展望未来世界,美国公布《2016-2045年新兴科技趋

注:这份规划其实并不是而今出来的,然则国内仍是很少有人知道这个信息,是以,仍然有发出来的需要。

别的,这些前沿科技,也是我们临床大夫需要领会的,因为它会改变将来,会影响到我们和我们的工作。

以下为正文:

美国公开了一份长达35页的《2016-2045年新兴科技趋势告诉》。该敷陈是在美国曩昔五年内由当局机构、咨询机构、军师团、科研机构等颁发的32份科技趋势相关研究查询请示的根蒂上提炼形成的。

经由对近700项科技趋势的综合比对阐发,最终明确了20项最值得存眷的科技成长趋势。
该陈述的发布一是为了接济美国相关部门对将来30年可能影响国度力量的焦点科技有一个总体上的把握,其二是为国度及社会本钱指明科技投资偏向,以确保美国在将来世界中的计谋优势。

1. 物联网

在2045年,最保守的展望也认为将会有跨越1千亿的设备毗连在互联网上。这些设备包罗了移动设备、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。它们所缔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。

人们将能够哄骗来自物联网的信息来加深对世界以及本身生活的领会,而且做出加倍合适的决意。
在此同时,联网设备也将把今朝很多工作,好比看管,治理,以及修整等需要人力的工作主动化。物联网、数据阐明、以及人工智能这三大手艺之间的合作将会活着界上缔造出一个宏大的智能机械收集,在不需人力介入的环境下实现巨量的贸易生意。
可是,固然物联网会提高经济效率、公共平安,以及小我生活,它也会加重对于收集平安和小我隐私的担忧。可骇分子,犯罪集团以及敌对势力将会操纵物联网作为新的进犯手段。而物联网中所包含的大量数据也会诱惑当局去实施针对人民的监控,从而进一步的激发隐私和平安之间的匹敌。
代表性手艺:


实际应用:

2. 机械人与主动化系统

在2045年的地球上,机械人和主动化系统将无处不在。主动驾驶汽车会使交通加倍平安与高效,或许还会给共享经济带来新的动力。机械人则会负责日常生活中大量的使命,好比照看白叟与买菜,以及工业中的职责,好比收获农作物,维护公共举措等等。

而跟着机械人的灵活性、活络度以及智能的提高,它们将成为壮大的兵士,在疆场上辅助、甚至替代人类士兵作战。人工智能软件则会被使用到贸易上,例如从数百TB的数据里面提取有意义的信息,使贸易办事主动化,以及替代诸如客服、教师等传统意义上 “以报酬本”的职业。
然则,机械人与主动化也会带来很多的危机。数百万工作被机械庖代的下岗职工将会给社会造成极大的冲击,导致经济与社会的不稳。主动化收集系统则会成为各个敌对势力互相进击的首要冲破口。在冲突中使用机械人和主动化系统则有可能造成极大的伦理和文化挑战。
代表性手艺:

实际应用:

3. 智妙手机与云端较量


智妙手机与云端争论正在改变人类与数据相处的体例。好比今朝的美国,大约有30%的网页浏览和40%的社交媒体是过程手机的。而这的原因之一就是具有各类能够测量天色、位置、光度、声音、以及生物特征的探测器的智妙手机。

跟着手机的威力越来越大,功能也越来越周全,移动收集的铺展也将加快。在2030年,全球75%的生齿将会拥有移动收集毗邻,60%的生齿将会拥有高速有线收集毗连。
移动终端的成长以及移动收集的扩散,也会进一步推进云端较量的进展。云端争论或许在在零投入的情形下给用户带来大量的争论能力。在将来的30年里,基于云的移动争论端将会改变从医疗到教育的各行各业。
好比人们能够过程手机来进行体检并与云端的诊断软件直接沟通,人们也能够在手机上使用教育软件来进修新的妙技,农民们甚至能够经由手机毗连到实时形象数据,过程云端软件较量最优化的收割时间。
然则,这一切都需要极高的收集平安性、靠得住性、以及流量。贸易用户以及小我用户也都需要习惯把数据上传到云端中。
代表性手艺:

实际应用:

4. 智能城市


在2045年,全世界65%-70%的生齿将会栖身在城市里。跟着城市生齿的增加,全球生齿跨越1万万的超等都会将会从2016年的28座增加至2030年的41座。大量的生齿向城市流动将会给这些城市的根本扶植,好比城际交通,食物和水源,电力能源,污水处理,以及公共平安系统等带来极大的压力。
将来的智能城市将行使信息和通信手艺(ICT),经由大数据以及主动化来提高城市的效率和可持续性。
好比使用涣散探测系统将实时看管城市用水用电数据,过程智能电网主动调整配电设置;经由联网的交通灯号系统以及主动驾驶系统来减缓车辆堵塞的水平;操纵由新材料和新设计技巧所建的智能建筑来提高空和谐照明系统的效率,削减能源虚耗;使用屋顶太阳能板、小型风力发电机、地热发电,以及其他可再生资源供应清洁的电力。
然则,在另一方面,没钱或者缺乏政治信念去投资这些科技的城市将会变得极其拥挤和肮脏,成为暴乱和冲突的爆发点。

