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人工智能、物联网、智能城市...未来30年的科技发展趋势,都在这份报告里了

2017/6/7 17:05:49

         如果你关注未来科技发展趋势和科技创投,那么美国陆军部公布的《2016-2045年新兴科技趋势报告》就值得一看。该报告是在美国过去五年内由政府机构、咨询机构、智囊团、科研机构等发表的32份科技趋势相关研究调查报告的基础上提炼形成的。通过对近700项科技趋势的综合比对分析,最终明确了20项最值得关注的科技发展趋势。


         物联网

       在2045年,最保守的预测也认为将会有超过1千亿的设备连接在互联网上。这些设备包括了移动设备、可穿戴设备、家用电器、医疗设备、工业探测器、监控摄像头、汽车,以及服装等。它们所创造并分享的数据将会给我们的工作和生活带来一场新的信息革命。在此同时,联网设备也将把目前许多工作,比如监视,管理,以及维修等需要人力的工作自动化。物联网、数据分析、以及人工智能这三大技术之间的合作将会在世界上创造出一个巨大的智能机器网络,在不需人力介入的情况下实现巨量的商业交易。而物联网中所包含的大量数据也会诱惑政府去实施针对人民的监控,从而进一步的引发隐私和安全之间的对抗。


       机器人与自动化系统

       在2045年的地球上,机器人和自动化系统将无处不在。自动驾驶汽车会使交通更加安全与高效,或许还会给共享经济带来新的动力。机器人则会负责日常生活中大量的任务,比如照顾老人与买菜,以及工业中的职责,比如收获农作物,维护公共设施等等。人工智能软件则会被使用到商业上,例如从数百TB的数据里面提取有意义的信息,使商业服务自动化,以及替代诸如客服、教师等传统意义上 “以人为本”的职业。



       智能手机与云端计算

       智能手机与云端计算正在改变人类与数据相处的方式。比如目前的美国,大约有30%的网页浏览和40%的社交媒体是通过手机的。而这的原因之一就是具有各种可以测量天气、位置、光度、声音、以及生物特征的探测器的智能手机。在2030年,全球75%的人口将会拥有移动网络连接,60%的人口将会拥有高速有线网络连接。移动终端的发展以及移动网络的扩散,也会进一步推进云端计算的进展。云端计算可以在在零投入的情况下给用户带来大量的计算能力。在未来的30年里,基于云的移动计算端将会改变从医疗到教育的各行各业。


       量子计算

       量子计算是通过叠加原理和量子纠缠等次原子粒子的特性来实现对数据的编码和操纵。然在过去的几十年里,量子计算只存在于理论上,近些年的研究已经开始出现有意义的结果。在未来的5-15年里,我们很有可能制造出一款有实用意义的量子计算机。量子计算机的出现将会给其他的研究方向,比如气候模拟、药物研究、以及材料科学带来巨大的进步。不过,最令人期待的还是量子密码学。一台量子计算机将可以破解世上所有的加密方式,而量子加密也将真正无懈可击点


       混合现实

       虚拟现实和增强现实(VR和AR)技术已经在消费电子市场激发了极大的热情,各科技公司也迅速的开始进入这个市场。虽然在历史上,市场对VR和AR曾有些过于膨胀的预期,如今的超高清显示,低价的姿势与位置探测器以及高清视频内容给混合现实科技打下了雄厚的基础。在未来的30年里,这些技术将成为主流科技。AR眼镜将把实时相关的信息给用户投放在现实中,而VR眼镜则可以通过融合视觉,听觉,嗅觉和触觉来实现深度沉浸的体验。


       社交网络

       如今,大约有65%的美国人使用社交网络,而在2005年,这个数量只有7%。社交网络已经开始展现出改变人类行为的能力。但是在未来的30年里,社交科技将会给人们带来可以创造出各自微型文化圈的力量。人们将会使用科技形成社会契约和基于网络社区的社交结构,从而颠覆许多传统的权力结构。比如政治舆论,由于目击者们可以直接在网络上揭露腐败和压迫而不用通过媒体的过滤,政府将会发现舆论越来越难被直接控制。或者企业责任,虽然企业可以通过社交网络直接接触到消费者,这些消费者也可以利用社交网络来突破营销的噪音,使企业对他们的产品和行为负责。



       先进材料

       在过去的10年里,材料科学的突破给我们带来了许多种先进的材料。从可以自我恢复和自我清理的智能材料,到可以恢复原本形状的记忆金属,到可以利用压力发电的压电陶瓷材料,到拥有惊人的结构和电力性能的纳米材料,这些都是材料科学家的成功。尤其是纳米材料,它有着广泛的应用价值。在纳米尺度(少于100纳米),普通的材料比如碳,将会呈现出独特的性能。石墨烯,一种由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体,强度是钢的100倍,能够高效的传导热和电,并且几乎透明。

        在工业应用之外,制药企业也正在研究作为靶向分子的医疗纳米粒子用于治疗癌症。在未来的30年里,纳米材料以及新型材料,比如泡沫金属以及陶瓷复合材料将会被用在从衣服,到建材,到车辆,到公路以及桥梁中,无处不在。

 

       合成生物科技

       早在孟德尔发现遗传的基础规律,以及埃弗里-麦克劳德-麦卡蒂实验证明DNA是遗传物质之前,人类已经进行了几千年的通过选择性育种以及杂交来操纵植物和动物的遗传基因了。随着我们对遗传学认知的加深,我们已经可以通过搭建新的DNA来实现无中生有,创造出新的生物。基因改造农作物则是此项科技的先锋。但是在此同时,我们正站在一场生物革命的突破口。当我们跨入生物科技的新时代时,生命将会成为信息,如同电脑程序的代码一样,可以被改写的信息。

        科学家正在开发一种可以分泌生物柴油的海藻,这种海藻的DNA中则被编写了数千GB的数据。在未来的30年里,合成生物科技将制造出可以探测到毒素,从工业废料中制造生物柴油,以及通过共栖来给人类寄主提供药物的生物。



       对抗全球气候变化

       根据目前的数据,在2050年,地球表面的温度将增加1.4至3摄氏度。就算我们采取了一些极端方式来减少温室气体的排放,气候的惯性也会引起温度的提高。而地表温度的提高则会带来一系列的恶果,比如海平面的提高给海岸城市所带来的危险,农作物产量的下降所引发的饥荒,干旱导致数百万人缺乏饮用水,以及洪水所造成的数十亿损失。

        在未来的30年里,这些危机将会引导各方投资研究可以减缓气候变化所带来的影响的科技。在近期,这些科技将包括在地图上标出有洪水危险的系统,以及可以抵抗干旱的基因改造农作物。在更长远的时间里,也许会出现野心更大的科技,比如可以从大气中提取二氧化碳和甲烷等温室气体,并在把它们安全的储存在地下的科技。



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