当前，人工智能、量子信息、合成生物学等前沿领域技术发展日新月异。如何发挥政府在前沿技术应用的推动作用，已成为各主要经济体科技部门探索的重要命题，其中由政府机构牵头举办技术挑战赛成为各国政府发掘、培育、转化前沿技术的关键机制之一。本文详细总结了美国在政府层面举办前沿技术领域公开挑战赛的战略、机制、模式，分析了美政府机构通过举办技术有奖竞争推动前沿技术应用发展的得失，以期为我加速推动前沿技术发展提供相关思考。
一、美通过政府机构举办开放挑战赛已成为其“挖掘”前沿技术的重要手段
美国举办前沿技术领域开放挑战赛（以下简称“技术挑战赛”）历史由来已久。从国会法案角度看，最初的技术挑战赛源于1999年，美国会向国防高级研究计划局授予技术领域奖项举办权。技术挑战赛从1999年发展至今，已发展成美政府重要的技术挖掘手段之一。美国会研究院在2020年评价称，“技术挑战赛已成为美激励科学创新构建开放型科学生态的重要举措”。
从政策制定角度看，美政府举办技术挑战具有以下特点：
一是满足“更前沿”的创新需求。技术挑战赛发起方均为各类政府机构，政府在设计选题过程中，除满足规则要求外，可针对自身工作领域特点，提出“天马行空”的目标要求。例如，美国航空航天局与行星资源公司 (Planetary Resources)在2014年就发起“小行星猎人”挑战赛，利用图像识别算法识别对地球有威胁的近地小行星。该挑战赛举办以来，极大促进了美国针对小卫星观测与识别技术的发展。
二是满足“更紧迫”的创新需要。技术挑战赛全过程里程碑节点由政府机构设计并确定，政府机构在项目设计时，可根据目标紧迫性，提出“更为现实”的挑战目标。例如，美白宫科技政策办公室在2020年12月发布机构备忘录，集中披露国防部、国土安全部、卫生与公众服务部、食品药品监督管理局等部门针对新冠大流行发起的9项技术挑战赛，以解决新冠大流行期间美政府遇到的疾病监测、呼吸机制造、公民心理健康、线上教育等方面技术需求。
三是满足“更开放”的创新需要。技术挑战赛受众是面向全部美国公民。政府机构在设计项目时，可针对开发科研生态建设，提出“全民参与”的目标要求。例如，自 2009 年以来，美交通部联邦公路管理局一直采“Every Day Counts”的技术挑战赛来确定改进公路项目交付的创新，交通部组织团队实施挑战赛结果。
二、美政府机构举办技术挑战赛模式分析
美政府针对技术挑战设计了完整的政策支撑体系。
（一）顶层设计
法律层面，美政府主要按两类体系对技术挑战赛进行管理。
一类是通用性强的技术挑战赛，主要根据《美国竞争法案》。2010年，奥巴马政府发布了《美国竞争法案（2010版）》，首次从法律层面全面规范了政府机构举办技术挑战赛的形式与要求。具体来看，《美国竞争法案（2010版）》较《美国竞争法案（2007版）》，新增了第24节，界定了美政府机构举办的技术挑战赛类型、责任分配、知识产权、竞赛评判等环节。2017年，特朗普政府再次修订发布《美国竞争法案（2017版）》，进一步厘清技术挑战赛的权责利，其中明确要求联邦机构必须广泛宣传技术挑战赛。
另一类是特定机构开展的技术挑战赛项目，国会根据法案审批，对相应机构开展竞赛进行授权，特定机构授权范围涵盖美技术竞争的关键领域。但特定机构授权与《美国竞争法案（2010版）》所规定的技术挑战赛并不冲突，拥有特定授权的机构仍可根据《美国竞争法案（2010版）》要求开展技术挑战赛。
截止2024年，美拥有特定授权的主要机构情况具体如表1所示。
| 机构 | 授权年 | 授权法案 | 授权内容 | |
| 国防部 | 国防部高级研究计划局 | 1999年 | 2000 财政年度国防授权法案 | 国防部长可以颁发“有潜力应用于国防部军事任务执行的基础、高级和应用研究、技术开发和原型开发”奖项 |
| 其他军事部门 | 2006年 | 2007 财政年度国防授权法案 | ||
| 能源部 | 2005年 | 2005年能源政策法案 | 能源部长被授权实施“以现金奖励形式表彰在研究、开发、示范和商业等方面取得的突破性成就”；授权设立奖项，推动能源技术进步，减少美国对对外能源依赖。 | |
| 航空航天局 | 2005年 | 2005年美国国家航空航天局授权法案 | 航空航天局局长被授予颁发现金奖励的权力，“以激励基础和应用研究、技术开发和原型演示等方面的创新”“这些创新有可能应用于管理局的太空和航空活动” | |
| 卫生与公服务部 | 2006年 | 流行病和全灾害防范法案 | 部长被授权“可授予合同、拨款、合作协议或达成其他交易，促进生物防御医疗对策的创新与研发” | |
