【ZiDongHua 之創(chuàng)新自科文收錄關(guān)鍵詞：人工智能   AGI   制造業(yè)   自動(dòng)駕駛 】
　　
　　全球智庫動(dòng)態(tài) | 未來極具潛力的50項(xiàng)新興技術(shù)
　　
　　來源：必達(dá)智庫
　　
　　
　　
　　圖1  刊登于2024年1月2日《全球智庫動(dòng)態(tài)》研究報(bào)告（2024卷第1期）的原文截圖
　　
　　英國研究與創(chuàng)新署團(tuán)隊(duì)經(jīng)過深入研究，發(fā)布了50項(xiàng)仍處于起步階段的關(guān)鍵前沿技術(shù)，并將這些新興技術(shù)分類編排在7個(gè)技術(shù)系列中。這50項(xiàng)新興技術(shù)具體如下：
　　
　　一
　　
　　人工智能、數(shù)字和計(jì)算技術(shù)
　　
　　1. 人工智能情緒和表情識別?？梢宰R別我們的情緒，它可以在護(hù)理和陪伴等方面改善我們的日常生活。
　　
　　2. 通用人工智能。使機(jī)器能夠像人類一樣行為、學(xué)習(xí)、創(chuàng)造和執(zhí)行。AGI提出了耐人尋味的問題。我們是否總能分辨出與我們互動(dòng)的對象是機(jī)器還是人類？這對我們來說重要嗎？答案將以我們意想不到和無法預(yù)測的方式改變我們的生活。
　　
　　3. 受生物啟發(fā)的人工智能。包括進(jìn)化計(jì)算和電子學(xué)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、免疫系統(tǒng)、生物機(jī)器人和蜂群智能，它從生物結(jié)構(gòu)中汲取靈感，使計(jì)算能夠模仿人類的大腦過程，可以為規(guī)劃、記憶和視覺刺激提供新的算法。
　　
　　4. 腦機(jī)接口技術(shù)。能將我們的思想轉(zhuǎn)化為指令，從而控制外部軟件或硬件，如：計(jì)算機(jī)或機(jī)械臂。它讓我們更接近機(jī)器與人腦的完全對接。腦機(jī)接口技術(shù)可以用于醫(yī)療、老齡化社會、體育、軍事、制造業(yè)、服務(wù)業(yè)等。
　　
　　
　　
　　圖2  國內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)利用腦機(jī)接口技術(shù)幫助中風(fēng)患者康復(fù)（網(wǎng)絡(luò)配圖）
　　
　　5. 量子算法。可應(yīng)用于密碼學(xué)、搜索優(yōu)化和量子系統(tǒng)模擬等領(lǐng)域。從量子計(jì)算中獲取價(jià)值的關(guān)鍵，在于找到量子計(jì)算機(jī)比經(jīng)典計(jì)算機(jī)更擅長的特定算法集。
　　
　　6. 脫氧核糖核酸（DNA）數(shù)據(jù)存儲。對合成的脫氧核糖核酸或核糖核酸（RNA）鏈上的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼和解碼。利用生物技術(shù)的力量可以滿足我們不斷升級的數(shù)據(jù)存儲需求，這在我們希望獲得復(fù)雜的人工智能技術(shù)時(shí)尤為重要。目前，我們的計(jì)算硬件設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到物理極限，脫氧核糖核酸數(shù)據(jù)存儲技術(shù)可以消除這一限制，開辟新的計(jì)算應(yīng)用。
　　
　　國內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的脫氧核糖核酸存儲電極
　　
　　7. 新計(jì)算模式。能提供傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無法達(dá)到的數(shù)量級性能改進(jìn)，包括：生物計(jì)算、光子計(jì)算和神經(jīng)形態(tài)計(jì)算。新計(jì)算模式將使科學(xué)家們回答包括人腦建模、完整的氣候模擬以及理解太空探索等問題。
