尽管AI具有改变社会的巨大潜力，但人们对其行为能力和负责任地做出决定的能力存在严重的关注。最近发布了许多负责AI的道德法规，原则和准则。但是，这些原则是高级且难以实施的。同时，从算法的角度来看，已经将很多努力投入到负责人的AI中，但是它们仅限于一小部分伦理原则，可用于数学分析。负责的人工智能问题超出了数据和算法，并且经常在系统级交叉处，许多系统组件和整个软件工程生命周期。基于系统文献综述的结果，本文将一个缺失的元素确定为系统级指导 - 如何设计负责任的AI系统的体系结构。我们提供了一个设计模式的摘要，可以将其嵌入AI系统中作为产品功能，以促进负责任的设计。

负责任的AI被广泛认为是我们时代最大的科学挑战之一，也是释放AI市场并增加采用率的关键。为了应对负责任的AI挑战，最近已经发布了许多AI伦理原则框架，AI系统应该符合这些框架。但是，没有进一步的最佳实践指导，从业者除了真实性之外没有什么。同样，在算法级别而不是系统级的算法上进行了重大努力，主要集中于数学无关的道德原则（例如隐私和公平）的一部分。然而，道德问题在开发生命周期的任何步骤中都可能发生，从而超过AI算法和模型以外的系统的许多AI，非AI和数据组件。为了从系统的角度操作负责任的AI，在本文中，我们采用了一种面向模式的方法，并根据系统的多媒体文献综述（MLR）的结果提出了负责任的AI模式目录。与其呆在道德原则层面或算法层面上，我们专注于AI系统利益相关者可以在实践中采取的模式，以确保开发的AI系统在整个治理和工程生命周期中负责。负责的AI模式编目将模式分为三组：多层次治理模式，可信赖的过程模式和负责任的逐设计产品模式。这些模式为利益相关者实施负责任的AI提供了系统性和可行的指导。

虽然人工智能（AI）正在解决现实世界的挑战和转型行业，但对其表现和以负责任的方式做出决定存在严重担忧。最近各国政府，组织和企业发布了许多AI伦理原则和负责任的原则和指南。但是，这些AI伦理原则和指南通常是高级别的，并且不提供关于如何设计和开发负责任的AI系统的具体指导。为了解决这种缺点，我们首先提出了一个实证研究，我们采访了21名科学家和工程师，了解从业者对AI伦理原则及其实施的看法。然后，我们提出了一个模板，使AI道德原则能够以具体模式的形式进行操作，并建议使用新创建的模板的模式列表。这些模式提供了具体的，操作化指导，促进了负责任AI系统的发展。

人工智能（AI）正在成为我们日常生活中许多系统的转角石，例如自动驾驶汽车，医疗保健系统和无人飞机系统。机器学习是AI领域，它使系统能够从数据中学习并根据模型对新数据做出决策，以实现给定的目标。 AI模型的随机性质使验证和验证任务具有挑战性。此外，在AI模型中存在固有的双重性，例如生殖偏见，选择偏见（例如种族，性别，颜色）和报告偏见（即结果不反映现实的结果）。越来越多的人特别关注AI的道德，法律和社会影响。 AI系统由于其黑盒性质而难以审核和认证。它们似乎也容易受到威胁。当给出不受信任的数据时，AI系统可能会不良，使其不安全且不安全。政府，国家和国际组织提出了几种克服这些挑战的原则，但是实际上，它们的应用是有限的，并且在原则上有不同的解释可以偏向实施。在本文中，我们研究了基于AI的系统的信任，以了解AI系统值得信赖的意义，并确定需要采取的行动，以确保AI系统值得信赖。为了实现这一目标，我们首先审查了为确保AI系统的可信度的现有方法，以确定在理解可信AI是什么的潜在概念差距。然后，我们建议对AI的信任（零值）模型，并建议一组应满足的属性，以确保AI系统的可信度。