5. 量子较量


量子争论是过程叠加道理和量子纠缠等次原子粒子的特征来实现对数据的编码和操作。固然在曩昔的几十年里,量子争论只存在于理论上,近些年的研究已经起头显现有意义的了局。在将来的5-15年里,我们很有可能制造出一款有实用意义的量子较量机。

量子争论机的泛起将会给其他的研究标的,好比天气模拟、药物研究、以及材料科学带来伟大的提高。
不外,最令人等候的照样量子暗码学。一台量子计较机将或许破解世上所有的加密体式,而量子加密也将真正无懈可击。现在,量子较量机的很多手艺碉堡已经起头被一一霸占,固然我们或许在21世纪40年月才会看到真正实用的量子较量机,但来自当局和业界的大量投资意味着量子较量已经迈过了转折点。
代表性手艺:

实际应用:

6. 夹杂实际



虚拟实际和加强实际(VR和AR)手艺已经在消费电子市场激发了极大的热情,各科技公司也敏捷的起头进入这个市场。在2014年收购Oculus VR之后,Facebook将在本年推出他们首款VR眼镜。

三星,索尼,宏达也设计在本年推出VR产物。本钱的涌进代表了VR将会成为新一代的主流娱乐手艺。当然,VR也有在娱乐之外的应用。美国第二人人居装饰用品公司Lowe’s(劳氏公司)正在开发名为Holoroom的一款3D加强实际科技。Lowe’s的客户将能够设计一个空间,然后使用Holoroom进入一个3D模型,体验他们设计的空间感受若何。

固然在汗青上,市场对VR和AR曾有些过于膨胀的预期,现在的超高清显示,低价的姿势与位置探测器以及高清视频内容给夹杂实际科技打下了雄厚的根蒂。在将来的30年里,这些手艺将成为主流科技。AR眼镜将把实时相关的信息给用户投放在实际中,而VR眼镜则能够经由融合视觉,听觉,嗅觉和触觉来实现深度沉浸的体验。
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实际应用:


7. 数据剖析


在2015年,人类总共缔造了4.4ZB(44亿TB)的数据,而这个数字大约每两年就会翻倍。在这些数据中隐藏了各类关于消费习惯,公共健康,全球天气改变以及其他经济,社会还有政治等等方面的深刻信息。可惜的是,固然“大数据”成为了一个热点,但每年只有不到10%的数据会被阐明。
在接下来的30年里,我们处理巨量的动态数据的能力将会逐渐提高。主动人工智能软件将会能够从狼藉的数据中识别并提取有联系的信息。而这种数据剖析的能力将会从贸易应用扩散到通俗人手里。
人们将会获得在生活中使用大数据的能力,而且经由这种能力来迫使当局以及各类机构对它们的政策负责。而这很有可能引起关于数据限制的冲突。超等个性化营销,当局对人民数据的监督,以及各大数据被盗案件的曝光则会引起数据所有权的商议。各个敌对势力则能够行使被窃取的,从暗网中购置的,甚至是开源的数据来互相进击。
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实际应用:

8. 人类增加


在接下来的30年里,科技将率领人类冲破人类潜力的极限甚至生物的极限。由物联网毗邻的可穿戴设备将会把与实时有关的信息直接打入我们的感官中。外骨骼和与大脑毗连的假肢将会使我们变得加倍壮大,为老弱病残恢复移动力。
装有探测器和嵌入式较量机的隐形眼镜或者被永远植入在体内的装备将给我们带来能够穿墙的听力,自然夜视,以及能够嵌入虚拟和增加实际系统的能力。益智药将会扩大我们的思维能力,改变工作和进修的体例。
当然,人类增加科技也会带来新的挑战。那些肩负不起“升级肉体”价钱的人群很有可能发现他们在增加经济里毫无竞争力。而增加科技的联网则会让我们的身体甚至大脑成为黑客的方针。对士兵的增加很有可能激发一场新的加强科技军备竞赛。
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实际应用:

9. 收集平安


收集平安不是一个极新的话题。事实上,早在1991年就有人提出了“收集上的珍珠港”这一警告。然则在将来的30年里,跟着物流网的成长以及日常生活中越来越多的毗连,收集平安将会成为收集行业首要的话题。
今朝,固然世界上的收集进犯越来越多,然则它们大多数的方针都只是小我或者企业。并且这些进击所造成的损失固然很大,可是这些损失并不会扩散。而将来的世界将不会是如斯的简洁。
跟着汽车、家电、电厂、路灯,以及数百万个其他的事物彼此毗邻,收集进犯的后果也会越来越严重。国度、企业、以及小我的数据将会面临越来越隐蔽的进犯。有些甚至在数年后才会被发现。今朝,人们或许想象出来最坏的环境就是“收集世界末日”– 在更加越疯狂越频仍的进击下,整个世纪的互联网以及个中所包含的经济社会功能的溃逃。
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10. 社交收集