　　
　　8. 新穎的沉浸式界面。將模糊離線世界和在線世界。這一技術(shù)將改變我們觀察世界和訪問媒體的方式，讓我們可以通過感官進(jìn)行旅行。
　　
　　二
　　
　　先進(jìn)材料與制造業(yè)
　　
　　9. 4D打印。具有“自我修復(fù)”的潛力，為太空制造、更好的軟機(jī)器人技術(shù)和新的醫(yī)療解決方案提供了可能性。
　　
　　10. 仿生材料。與同類材料相比，它們更容易重復(fù)使用和回收。它可以幫助人類創(chuàng)造出受自然啟發(fā)、制造成本低、對地球危害小的材料。
　　
　　11. 納米粒子制造。就是制造納米粒子。納米技術(shù)已成為許多行業(yè)的基本技術(shù)，找到更有效、更高效和更低成本的納米粒子制造方法，將有助于我們擴(kuò)大納米技術(shù)的用途和優(yōu)勢。
　　
　　12. 超材料。在亞波長級別工作，擴(kuò)展了光與物質(zhì)的相互作用方式，可用于交通、醫(yī)療、科研、電信、能源、創(chuàng)意等領(lǐng)域。超材料是科幻小說與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合，可以使與之相互作用的物質(zhì)隱形，利用隱形技術(shù)可以消除汽車盲點(diǎn)，制造更精確的醫(yī)療成像、通訊天線，并顯著提高太陽能發(fā)電機(jī)的效率。
　　
　　三
　　
　　電子、光子和量子技術(shù)
　　
　　13. 新型半導(dǎo)體替代系統(tǒng)。在越來越多的應(yīng)用中，當(dāng)前的半導(dǎo)體已經(jīng)達(dá)到其性能極限。寬帶隙（WBG）化合物半導(dǎo)體可以在更高的電壓、溫度和頻率下工作，與目前的半導(dǎo)體相比，性能將大大提高。幾乎所有行業(yè)都會受到這項(xiàng)技術(shù)的影響，主要用于6G、光子學(xué)和電力電子。
　　
　　14. 新興顯微技術(shù)。能夠在空間和時(shí)間上觀察生物學(xué)的工作，從單個(gè)分子到整個(gè)生物體。這項(xiàng)技術(shù)能使科學(xué)家更準(zhǔn)確地探索各種材料的結(jié)構(gòu)與特性之間的關(guān)系，從而更好地了解它們的行為。這有助于我們開發(fā)新材料，更好地了解材料和生物體，以及更好地診斷疾病。
　　
　　15. 高光譜成像。是將光譜學(xué)與多種頻率的可見光波長以外的成像技術(shù)相結(jié)合，從而對物體的構(gòu)成進(jìn)行“指紋識別”（fingerprinting）。這項(xiàng)技術(shù)可以用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，使作物產(chǎn)量更高、更可靠；還能用于監(jiān)測極端氣候事件和更好地了解氣候系統(tǒng)；以及通過更好的傷口分類和更清晰的微生物成像，為醫(yī)療保健帶來潛在益處。
　　
　　16. 毫米波和太赫茲技術(shù)。在無創(chuàng)傳感和成像（包括醫(yī)療診斷）方面具有巨大潛力。毫米波或太赫茲波的傳輸距離比無線電波短，但可以傳輸更多數(shù)據(jù)。在成像應(yīng)用中，它們能提供更高的空間分辨率，從而獲得高清晰度圖像；太赫茲波還可能會在蛋白質(zhì)分析和藥物發(fā)現(xiàn)中發(fā)揮作用；也能用于檢測有毒氣體和檢查混凝土結(jié)構(gòu)。
　　
　　17. 光子發(fā)生器。是以單個(gè)粒子或光子形式發(fā)射光的光源。量子光是開發(fā)安全通信和由量子驅(qū)動(dòng)的更強(qiáng)大計(jì)算的核心。
　　
　　18. 等離子體學(xué)。涉及利用光照射到金屬表面時(shí)引發(fā)的電子波，可應(yīng)用于成像、納米粒子，是其他新興技術(shù)的重要推動(dòng)力。等離子體學(xué)將主要影響科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)界，此外還將對其他各行各業(yè)產(chǎn)生許多微小的影響。