随着各种公开的AI伦理原则的共识，差距仍然可以随时采用设计和开发负责任的AI系统。我们研究了来自澳大利亚国家科学研究机构（CSIRO）的研究人员和工程师的实践和经验，他们参与设计和开发AI系统的一系列目的。半结构化访谈用于检查参与者的做法如何与澳大利亚政府提出的一套高级AI伦理原则涉及并对齐。原则包括：隐私保护和安全，可靠性和安全性，透明度和解释性，公平性，竞争性，责任，人以人为本的价值观和人类，社会与环境福祉。研究了研究人员和工程师的见解以及在原则的实际应用中为它们提供的挑战。最后，提供了一系列组织响应，以支持实施高级AI道德原则。

即将开发我们呼叫所体现的系统的新一代越来越自主和自学习系统。在将这些系统部署到真实上下文中，我们面临各种工程挑战，因为它以有益的方式协调所体现的系统的行为至关重要，确保他们与我们以人为本的社会价值观的兼容性，并且设计可验证安全可靠的人类-Machine互动。我们正在争辩说，引发系统工程将来自嵌入到体现系统的温室，并确保动态联合的可信度，这种情况意识到的情境意识，意图，探索，探险，不断发展，主要是不可预测的，越来越自主的体现系统在不确定，复杂和不可预测的现实世界环境中。我们还识别了许多迫切性的系统挑战，包括可信赖的体现系统，包括强大而人为的AI，认知架构，不确定性量化，值得信赖的自融化以及持续的分析和保证。

人工智能（AI）的应用范围是巨大的，危害可能性也是如此。越来越愤怒地对来自AI系统的潜在风险产生了刺激行动，以解决这些风险，同时侵蚀对AI系统的信心以及发展它们的组织。 2019年研究发现了80多个出版和采用了“AI伦理原则”的组织，从此加入了更多。但原则往往会在“什么”和“如何”之间的差距和“如何”的差距。这样的差距已经启用可疑或道德可疑的行为，这促进了特定组织的可信度，更广泛地。因此，迫切需要允许AI开发人员防止伤害的具体方法，并允许他们通过可验证行为来证明其可靠性。下面，我们探索机制（从ARXIV：2004.07213绘制）创建一个生态系统，即AI开发人员可以获得信任 - 如果他们值得信赖。更好地评估开发商可信度，可以为用户选择，员工行动，投资决策，法律追索和新兴治理提供信息。制度。

Explainable Artificial Intelligence (XAI) is transforming the field of Artificial Intelligence (AI) by enhancing the trust of end-users in machines. As the number of connected devices keeps on growing, the Internet of Things (IoT) market needs to be trustworthy for the end-users. However, existing literature still lacks a systematic and comprehensive survey work on the use of XAI for IoT. To bridge this lacking, in this paper, we address the XAI frameworks with a focus on their characteristics and support for IoT. We illustrate the widely-used XAI services for IoT applications, such as security enhancement, Internet of Medical Things (IoMT), Industrial IoT (IIoT), and Internet of City Things (IoCT). We also suggest the implementation choice of XAI models over IoT systems in these applications with appropriate examples and summarize the key inferences for future works. Moreover, we present the cutting-edge development in edge XAI structures and the support of sixth-generation (6G) communication services for IoT applications, along with key inferences. In a nutshell, this paper constitutes the first holistic compilation on the development of XAI-based frameworks tailored for the demands of future IoT use cases.

Computing systems are tightly integrated today into our professional, social, and private lives. An important consequence of this growing ubiquity of computing is that it can have significant ethical implications of which computing professionals should take account. In most real-world scenarios, it is not immediately obvious how particular technical choices during the design and use of computing systems could be viewed from an ethical perspective. This article provides a perspective on the ethical challenges within semiconductor chip design, IoT applications, and the increasing use of artificial intelligence in the design processes, tools, and hardware-software stacks of these systems.

