有限；何玉长等［12］认为新一代人工智能是先进的科技生产力，人工智能的开发及利用已上升为国家的发展战略；童凯汀等［13］认为，人工智能无论是在核心技术上还是在典型应用上，都已在市场呈现爆发式进展，是区域经济创新的驱动力，同时更是新经济发展的驱动力，因此，政府要以此为契机打造智慧城市，强化智能制造；Aghion 等［14］运用新古典经济增长模型估算了机器智能对经济发展的影响，发现机器智能的使用会提高区域经济增长率；Autor 等［15］通过对1993—2007 年间部分国家的智能机器使用及经济运行情况的分析，发现机器人的使用会在一定程度上提高生产率、促进区域经济的增长，进而提升经济增长速度；Autor 等［16］认为促进区域经济增长的技术通常需要具备三大条件，一是大范围推广使用，二是不断更新升级，三是能够引发与之相配套的创新活动，而人工智能的强大学习能力正好具备这3 个条件；Bessen［17］构建人工智能模型考察人工智能对经济增长的影响，通过理论模型对人工智能的影响进行定性分析。

综上国内外相关研究成果表明，尽管国内外学者探讨人工智能对经济增长的影响已有不少研究成果，但对人工智能对区域经济增长影响到底有多大、人工智能对区域经济增长的影响进度如何、该采取什么措施使人工智能产业对区域经济增长的效应达到目标却鲜有论述，显然，这些都需要量化分析才能解决，相应的实证分析则更少。对此，本研究尝试对人工智能对中国区域经济发展影响进行量化分析，并进行实证检验。

3 区域经济发展模型指标选取

本研究中，中国区域经济发展以《中国区域经济发展报告（2018～2019）》中的大类分类，主要包括东部、中部、西部和东北地区四大版块，包含中国31 个省级行政区（未含港澳台地区）［8］，设置中国生产总值（GDP）作为区域经济增长变量（p）；选取人工智能市场容量、就业人口、科研规模和专利申请数量4 个指标进行衡量。数据时间范围为2018—2019 年。

（1）市场容量（p-capa）。市场容量是指人工智能整体发展规模及其发展水平，包括人工智能企业数量、市场消费水平、消费能力、消费规模等，反映了人工智产业的整体趋势及其效益。目前，中国人工智能领域有超过4 000 家企业，代表性的企业有百度、腾讯、阿里巴巴集团、华为技术有限公司（以下简称“华为”）、联想集团等［18］。《2020中国人工智能API 经济白皮书》显示，2019 年中国人工智能开放平台市场规模为104 亿元，预计2020年市场规模可达222 亿元［19］。

（2）就业人口（p-popu）。就业人口是指在人工智能市场中容纳的16 周岁及以上的劳动力人数，包括从事智能控制、语言识别、自动程序设计、航天应用、专家系统、遗传编程等全部就业人口。全球人工智能领域人才大约30 万人，但市场需求在100 万人以上，全球高校每年毕业的人工智能领域大学生约2万人，中国毕业的AI大学生也不到4 000人，远远达不到人工智能市场对AI 人才的需求［20］。

（3）科研规模（p-scie）。科研规模是指国家投入人工智能市场的资金及人工智能市场的科研水平。政府和企业在人工智能领域提供的科学研究和试验支持，包括国家试验室、高等教育机构和人工智能企业。根据清华大学和中国人工智能学会发布的《2019 人工智能发展报告》，中国大约有30 个大学试验室从事深度学习、电脑视野和自然语言分析等课题研究；2017 年中国成立了人工智能国家试验室，中国的互联网巨头百度、腾讯和阿里巴巴集团已处于世界人工智能技术发展的前沿［21］。2013—2018 年，全球人工智能领域共产出论文文献30.5 万篇，其中中国发表7.4 万篇，居全球最高［22］。

（4）专利数量（p-pate）。专利数量是衡量企业技术实力甚至是国家创新能力的重要指标，也是评价一个区域经济社会创新发展的硬性指标。中国专利保护协会公布的《人工智能技术专利深度分析报告》显示，全球人工智能领域专利申请数量排在前5 位的国家和地区是中国、美国、日本、韩国、欧洲［23］。根据国家工业信息安全发展研究中心发布的《人工智能中国专利技术分析报告》，截至2019 年10 月，中国人工智能专利申请量已经超越美国成为AI 领域专利申请量最高的国家，其中百度以5 712 件专利位列第一，并包揽了深度学习技术、语音识别、自然语言处理、智能驾驶等多个人工智能核心领域第一，以明显优势领跑［24］。