| 2016年 | 21世纪治愈法 | 支持开展能够推动生物、医学等科学重大进步或改善健康结果的奖项竞赛 | ||
| 国家科学基金会 | 2007年 | 美国竞争法案 | 授权基金会“接受和使用他人捐赠资金开展基础技术领域研究的挑战竞赛” | |
| 商务部 | 2018年 | 2018财政年度综合拨款法案 | 授权商务部部长在资金预算范围内开展有奖竞赛，加速频谱技术开发与商业化。 | |
（二）运行机制
运行层面，美政府出台多个具体管理办法。
政策方面，美政府针对技术挑战赛进行规范。美国管理和预算办公室（OMB）发布多分备忘录，就开放数据合作、技术挑战赛具体执行作解释说明。2010年3月，OMB发布“关于利用挑战和奖励促进开放”（M-10-11）的政策备忘录，明确指出“鼓励各机构利用奖金竞赛和挑战来推进其使命”，并就各联邦机构可执行的法律权力进行解释说明；2011年8月，OMB就美技术竞争奖励颁发机构重新授权作再次说明，解释了相关机构执行过程遇到的问题；2013年5月，OMB发布公开数据（M-13-13）的政策备忘录，具体规定了各机构应采取的开放政府数据资源的行动。
执行层面，美政府针对技术挑战赛推出统一门户。2010年，美总务管理局根据《美国竞争法案（2010版）》要求，推出了“challenge.gov”作为统一门户，便于挑战赛执行。经过多年建设，该门户已成为美政府对外举办技术挑战赛的重要对外窗口，具有以下特点：
一方面，政府机构集中在网站上公示挑战赛项目。在该门户上，参与挑战赛的注册用户可以查阅每一个挑战赛的具体情况，不仅减少了公民寻找挑战赛的工作量，也提高了挑战赛全过程监督的透明度。另一方面，政府借助门户统一发布创新所需的工具资源。在该门户上，美总务管理局提供资源展示窗口，既为参与者提供问题咨询、资源对接、实例展示等信息资源，也为政府部门提供交流社群、挑战赛设计案例、挑战赛研究报告等渠道与资源。但是，在该门户上，并未提供全口径范围的政府技术挑战赛信息，门户上多展示的是通用性强的技术挑战赛，部分特定机构开展的挑战赛未列出。
（三）管理模式
美政府针对通用性强的技术举行挑战赛采取全过程管理模式。围绕“Challenge.gov”门户，美政府部门已构建了一套完备的管理模式。根据Challenge.gov，笔者简要绘制了美政府技术挑战赛流程，具体如图1所示：
图1 美政府机构执行技术挑战赛流程
从执行阶段看，美将技术挑战赛划分为5大阶段、31小段。其中，准备阶段与开发阶段均为技术挑战赛发起部门负责执行，从执行阶段起全部技术挑战赛内容需在网站公开披露。除技术挑战赛发起部门外，美总务管理局负责门户运行、白宫科技政策办公室负责定期督查。
从挑战赛类型看，美将技术挑战赛按照七大类型进行管理，包括：创意、设计、软件、技术、商业、科学、分析。具体情况详见表2。
| 类型 | 定义 | 目标 |
| 分析 | 可举行可视化、算法类型挑战 | 寻找跟高的方法解释或交流数据信息 |
| 设计 | 可举行创新设计类型挑战 | 为机构寻找或捕捉一个新的设计美学概念 |
| 商业 | 可举行创业型挑战 | 为机构寻求合适的创业孵化项目 |
| 创意 | 可举行基于基本假设的新型挑战 | 为机构寻求新方法、新路径 |
| 科学 | 可举行基于循证的挑战 | 为机构提供问题的可行解决办法 |
| 软件 | 可举行软件与应用开发类挑战 | 为机构创建新的软件与应用程序，或现有数据集新的使用方法 |
| 技术 | 可举行硬件或原型开发类挑战 | 为机构研发出突破性创新产品 |
具体分析上述七类挑战赛，其特点如下：
一是创意类挑战赛设计最为创新。根据Challenge.gov规定，创意挑战赛支持政府机构提出的目标要求可包括：解决问题的新思路或理解问题的新角度；解决问题的新流程；解决问题的新方案等。同时，创意类挑战赛在机构审批过程中，允许不预设结果，也不限制参赛者提供的最终成品形制。
二是科学类挑战赛形式最为丰富，也可与其他类型重叠。科学类挑战赛鼓励通过科学的论证过程或可衡量循证探究解决问题，结果呈现形势往往与其他类型挑战赛重叠。科学挑战赛往往在设计之初就征集问题假设，并基于假设开展挑战，参赛者通过假设检验、基于发现的研究、计算方法、数据集预测模型等形式来推进科学研究。因此，科学类挑战赛形式包括：单阶段、多阶段、多类链接式竞赛。其中，多链接式挑战赛往往是两个相互独立的技术挑战赛，参赛者使用相同的数据集或基于上一个挑战赛研究成果。例如，美国国立卫生研究院与美食品药品管理局接连举办“癫痫病发作检测挑战赛”“癫痫病发病预测挑战赛”。