　　
　　19. 后量子密碼學(xué)。側(cè)重于開發(fā)既能確保量子計(jì)算機(jī)和經(jīng)典計(jì)算機(jī)安全，又能在現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行的加密系統(tǒng)。量子計(jì)算將使目前使用的大多數(shù)加密解決方案變得不安全，因此我們需要使用后量子加密技術(shù)來應(yīng)對未來的威脅。
　　
　　20. 室溫超導(dǎo)體?？梢栽诓焕速M(fèi)能源的情況下進(jìn)行導(dǎo)電，將使持續(xù)低電費(fèi)成為可能，并從根本上改變能源生產(chǎn)和分配的經(jīng)濟(jì)性。
　　
　　能源與環(huán)境技術(shù)
　　
　　21. 交聯(lián)聚合物回收。交聯(lián)聚合物極難回收，不僅會增加垃圾填埋量，還會對環(huán)境造成危害。開發(fā)先進(jìn)的回收方法可以減少塑料污染，并降低生產(chǎn)新聚合物對石油的需求。
　　
　　22. 電網(wǎng)級無線能源傳輸和充電。在沒有電纜的情況下安全地遠(yuǎn)距離傳輸電力，可能會改變我們使用電子設(shè)備的方式。實(shí)現(xiàn)不受天氣影響的電力傳輸，讓我們可以更輕松地將電力輸送到需要的地方。
　　
　　23. 高超音速。技術(shù)需要克服的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是，高超音速飛機(jī)周圍的氣流溫度非常高，以至于化學(xué)鍵會發(fā)生振動(dòng)并最終斷裂。高超音速武器已經(jīng)問世，高超音速運(yùn)輸將改變?nèi)藛T和貨物的流動(dòng)，如從倫敦到悉尼只需3小時(shí)。
　　
　　24. 新型推進(jìn)或離子推進(jìn)。通過給予電子能量使其脫離原子來產(chǎn)生推力。離子推力發(fā)動(dòng)機(jī)只在太空中使用。與化學(xué)推進(jìn)器相比，離子推進(jìn)所需的推進(jìn)劑要少得多，可幫助實(shí)現(xiàn)太空旅行，延長衛(wèi)星壽命。在探索更深遠(yuǎn)的太空時(shí)，它可能成為推動(dòng)我們前進(jìn)的可靠技術(shù)。
　　
　　25. 新型制氫和儲氫技術(shù)。對于創(chuàng)造更廉價(jià)、更高效的制氫工藝至關(guān)重要。可以用于能源、原材料提取、運(yùn)輸、制造等。
　　
　　26. 新型負(fù)排放技術(shù)。包括從環(huán)境中提取二氧化碳的所有新興技術(shù)。通過清除地球大氣中新的和現(xiàn)有的溫室氣體，可以幫助應(yīng)對氣候變化。
　　
　　27. 核聚變。該技術(shù)仍然很難實(shí)現(xiàn)，但它或許能一舉實(shí)現(xiàn)我們對清潔能源的追求。如果核聚變能夠在地球上以工業(yè)規(guī)模復(fù)制，那么它幾乎可以提供無限的清潔、安全、經(jīng)濟(jì)的能源。
　　
　　28. 天基太陽能?？梢匀耆旌蛱峁┣鍧嵞茉?，是去碳化進(jìn)程中令人興奮的一個(gè)組成部分。通過將太陽能電池陣列置于地球大氣層之外來消除對天氣的影響，意味著在地球上的任何地方都可以持續(xù)增加發(fā)電量。
　　
　　五
　　
　　生物技術(shù)
　　
　　29. 人造細(xì)胞和人造生命。已經(jīng)用于治療腎衰竭。隨著發(fā)展，我們還能開發(fā)人造血細(xì)胞，減少獻(xiàn)血需求，提高血液制品的安全性。人造細(xì)胞還可用于生物制造，生產(chǎn)長效、高產(chǎn)、高純度的蛋白質(zhì)和酶。
　　