推荐系统已广泛应用于不同的应用领域，包括能量保存，电子商务，医疗保健，社交媒体等。此类应用需要分析和挖掘大量各种类型的用户数据，包括人口统计，偏好，社会互动等，以便开发准确和精确的推荐系统。此类数据集通常包括敏感信息，但大多数推荐系统专注于模型的准确性和忽略与安全性和用户隐私相关的问题。尽管使用不同的风险减少技术克服这些问题，但它们都没有完全成功，确保了对用户的私人信息的密码安全和保护。为了弥合这一差距，区块链技术作为推动推荐系统中的安全和隐私保存的有希望的策略，不仅是因为其安全性和隐私性突出特征，而且由于其恢复力，适应性，容错和信任特性。本文介绍了涵盖挑战，开放问题和解决方案的基于区块链的推荐系统的整体综述。因此，引入了精心设计的分类，以描述安全和隐私挑战，概述现有框架并在使用区块链之前讨论其应用程序和利益，以指示未来的研究机会。

汽车行业在过去几十年中见证了越来越多的发展程度;从制造手动操作车辆到具有高自动化水平的制造车辆。随着近期人工智能（AI）的发展，汽车公司现在雇用BlackBox AI模型来使车辆能够感知其环境，并使人类少或没有输入的驾驶决策。希望能够在商业规模上部署自治车辆（AV），通过社会接受AV成为至关重要的，并且可能在很大程度上取决于其透明度，可信度和遵守法规的程度。通过为AVS行为的解释提供对这些接受要求的遵守对这些验收要求的评估。因此，解释性被视为AVS的重要要求。 AV应该能够解释他们在他们运作的环境中的“见到”。在本文中，我们对可解释的自动驾驶的现有工作体系进行了全面的调查。首先，我们通过突出显示并强调透明度，问责制和信任的重要性来开放一个解释的动机;并审查与AVS相关的现有法规和标准。其次，我们识别并分类了参与发展，使用和监管的不同利益相关者，并引出了AV的解释要求。第三，我们对以前的工作进行了严格的审查，以解释不同的AV操作（即，感知，本地化，规划，控制和系统管理）。最后，我们确定了相关的挑战并提供建议，例如AV可解释性的概念框架。该调查旨在提供对AVS中解释性感兴趣的研究人员所需的基本知识。

Federated learning is growing fast in academia and industries as a solution to solve data hungriness and privacy issues in machine learning. Being a widely distributed system, federated learning requires various system design thinking. To better design a federated learning system, researchers have introduced multiple patterns and tactics that cover various system design aspects. However, the multitude of patterns leaves the designers confused about when and which pattern to adopt. In this paper, we present a set of decision models for the selection of patterns for federated learning architecture design based on a systematic literature review on federated learning, to assist designers and architects who have limited knowledge of federated learning. Each decision model maps functional and non-functional requirements of federated learning systems to a set of patterns. We also clarify the trade-offs in the patterns. We evaluated the decision models by mapping the decision patterns to concrete federated learning architectures by big tech firms to assess the models' correctness and usefulness. The evaluation results indicate that the proposed decision models are able to bring structure to the federated learning architecture design process and help explicitly articulate the design rationale.

随着全球人口越来越多的人口驱动世界各地的快速城市化，有很大的需要蓄意审议值得生活的未来。特别是，随着现代智能城市拥抱越来越多的数据驱动的人工智能服务，值得记住技术可以促进繁荣，福祉，城市居住能力或社会正义，而是只有当它具有正确的模拟补充时（例如竭尽全力，成熟机构，负责任治理）;这些智能城市的最终目标是促进和提高人类福利和社会繁荣。研究人员表明，各种技术商业模式和特征实际上可以有助于极端主义，极化，错误信息和互联网成瘾等社会问题。鉴于这些观察，解决了确保了诸如未来城市技术基岩的安全，安全和可解释性的哲学和道德问题，以为未来城市的技术基岩具有至关重要的。在全球范围内，有能够更加人性化和以人为本的技术。在本文中，我们分析和探索了在人以人为本的应用中成功部署AI的安全，鲁棒性，可解释性和道德（数据和算法）挑战的关键挑战，特别强调这些概念/挑战的融合。我们对这些关键挑战提供了对现有文献的详细审查，并分析了这些挑战中的一个可能导致他人的挑战方式或帮助解决其他挑战。本文还建议了这些域的当前限制，陷阱和未来研究方向，以及如何填补当前的空白并导致更好的解决方案。我们认为，这种严谨的分析将为域名的未来研究提供基准。