为使研究数据更加精确，较好地反映人工智能产业对中国经济发展影响的整体情况和综合效益，本研究对指标分析数据的选取进一步明确：市场容量主要研究人工智能企业数量，企业技术和产品的应用领域包括智能机器人、无人机、虚拟现实/增强现实（AR/VR）、智能驾驶、大数据和数据服务以及各类垂直领域的扩大应用，这些企业是推动智能技术进步的关键推动力；就业人口主要研究在工业、农业、交通、医疗、生活服务等领域从事自动化控制的就业人口数，包括在智能传感器、芯片、智能机器人等领域的就业人口数量，因为人工智能对劳动者的专业性、协作性要求更高，对技术技能型人才需求更加迫切；科研规模主要分析人工智能领域发表的科研论文数；专利主要考虑向中国国家专利局申请的专利数量。

4 人工智能对区域经济发展影响实证分析

4.1 平稳性检验

为确保分析数据的平稳性，考虑到本研究主要测度4 个变量对区域经济增长的影响程度，而这4个变量在实际中变动较大，因此暂不检验变量之间的多重共线性。假定方差膨胀系数VIF 为1，对数据进行单位根检验（ADF），结果如表1 所示，表明4 个序列数值均为平稳序列。

表1 人工智能产业对中国经济发展影响测度指标的平稳性检验

4.2 计量分析

向量自回归模型（VAR）常用于计量经济分析，其一般公式 为：

采用VAR 模型计量时需要综合考虑各变量的滞后阶数，按照以上4 个序列数值均为平稳序列的分析结果，以滞后4 阶建立相对应的计量模型，得到特征根不超过单位圆范围，进一步说明VAR 模型平稳。具体如下：

进一步采用变量方差分解表来分析，从表2 至表6 的结果可以看出，从短期来看，4 个变量的变化相对较小，均控制在10%左右的变化范围，说明随着时间的推移，人工智能市场容量、就业人口、科研规模、专利申请数量趋于平稳，对中国经济发展有冲击影响但波动贡献基本控制在20%左右，不会有激烈的变化，但4 个变量在不同时期对促进中国经济增长作用一直保持上升势头。人工智能产业发展对中国经济发展的影响由23.3%上升到29.2%，说明随着人工智能产业的快速发展，人工智能产业对中国经济增长越来越重要，但同时也进一步扩大了国内各地区经济之间的差距。人工智能产业对中国经济发展影响最大、影响作用较强以及最关键的因素是人工智能技术，人工智能技术通过人工智能专利和人工智能科研规模覆盖各产业领域，其中人工智能专利申请保持稳定增长态势，对中国经济发展影响由最低时期的27.01%增长到最高时期的45.26%。事实也的确如此，近几年，中国人工智能专利申请覆盖了技术平台、产品应用等各个环节，形成了比较完整的产业链；长三角、珠三角、京津冀等地的人工智能产业生态格局已初步形成，部分关键技术如图象识别、语音识别等应用技术处于世界领先水平；同时，人工智能市场容量和就业人口也在逐步扩大到各个制造领域，中国人工智能市场投资规模占全球近1/3［21］，各领域的“AI+”新技术、新模式、新业态如雨后春笋般不断涌现，特别是智慧交通、智慧医疗、智慧农业、智慧零售在各区域经济中呈现新经济发展态势，同时国内各地区经济发展的差异也进一步扩大。

表2 区域经济发展变量的方差分解

表3 市场容量变量的方差分解

表4 就业人口变量的方差分解

表5 科研规模变量的方差分解

4.3 协整检验

从长期来看，人工智能产业对中国经济增长的影响是扩大还是缩小，本研究进一步运用协整检验，分析p、p-capa、p-popu、p-scie、p-pate 这5 个变量之间的长期稳定性。如果5 个变量之间的稳定性长期向好，那么各变量之间的协整性是完全的，因长期静态变量有5 个，协整关系的结果可能有多个。为避免检验过程中造成两个以上的协整向量可能无法找到，考虑不采用Engle-Granger 协整检验，而是采用Johansen 检验法进行协整检验。具体形式如下：

结果表明5 个变量存在长期均衡关系，从长时期来看，人工智能产业与中国经济发展存在正相关，人工智能产业的快速发展进一步推动了中国经济长期向好。数据显示，人工智能产业比重每提高1%，则中国经济增长指数也相应提高1.25%，说明人工智能产业对中国经济增长的影响是正面的，并且区域经济增长的比例高于人工智能产业增长的比例，这也进一步说明了人工智能技术是促进区域经济增长的重要因素之一；另外，当中国经济增长每降低1%的比例，人工智能产业则降低3.25%的比例，这进一步说明区域经济增长速度从长期来看直接影响人工智能产业的发展快慢，因此，社会发展越落后的地区其人工智能产业的发展速度就越慢。在新冠疫情影响下，长三角、珠三角和京津冀等区域以数字经济为代表的新兴产业快速崛起，例如线上问诊、远程医疗、智能物流、数字娱乐等，进一步推动这些区域的经济创新发展，为中国经济发展带来新的机遇和发展空间。