　　30. 細(xì)菌和微生物制造。細(xì)菌可用于制造藥物（包括抗生素）、有用分子、生物混凝土和其他有趣的材料。細(xì)菌合成的物質(zhì)可以創(chuàng)造出具有實(shí)用性的新材料。通過細(xì)菌制造產(chǎn)生的物質(zhì)有望用于食品、個(gè)人護(hù)理、家用化學(xué)品、生物醫(yī)學(xué)和紡織品等，幾乎涵蓋日常生活的方方面面。
　　
　　31. 生物催化膜。具有一些有用的特性，如提高反應(yīng)效率、改善污染物去除效果，以及在某些過程中能夠重復(fù)使用酶。該技術(shù)目前已應(yīng)用于制藥和生物技術(shù)行業(yè)，可以促進(jìn)更可持續(xù)、更高效、污染更少的制藥生產(chǎn)方法。生物催化膜還可以生產(chǎn)出使?fàn)I養(yǎng)成分在加熱過程中不會流失的改良食品、新型藥品，以及被用于廢水處理。
　　
　　32. 生物電子學(xué)和電子醫(yī)藥學(xué)。拓寬了無需藥物或手術(shù)的治療范圍，并將推動(dòng)無線供電等技術(shù)的發(fā)展。二者具有巨大的醫(yī)療保健效益，應(yīng)用范圍從心臟起搏器到治療帕金森病的腦深部刺激。這些設(shè)備將使我們能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測和治療疾病。
　　
　　33. 微生物遺傳育種技術(shù)。為改善食品健康并提高生產(chǎn)效率提供了可能。該技術(shù)還可以通過單一技術(shù)減少污染并生產(chǎn)清潔能源。
　　
　　34. 可編程細(xì)胞。將開辟治療和預(yù)防疾病的新方法。對細(xì)胞行為進(jìn)行編程拓展了生物計(jì)算的可能性。醫(yī)藥、能源、軍事和農(nóng)業(yè)都將從中受益。
　　
　　35. 組織工程中的生物制造?？梢造`活制造出滿足人類和動(dòng)物患者個(gè)性化需求的組織，甚至器官。這不僅有助于手術(shù)治療，還能提高實(shí)驗(yàn)室研究的準(zhǔn)確性，例如，確定有效的新藥物。
　　
　　六
　　
　　健康與醫(yī)療技術(shù)
　　
　　36. 成人干細(xì)胞生成。是干細(xì)胞醫(yī)學(xué)和再生療法新領(lǐng)域的開端?？梢詭椭圃旒?xì)胞，修復(fù)受傷的組織，如皮膚或大腦。此外成人可以同意使用自己的干細(xì)胞，因此與使用胚胎干細(xì)胞進(jìn)行研究、治療相比，爭議要小得多。
　　
　　37. 代謝流組。意義在于它收集了來自多個(gè)不同組學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，描繪了分子相互作用的全貌，將基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等領(lǐng)域聯(lián)系在一起。它可以幫助尋找和開發(fā)新的藥物治療方法或新的篩選技術(shù)，也是個(gè)性化醫(yī)療的關(guān)鍵推動(dòng)因素。
　　
　　38. 抗衰老藥物。旨在影響老化和老年相關(guān)疾病的根源，延長動(dòng)物的壽命。這些技術(shù)和相關(guān)治療方法可以讓我們健康地生活更長時(shí)間，減輕老年相關(guān)疾病給社會帶來的負(fù)擔(dān)，并有可能延長預(yù)期壽命。
　　
　　39. 感知檢測植入物。可以讓裝有假肢的人通過這些設(shè)備“感覺”自己，恢復(fù)或增強(qiáng)聽覺或嗅覺。它還能為我們提供與機(jī)器互動(dòng)的新方法。
　　
　　40. 抗生素替代品?？股赜糜陬A(yù)防和治療細(xì)菌感染，但常見疾病的細(xì)菌正逐漸對抗生素產(chǎn)生耐藥性?？股啬退幮詴?dǎo)致醫(yī)療費(fèi)用增加、住院時(shí)間延長和死亡率上升。因此開發(fā)替代品是全球健康的當(dāng)務(wù)之急。抗生素替代品可應(yīng)用于衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)、動(dòng)物保健行業(yè)。
　　