医疗AI通过支持基于证据的医学实践，个性化患者治疗，降低成本以及改善提供者和患者体验，推进医疗保健的巨大潜力。我们认为解锁此潜力需要一种系统的方法来衡量在大规模异构数据上的医疗AI模型的性能。为了满足这种需求，我们正在建立Medperf，这是一个开放的框架，用于在医疗领域的基准测试机器学习。 Medperf将使联合评估能够将模型安全地分配给不同的评估设施，从而赋予医疗组织在高效和人类监督过程中评估和验证AI模型的性能，同时优先考虑隐私。我们描述了当前的挑战医疗保健和AI社区面临，需要开放平台，Medperf的设计理念，其目前的实施状态和我们的路线图。我们呼吁研究人员和组织加入我们创建Medperf开放基准平台。

人工智能（AI）治理调节行使权威和控制AI的管理。它旨在通过有效利用数据并最大程度地减少与AI相关的成本和风险来利用AI。尽管AI治理和AI伦理等主题在理论，哲学，社会和监管层面上进行了详尽的讨论，但针对公司和公司的AI治理工作有限。这项工作将AI产品视为系统，在该系统中，通过机器学习（ML）模型（培训）数据传递关键功能。我们通过在AI和相关领域（例如ML）合成文献来得出一个概念框架。我们的框架将AI治理分解为数据的治理，（ML）模型和（AI）系统沿着四个维度。它与现有的IT和数据治理框架和实践有关。它可以由从业者和学者都采用。对于从业者来说，主要是研究论文的综合，但从业者的出版物和监管机构的出版物也为实施AI治理提供了宝贵的起点，而对于学者来说，该论文强调了许多AI治理领域，值得更多关注。

虽然AI有利于人类，但如果没有适当发展，它也可能会损害人类。 HCI工作的重点是从与非AI计算系统的传统人类交互转换，以与AI系统交互。我们在HCI视角下开展了高级文献综述，对当前工作的整体分析。我们的审核和分析突出了AI技术引入的新变更以及HCI专业人员在AI系统开发中应用人以人为本的AI（HCAI）方法时，新挑战的新挑战。我们还确定了与AI系统人类互动的七个主要问题，其中HCI专业人员在开发非AI计算系统时没有遇到。为了进一步实现HCAI方法的实施，我们确定了与特定的HCAI驱动的设计目标相关的新的HCI机会，以指导HCI专业人员解决这些新问题。最后，我们对当前HCI方法的评估显示了这些方法支持开发AI系统的局限性。我们提出了可以帮助克服这些局限性的替代方法，并有效帮助HCI专业人员将HCAI方法应用于AI系统的发展。我们还为HCI专业人员提供战略建议，以有效影响利用HCAI方法的AI系统的发展，最终发展HCAI系统。

机器学习（ML）系统的开发和部署可以用现代工具轻松执行，但该过程通常是匆忙和意思是结束的。缺乏勤奋会导致技术债务，范围蠕变和未对准的目标，模型滥用和失败，以及昂贵的后果。另一方面，工程系统遵循明确定义的流程和测试标准，以简化高质量，可靠的结果的开发。极端是航天器系统，其中关键任务措施和鲁棒性在开发过程中根深蒂固。借鉴航天器工程和ML的经验（通过域名通过产品的研究），我们开发了一种经过验证的机器学习开发和部署的系统工程方法。我们的“机器学习技术准备水平”（MLTRL）框架定义了一个原则的过程，以确保强大，可靠和负责的系统，同时为ML工作流程流线型，包括来自传统软件工程的关键区别。 MLTRL甚至更多，MLTRL为跨团队和组织的人们定义了一个人工智能和机器学习技术的人员。在这里，我们描述了通过生产化和部署在医学诊断，消费者计算机视觉，卫星图像和粒子物理学等领域，以通过生产和部署在基本研究中开发ML方法的几个现实世界使用情况的框架和阐明。