三是技术类挑战赛执行周期往往最长。技术类挑战赛目标是围绕硬件进行原型研发，属于各机构开展的大型挑战赛，允许机构在设计之初设立多个里程碑考察环节。
四是商业类挑战赛注重孵化潜力。商业类挑战赛目标是为相关机构挖掘和寻求新的创新解决方案，机构举办商业计划的挑战赛考察的是参赛企业的未来成长潜力，因此设计的目标可以分为两类：一类是在新兴技术领域寻求特殊人才；另一类是寻找可以快速孵化的新业务挑战项目。
三、美政府机构举办技术挑战赛影响分析
自《美国竞争法案（2010版）》对技术挑战赛进行规范以来，美政府已举办超2000次公开的技术挑战赛，据白宫科技政策办公室数据披露，2021年Challenge.gov网站访问人数突破500万人，挑战赛注册团队超过十万。
（一）独具特色的积极影响
从白宫科技政策办公室针对政府技术挑战赛的分析报告看，美政府通过举办技术挑战赛取得了丰硕的科技创新成果，基本达到了《美国竞争法案（2010版）》初期设计公开挑战赛的初衷，满足联邦机构寻找新技术、新想法，开拓新市场，提高全民参与度等诸多考量。相比于其他促进创新的手段来看，美举办技术挑战赛具有一定特色的积极影响。
一是允许政府机构“只为成功结果买单”。技术挑战赛满足了政府提出高要求、新标准的创新目标，也减少政府寻找技术方案的过程，允许政府只为挑战成功者买单。在保障公平的前提下，技术挑战赛最终是目标导向，可以使政府在从未关注的企业或科研人员层面挖掘出想要的结果。
二是为政府挖掘人才与创新想法提供渠道。注册并提交技术挑战赛的团队已超过10万，提交的创意想法更不计其数，为各机构开展科技工作、挖掘领域人才提供了重要渠道。
三是塑造全民参与研究的创新环节。美政府基于技术挑战赛，通过少量资金撬动大量关注与参与，并且在成果端加强宣传，鼓励大胆创新成果。据白宫科技政策办公室披露，技术挑战赛自举办以来，推动了美国自动驾驶、机器人、太空探测、节能系统等多个行业技术发展。
（二）待解决问题
美技术挑战赛自2010年全面推开以来，也积累了一些亟待解决的问题。
一是联邦机构并未完全就技术挑战赛设立独立官员进行管理。奖项设计与执行对各机构员工要求较高，各机构对自身员工配备与支持力度不多。根据美国会研究院2020年针对能源部、国家航空航天局、环保署、交通部、卫生与公众服务部等机构的采访显示，上述机构中针对技术挑战赛并未全部设立独立职位进行专人管理，例如，美能源部是由负责开放式创新的高级顾问及其团队为有兴趣开展技术挑战赛的能源部官员提供建议；国家航天航天局是针对挑战赛成立Tournament Lab，不仅组织管理挑战赛项目，也对挑战赛参与团队提供专业资源支撑。
二是联邦机构举办特定资金来源的技术挑战赛逐年增多。根据白宫科技政策办公室2024年4月统计数据，截止2022财年，在Challenge.gov管理的通用类技术挑战赛数量少于机构特定资金支持的技术挑战赛项目，且二者差距逐年扩大，2019财年中机构特定资金支持的技术挑战赛项目仅比通用类技术挑战赛多10项，但是到2022财年，该差距已扩大至31项。
三是联邦机构举办技术挑战赛后并未对失败案例进行总结。美国工程院曾警告称“若有奖竞赛设计或管理不善，可能会阻止公民开展非传统的研究来参与挑战赛，甚至可能出现官僚作风吓跑参赛者”。美国会研究院也针对性指出，联邦机构应总结经验教训。但在Challenge.gov管理过程中，并未对外完整披露失败或不能完成的技术挑战赛详情。
四、结语
参考文献：
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[11] Challenge.Gov Prize and Challenge Toolkit [EB/OL]. https://www.challenge.gov/assets/document-library/ChallengeGov_Federal_Agency_Toolkit_13Oct2021.pdf
[12] NASA Tournament Lab NASA [EB/OL]. https://www.nasa.gov/general/nasa-tournament-lab/
[13] Evaluating Prize Competitions Around the World [EB/OL]. https://www.abtglobal.com/projects/evaluating-prize-competitions-around-the-world
作者简介
白路 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究一室
研究方向：科技战略、科技安全