　　41. 微生物組療法。在降低許多人類疾病的發(fā)病率和嚴(yán)重程度方面具有巨大潛力，甚至將開創(chuàng)醫(yī)學(xué)治療的新領(lǐng)域。微生物組可以生產(chǎn)出本質(zhì)上更適合人類使用的治療方法和干預(yù)措施，因此可能比一般的臨床方案更安全、更成功。
　　
　　42. 個(gè)性化核糖核酸療法。被開發(fā)用于癌癥靶向治療，未來將利用核糖核酸為患者提供個(gè)性化療法。核糖核酸技術(shù)可將大量蛋白質(zhì)、轉(zhuǎn)錄本和基因作為新的治療靶點(diǎn)。
　　
　　43. 分階段基因組組裝工具?？梢圆捎眯碌幕蚪M測序方法，加快生物信息學(xué)方面的工作，同時(shí)降低錯(cuò)誤率。下一代測序可以進(jìn)行全基因組分期，為復(fù)雜性狀研究，以及遺傳疾病的研究提供信息。
　　
　　44. 全身芯片設(shè)備。可以確定藥物在其他器官中的療效和毒性，為臨床試驗(yàn)前的治療測試提供更準(zhǔn)確、更具成本效益的方法。
　　
　　七
　　
　　機(jī)器人和空間技術(shù)
　　
　　45. 完全自主車輛。將做到人類駕駛員能做的任何事情。自動(dòng)駕駛汽車的開發(fā)已經(jīng)取得了進(jìn)展，但完全自主車輛才是最終目標(biāo)。這項(xiàng)技術(shù)引發(fā)了關(guān)于倫理、法律和保險(xiǎn)的相關(guān)討論。它可以從根本上改變個(gè)人交通方式，并大大增加無法開車之人的出行機(jī)會。
　　
　　46. 納米級機(jī)器人技術(shù)。能制造出極小的機(jī)器或機(jī)器人。微型機(jī)器人和納米機(jī)器人正應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，比如“修復(fù)”遺傳密碼缺陷或高度靶向性的藥物輸送。它們也是連接人體與數(shù)字世界的另一種方式。
　　
　　47. 機(jī)器人異地制造。對于人類在我們目前的星球之外生活是必不可少的。在太空制造，受益于微重力和真空等效應(yīng)，將意味著我們可以開發(fā)出在地球上無法實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品。此外，在地球之外制造產(chǎn)品所需的技術(shù)，也是在月球或火星建立任何定居點(diǎn)的重要一步。
　　
　　48. 軟體機(jī)器人。具有與活體組織相似的機(jī)械特性，其靈感通常來自烏賊或蠕蟲等無脊椎動(dòng)物。它可以拓寬機(jī)器人技術(shù)在社會和工業(yè)中的應(yīng)用范圍。軟體機(jī)器人讓我們能夠開發(fā)與生物系統(tǒng)更加相似的人造肌肉和人造器官。
　　
　　49. 空間核動(dòng)力和新型空間推進(jìn)系統(tǒng)。用于航天器的新型非燃燒推進(jìn)。目前的推進(jìn)方法需要笨重的燃料。這些技術(shù)的開發(fā)對于未來的載人太空探索至關(guān)重要。
　　
　　50. 極近地軌道衛(wèi)星。有兩大好處：衛(wèi)星圖像的分辨率大幅提高；由于空間碎片不會在這一高度堆積，因此損壞的幾率較小。電信、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、海洋監(jiān)測等行業(yè)均可以應(yīng)用這一技術(shù)。（轉(zhuǎn)自前灘綜研）
　　
　　未來智能實(shí)驗(yàn)室的主要工作包括：建立AI智能系統(tǒng)智商評測體系，開展世界人工智能智商評測；開展互聯(lián)網(wǎng)（城市）大腦研究計(jì)劃，構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)（城市）大腦技術(shù)和企業(yè)圖譜，為提升企業(yè)，行業(yè)與城市的智能水平服務(wù)。每日推薦范圍未來科技發(fā)展趨勢的學(xué)習(xí)型文章。目前線上平臺已收藏上千篇精華前沿科技文章和報(bào)告。