期望与成功采用AI来创新和改善业务之间仍然存在很大的差距。由于深度学习的出现，AI的采用率更为复杂，因为它经常结合大数据和物联网，从而影响数据隐私。现有的框架已经确定需要专注于以人为中心的设计，结合技术和业务/组织的观点。但是，信任仍然是一个关键问题，需要从一开始就设计。拟议的框架从以人为本的设计方法扩展，强调和维持基于该过程的信任。本文提出了负责人工智能（AI）实施的理论框架。拟议的框架强调了敏捷共同创造过程的协同业务技术方法。目的是简化AI的采用过程来通过在整个项目中参与所有利益相关者来创新和改善业务，以便AI技术的设计，开发和部署与人合作而不是孤立。该框架对基于分析文献综述，概念框架设计和从业者的中介专业知识的负责人AI实施提出了新的观点。该框架强调在以人为以人为中心的设计和敏捷发展中建立和维持信任。这种以人为中心的方式与设计原则的隐私相符和启用。该技术和最终用户的创建者正在共同努力，为业务需求和人类特征定制AI解决方案。关于采用AI来协助医院计划的说明性案例研究将证明该拟议框架适用于现实生活中的应用。

Digital engineering transformation is a crucial process for the engineering paradigm shifts in the fourth industrial revolution (4IR), and artificial intelligence (AI) is a critical enabling technology in digital engineering transformation. This article discusses the following research questions: What are the fundamental changes in the 4IR? More specifically, what are the fundamental changes in engineering? What is digital engineering? What are the main uncertainties there? What is trustworthy AI? Why is it important today? What are emerging engineering paradigm shifts in the 4IR? What is the relationship between the data-intensive paradigm and digital engineering transformation? What should we do for digitalization? From investigating the pattern of industrial revolutions, this article argues that ubiquitous machine intelligence (uMI) is the defining power brought by the 4IR. Digitalization is a condition to leverage ubiquitous machine intelligence. Digital engineering transformation towards Industry 4.0 has three essential building blocks: digitalization of engineering, leveraging ubiquitous machine intelligence, and building digital trust and security. The engineering design community at large is facing an excellent opportunity to bring the new capabilities of ubiquitous machine intelligence and trustworthy AI principles, as well as digital trust, together in various engineering systems design to ensure the trustworthiness of systems in Industry 4.0.

The optimal liability framework for AI systems remains an unsolved problem across the globe. In a much-anticipated move, the European Commission advanced two proposals outlining the European approach to AI liability in September 2022: a novel AI Liability Directive and a revision of the Product Liability Directive. They constitute the final, and much-anticipated, cornerstone of AI regulation in the EU. Crucially, the liability proposals and the EU AI Act are inherently intertwined: the latter does not contain any individual rights of affected persons, and the former lack specific, substantive rules on AI development and deployment. Taken together, these acts may well trigger a Brussels effect in AI regulation, with significant consequences for the US and other countries. This paper makes three novel contributions. First, it examines in detail the Commission proposals and shows that, while making steps in the right direction, they ultimately represent a half-hearted approach: if enacted as foreseen, AI liability in the EU will primarily rest on disclosure of evidence mechanisms and a set of narrowly defined presumptions concerning fault, defectiveness and causality. Hence, second, the article suggests amendments, which are collected in an Annex at the end of the paper. Third, based on an analysis of the key risks AI poses, the final part of the paper maps out a road for the future of AI liability and regulation, in the EU and beyond. This includes: a comprehensive framework for AI liability; provisions to support innovation; an extension to non-discrimination/algorithmic fairness, as well as explainable AI; and sustainability. I propose to jump-start sustainable AI regulation via sustainability impact assessments in the AI Act and sustainable design defects in the liability regime. In this way, the law may help spur not only fair AI and XAI, but potentially also sustainable AI (SAI).