5 结论与启示

通过以上计量分析，研究表明无论是短期分析还是长期分析，人工智能产业的发展对中国经济的发展均有强大的影响，而城市的发展，特别是超大城市的发展，由于强大的资源聚集和人才聚集效应以及强大的人工智能生产链，进一步提升了区域经济的生产自动化和智能化程度，同时也出现越来越多的资本劳动替代，促进了区域全要素生产率的提升，推动中国经济向更高质量发展，但同时也进一步扩大了国内各区域经济发展的差异。基于以上研究结论，为进一步通过推动人工智能产业发展来促进区域经济发展，提出以下对策建议：

一是促进人工智能融合行业应用，发挥人工智能技术对新型商业模式发展的驱动作用。受新型冠疫情影响，很多企业的正常经营受到影响，但据报道，阿里、京东等电商巨头甚至出现了共享员工［25］。由疫情催生的新的商业模式快速涌现，主要包括自动化需求强化、网络与渠道快速下沉、智慧型城市管理快速提升等，共享经济模式应运而生。这些新的商业模式的出现更加推动人工智能快速发展，政府应进一步加大力度，在远程办公、智能医疗、智能金融等行业给予政策支持，引导这些新商业健康持续发展。在人工智能产业发展模式上，可选择制造与服务并驾齐驱，全力促进金融、零售、教育、医疗、交通等方面的智能化，大力发展智能机器人、无人机、无人驾驶汽车产业，为人工智能发展营造良好创新环境，进而促进区域经济高质量发展［26］。

二是加强人工智能产业关键技术自主创新，支持重点领域智能产品研发。人工智能产业的发展高度依赖高性能计算技术、微处理器和先进半导体技术的发展，然而，中国微晶片长期以来高度依赖海外进口，部分高端半导体国内尚无法生产，这给国内人工智能产业发展带来极大的隐患［27］。因此，政府要加大相关产业规划和财政支持力度，并引领社会力量，集中资源和技术人才，加大对人工智能关键技术领域的研发和投入，特别是人工智能产业芯片领域，更要集中全国的力量，以新型举国体制科研模式确保其优先发展。为人工智能技术发展创造良好的发展环境，一方面加大国家自然科学基金对人工智能领域的投入，另一方面鼓励人工智能领域先进企业与国家自然科学基金合作，加大基础研究。同时，在人工智能技术成果向商业化、产业化转化中，引导高校、科研院所与人工智能企业等创新主体之间加强合作，进一步完善风险投资制度，引导风险投资进入人工智能领域，此外，借鉴发达国家在人工智能产业上的发展经验，健全人工智能产业产学研相结合的创新机制，从海外引进高素质的领域技术人才，以全球化的视野发展人工智能产业［23］。

三是加大人工智能教育投入，培养和壮大人工智能领域人才队伍。美国已在人工智能领域及其关键技术上投入巨资，提前进入技术储备。中国要在人工智能领域的理论、技术和应用方面达到世界顶尖水平，就必须在人工智能领域加大基础性投入，有针对性地提前布局。目前中国专注人工智能发展的研究机构数量还太少。为建立人工智能技术创新良好生态链，政府应在人工智能基础教育和职业技能培训上进一步加大投入，创造宽松的创新环境，支持有条件的重点高校成立人工智能产业学院，支持高校全球招募人才。另外，在基础教育阶段，无论是小学、初中、高中还是大学，应在课程中适当增加“AI+”智能课程，增加学生学习人工智能的兴趣。当前，由科技部牵头，依托百度、阿里云、腾讯、科大讯飞公司等AI 创新引领公司成立的国家新一代人工智能开放创新平台，为培养中国人工智能人才梯队做好长远规划［27］。

四是优化职业结构性调整，完善社保制度，为人工智能发展营造良好创新环境。人工智能的快速发展不可避免地冲击知识技能更新慢的劳动者，特别是低技能劳动者，短时期内造成个别行业或工作岗位退出历史舞台，引起群体性失业。对此，政府应“两条腿走路”，一方面进一步完善现有的社会保障制度，对这部分可能的失业人员提供基本的社会保障，保障其基本生活需要，防止人工智能产业的冲击使社会收入两极分化加剧；另一方面加大再就业工程，对这部分劳动者进行再教育培训，使其适应新岗位要求，降低失业率［29］。