日本作为一个经济科技大国，对人工智能技术的研发积极投入，对其应用充满期待;相对于中美两国在人工智能领域的强势领先地位，日本又稍显不安和焦躁。
日本政府在2016年1月颁布的《第5期科学技术基本计划》中提出了超智能社会5.0战略，认为超智能社会是继狩猎社会、农耕社会、工业社会、信息社会之后，又一新的社会形态，并将人工智能作为实现超智能社会5.0的核心。
2016年4月，日本首相安倍晋三提出，设定人工智能研发目标和产业化路线图，以及组建人工智能技术战略会议的设想。2018年6月，日本政府在人工智能技术战略会议上出台了推动人工智能普及的计划，推动研发与人类对话的人工智能，以及在零售、服务、教育和医疗等行业加快人工智能的应用，以节省劳动力并提高劳动生产率。
日本医疗行业利用人工智能帮助检测分析病情的应用场景越来越多。例如，2018年1月，岛津制作所开发出了运用人工智能两分钟内判别癌症的技术。2017年5月，日本富士胶片和奥林巴斯开发出在内窥镜检查中由人工智能自动判断胃癌等技术，或于2020年投入使用。
日本的一些医院和研究机构还计划联合打造人工智能医院。计划2022年之前建立10家样板医院，利用人工智能技术自动录入病例、影像识别及提供最佳治疗方案等。人工智能医院将有助于解决医疗人员不足和促进个性化医疗，提高日本医疗行业效率。
在出行领域，日本各大车企和互联网公司都积极采用人工智能推动无人驾驶技术应用，2018年8月无人驾驶出租车驶上东京街头，在固定线路上载客试运营。开展测试的日本日之丸交通出租车公司和ZMP自动驾驶技术公司说，这是全球第一次为乘客提供自动驾驶出租车服务，目标是在2020年东京奥运会前后正式推出相关服务。
丰田公司2018年10月宣布和日本软银集团合作，在无人驾驶和共享汽车等领域拓展业务。丰田公司总裁丰田章男认为汽车业界迎来百年未有之变局，在人工智能和大数据时代，丰田将不再是一家传统汽车厂商，要变身为一家依托人工智能的移动出行服务公司。
人工智能技术还有望用于犯罪调查和维持社会治安，日本警察厅将从今年开始这方面的实验。实验中将摸索能否通过监控摄像头图像锁定汽车车型或在人群中发现可疑人员。日本媒体称如果能顺利实现，未来或将诞生能解决任何疑难案件的“人工智能刑警”。
不过日本媒体认为在全球人工智能竞争日趋激烈的情况下，日本在人工智能研究方面远远落后于中美两国。《日本经济新闻》称全球掀起人工智能人才争夺战，日本落后中美，争夺21世纪技术主导权的中美两国正在激烈争夺人工智能人才，日本劣势明显。能够提供充足预算和充满吸引力的研究内容的日本企业为数不多。日本有必要举全国之力培养人工智能人才。
在人工智能研究领域，中国和美国的企业和研究机构走在前列，研发竞争如火如荼，投入和成果都是处于领跑地位。日本在继互联网时代“掉队”之后，在这一领域的存在感也比较薄弱。日本在研发投资、人才培育和争夺等方面行动稍显迟缓，政府和企业为此忧心忡忡。
《日本经济新闻》称，调查显示全球存在70万人工智能人才缺口，中美两国正在对人工智能人才展开激烈争夺。美国谷歌于2018年春在北京成立了“谷歌AI中国中心”，在中国本地招募人工智能人才。中国企业也积极面向美国招徕人才。
虽然和美国、中国相比，日本在人工智能研究领域力量不足，但是日本政府和企业清醒地认识到人工智能技术对日本社会和企业竞争力的影响，并积极采取行动。2016年4月，日本首相安倍晋三宣布成立“人工智能技术战略会议”，由日本学术振兴会理事长安西祐一郎任“人工智能技术战略会议”议长，主要成员包括东京大学校长、理化学研究所理事长以及日本科技振兴机构理事长等日本主要学术机构负责人。
在日本2019年度预算概要中，科学技术领域较2018年度增长13.3%，达到4.351万亿日元。人工智能相关技术开发和人才培养等将是预算中的一个重要部分，其中在培养人工智能人才方面的预算约为133亿日元。数据显示，2018年日本政府年度预算案中AI相关预算总额约为770亿日元，还不到美国和中国的两成。日本经济产业省一份预测报告称，如果被海外企业掌握人工智能核心技术，日本企业的竞争力将衰退，沦为给海外企业“打工”，高薪工作将从日本国内流失。
虽然日本在人工智能领域的研究相对中美落后，但是在人工智能技术应用方面依然可见一些亮点。中国留日同学总会人工智能分会会长薄鸿峥说，日本的人工智能与制造行业的结合非常好。比如机器人、智能制造，已经利用AI技术进行产品、制品的检测等。因为日本的传统制造、工业的技术基础雄厚，再加上IT/AI更容易有实际的产品。另外，比如养老康复等服务行业，日本已经有大量的实际经验，只要把这些经验转换成AI就会很快有效益和效果。他还指出，由于日本在处理个人信息方面的限制很多，所以这也限制了日本人工智能大数据的收集和使用。