分析大约7500万篇出版物发现，运用人工智能的论文更有可能成为“热门论文”

从医学上设计新药物候选者到社会科学中起草新的税收政策，人工智能（AI）在科学研究中的好处无处不在。

就在本周，两位以开创性人工智能研究而闻名的科学家获得了诺贝尔物理学奖，三位科学家因使用包括人工智能在内的先进技术预测蛋白质形状而获得诺贝尔化学奖。尽管人工智能取得了迅速的进步并具有广泛的应用，许多研究人员仍然缺乏对如何利用人工智能提升其研究工作的系统性理解，并且对于人工智能是否能够在各个领域推动科学进步仍存在怀疑。

一项由西北大学进行的新研究分析了7460万份出版物、710万项专利和420万份大学课程大纲，发现使用人工智能的论文表现出“引用影响溢价”。然而，人工智能的好处并未公平地惠及女性和少数族裔研究人员，并且随着人工智能在加速科学研究中扮演更加重要的角色，它可能会加剧科学领域现有的不平等现象，这对构建多样、公平和包容的研究劳动力具有深远的影响。

由凯洛格管理学院的Dashun Wang和Jian Gao领导的研究团队开发了一个测量框架，通过应用自然语言处理（NLP）技术来这些庞大的数据集，以估计人工智能在科学研究中的直接使用及其潜在益处。

王是凯洛格管理与组织学教授，以及工业工程学教授管理科学高先生是麦考密克学院的教授，同时也是凯洛格科学与创新中心（CSSI）的主任和凯洛格Ryan复杂性研究所的联合主任。高先生是凯洛格CSSI的研究助理教授。

该研究《量化人工智能在科学研究中的使用及其潜在益处》 была发布10月11日发表在期刊上自然人类行为学.

这些进步使得有可能，随着人工智能在准确性、稳健性和应用范围上的持续改进，它可能会为科学带来更多的实质性好处，在广泛的研究领域推动科学进步的同时，显著增强研究人员的创新能力，高所述。

最具影响力的研究

该研究发现，近年来人工智能在各个领域的研究成果令人瞩目。自2015年以来，在学科研究中使用人工智能的情况日益增多，这从出版物的标题或摘要中提到与人工智能相关的术语（如“人工智能”、“深度学习”和“卷积神经网络”）的数量可以体现出来。

从2015年到2019年，包括计算机科学（37%）、工程学（24%）、物理学（24%）、生物学（22%）、心理学（24%）、经济学（14%）和 sociology (30%) 在内的一些学科政治学（27%）的所有得分都由于新的AI能力的发展而显著提高了直接使用AI的分数。

研究人员会考察一篇论文被引用的次数，并将同一年同一领域内被引用次数排名前5%的论文定义为“热门论文”。无论学科如何，那些在标题或摘要中提及与人工智能相关术语的论文获得更多的引用，更有可能成为热门论文，并且从其他学科获得的引用比例更高。

除了其扩展之外，人工智能在研究中的应用和好处跨学科普遍存在，但我们发现人工智能教育存在系统性的不匹配，"高说。"高等教育中对人工智能的投资并未跟上人工智能在科学领域的好处的步伐。"

这些结果显示，在大多数学科中，人工智能人才和知识的供应似乎不足以利用这些学科可能从人工智能能力中获得的好处，突显了在人工智能使用与人工智能培训之间存在显著差距。

高说：“在科学领域，人工智能的应用已经迅速发展，而教育界对培养未来各学科科学家的人工智能技能的重点则相对滞后。”

STEM领域中代表性不足的群体

该研究还强调了人工智能使用稳步增长对女性和少数族裔研究人员的不平等影响。科学研究可能带来的。

“历史上我们知道，在某些领域女性和少数族裔的代表性不足，尤其是在STEM领域，”高说。“我们发现随着AI在科学中的使用不断增长，这些群体更不可能从新技术中受益。”

研究人员建议，确保人工智能训练过程公平的投资可能对缩小人口统计学差距产生积极影响。

接下来是什么？

随着人工智能的迅速发展，研究人员表示我们需要持续监控并更新它对科学的益处。

“女性和少数族裔受益最少，所以我们如何缓解这些人口统计学上的差异？”高说。

研究团队的分析支持这样一种假设：领域专家与人工智能研究人员之间的合作可能是促进科学界使用人工智能并填补人工智能应用与培训差距的一种有意义的方式。

高说道：“跨学科增加人工智能训练是有好处的，这将有助于各学科发展特定领域的AI专长，使它们能够更充分、更快地受益于人工智能的进步。”