现在,大约有65%的美国人使用社交收集,而在2005年,这个数量只有7%。社交收集已经起头揭示出改变人类行为的能力。可是在将来的30年里,社交科技将会给人们带来或许缔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收集社区的社交构造,从而推翻很多传统的权力构造。好比政治舆论,因为目击者们或许直接在收集上揭露腐化和榨取而不消经由媒体的过滤,当局将会发现舆论越来越难被直接节制。或者企业责任,固然企业能够过程社交收集直接接触到消费者,这些消费者也能够使用社交收集来冲破营销的噪音,使企业对他们的产物和行为负责。
众筹和直播将会使内容创作进一步的民主化,从而恍惚媒体人与观众之间的区别。而比特币以及其他加密泉币或许会把货泉和生意的掌握从当局手中剥离,从此基于社会共识而不是当局的划定。
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11. 进步数码设备

因为计较机和各类数码设备在曩昔的60年里给人们生活带来的翻天覆地的改变,我们似乎已经忘了这些手艺还对照新。小我电脑在1975年才显现在商铺里,而其时的小我电脑有现在日的宜家,是作为一套零件卖给顾客的。用户需要本身把它组装起来,所有的法式也都需要本身编写。仅仅40年后,人们手中智妙手机的较量能力就已经远超1969年把宇航员奉上月球时的NASA了。在将来的30年里,这个趋势也将会继续下去。
人们将会拥有更多的较量能力以及更广的数码资源。移动收集和云争论将会给人们带来几乎无限的内存和较量能力。虚拟手艺和基于软件的系统将会许可当局和企业在不需要昂贵的硬件升级的情形下敏捷的调整升级IT系统。
从衣服到建材,数码产物将会更普遍的融入到日常生活中。在此同时,新科技将会改变我们与科技之间交流的格局。语音界面已经被普遍应用在智妙手机中,而姿势界面则许可我们无声的与较量机通信。最终,人脑-电脑界面将会答应我们用思惟节制数码设备,使它们成为我们身体的一部门。
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实际应用:



12. 前辈材料


在曩昔的10年里,材料科学的冲破给我们带来了很多种先辈的材料。从能够自我恢复和自我清理的智能材料,到或许恢复原本外形的记忆金属,到能够使用压力发电的压电陶瓷材料,到拥有惊人的构造和电力机能的纳米材料,这些都是材料科学家的成功。尤其是纳米材料,它有着普遍的应用价值。

在纳米标准(少于100纳米),通俗的材料好比碳,将会呈现出奇特的机能。石墨烯,一种由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体,强度是钢的100倍,可以高效的传导热和电,而且几乎晶莹。
纳米材料有着无数种应用,好比作为引擎或其他机械外观的低摩擦力镀膜,作为高强度合成材料来建造汽车和飞机,简便的防弹背心,以及高效的光伏材料。
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。在将来的30年里,纳米材料以及新型材料,好比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。

13. 太空科技


太空行业正在进入一个从上个世纪60年月后就从未呈现过的成长阶段。新的科技,好比机械人,前辈的推进系统,简便的材料,增加制造,以及元件小型化正在削减把人和物送入太空的价钱,而这则会开启太空探险的新机会。
SpaceX,Arianespace,Blue Origin等太空行业的新人已经带来了例如可接管火箭等倾覆式立异。
在将来的30年里,科技的研发将会率领人类将重返月球。在此之外,加倍伟大的探险,好比人类登录火星也是,以及新型基于太空的行业,好比在开采小行星中的矿物也都有可能呈现。
固然索求甚至殖民太空是现代人来长久的幻想,然则对太空举措的需求很有可能加大地球上的冲突。跟着更多的国度起头依靠天基设备,对太空的掌握将有可能成为一个全新的爆发点。天基兵器不再是弗成能,而反卫星也将成为将来战争的一部门。

14. 合成生物科技


早在孟德尔发现遗传的根基纪律,以及埃弗里-麦克劳德-麦卡蒂实验证实DNA是遗传物质之前,人类已经进行了几千年的过程选择性育种以及杂交来操作植物和动物的遗传基因了。
跟着我们对遗传学认知的加深,我们已经或许经由搭建新的DNA来实现无中生有,缔造出新的生物。基因革新农作物则是此项科技的前锋。可是在此同时,我们正站在一场生物革命的冲破口。当我们跨入生物科技的新时代时,生命将会成为信息,如同电脑法式的代码平常,能够被改写的信息。
科学家正在开发一种或许排泄生物柴油的海藻,这种海藻的DNA中则被编写了数千GB的数据。在将来的30年里,合成生物科技将制造出或许探测到毒素,从工业废估中制造生物柴油,以及经由共栖来给人类寄主供给药物的生物。然则,合成生物也会带来生物兵器和难以节制的入侵物种等伟大的危险。
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实际应用:

15. 增材制造



增材制造(3D打印)已经在工业界作为制造限量设计原型的手艺而被使用跨越30年了。可是,在近十年里,3D打印手艺获得了惊人的成长。现在,跟着3D打印机价钱的下降以及大量开源对象和付费模型的显现,世界上已经显现了一个复杂的“创客”群体,无时不刻的在冲破这项手艺的极限。

在2040年,3D打印手艺将改变世界。新一代的3D打印机将能够融合多种材料,电子元件,电池以及其他原件。人们将会使用3D打印手艺制造对象,电子产物,备用零件,医疗设备等各类产物,并按照本身小我需求来实现真正的“私人订制”。
戎行的后勤将变得更简洁,因为装备和补给能够在本地直接打印。物体将会酿成信息,而收集盗版将会取代实际偷盗。而可骇分子以及犯罪集团将会使用难以追查的原材料来打印兵器,探测器,以及其他装备,给社会清闲造成极大的隐患。
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16. 医学

在将来的30年里,各类科学手艺上的冲破将改变医学。过程基因组学,我们将会获得真正的私人药物。在将来,癌症,心肺疾病,阿兹海默症,以及其他今朝看似无救的疾病将会由针对患者小我基因的药物来治疗。

人类将能够经由DNA提拔出来移植所需的器官,从而灭尽守候配型以及排斥反响等很可能致命的情形。生物假肢将会被直接毗邻到神经系统上,从而供给与真实触感极其相似的感官。
机械急救人员以及例如掌握性降温的肢体存活手艺将会大幅度耽误救援的“黄金时间”。科学家们将找到衰老的原因,从而增加人类的寿命,涌现出一大群非常健康并有活力的“白叟”。
另一方面,蓬勃的医疗举措的价钱将会给列国的医疗系统带来更大的压力。穷汉与富人之间的救命资源也会显现极大地不均。并且跟着人类寿命的增加,年初人与白叟之间对于工作以及资源的竞争则会加剧。抗药性极高的超等细菌也会给世界各地的人们带来极大的危险。
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17. 能源

在将来的30年里,全球能源需求估计会增添35%,我们则正在面临着一场能源革命。新的采油手艺,好比水力压裂以及定向钻为人类添加了大量可开发的油田和气田。而这直接倾覆了世界石油市场,使美国从世界上最大的石油进口国酿成了最大的石油生产国。
与此同时,可再生能源,好比太阳能和风能的价钱也起头接近与石油。就拿太阳能来说,在曩昔的10年里,太阳能发电的价钱从每瓦8美元降低至这个数字的十分之一。在此之外,还有核能这个抱有争议但从未截至开发的能源。新一代的核反映堆设计宣传远比之前的更平安,也会发生更少的核废料。
不外,固然使用洁净能源或许匡助我们减缓全球天气转变,然则环绕着用于生产电池,光伏,以及其他元件的罕见资源的新的胶葛与摩擦也会泛起。石油经济的消退也会在中东和北非引起经济和社会的严重不稳,进一步加深本地的武装冲突。
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实际应用:


18. 新型兵器


在将来的30年里,数种新型兵器手艺将呈现在疆场上。除了今朝正在开发中的非致命兵器以及能量兵器之外,数个国度也正在开发或许阻绝军事动作能力的反介入和区域阻绝兵器(A2AD)。A2AD手艺包罗反舰弹道导弹、周详制导反车辆反人员兵器、反火箭炮、火炮和迫击炮系统(CRAM)、反卫星兵器,以及电磁脉冲兵器(EMP)。


有些手艺,好比严密制导兵器,属于基于现有科技的冲破。中国就正在开发能够摧毁航空母舰的先辈反舰弹道导弹。而有些手艺则属于极新的主意,好比2015年由美国防部高档研究规划部(DARPA)所开发的EXACTO自导枪弹。跟着中国,俄罗斯,美国以及其他国度斥巨资推进戎行现代化,新一代的高科技军备竞争正在揭晓。

19. 食物与淡水科技

在将来的30年里,淡水和食物的缺乏将会活着界上制造更多的冲突。大约全球25%的农地已经因为过度垦植,干旱,污染等原因造成了严重退化。
在将来的几十年里,最乐观的猜测也指出主食谷物的价钱将会提高30%。但那是最乐观的环境。若是全球天气转变、需求,以及资源治理的失败按照今朝的趋势继续下去,价钱提高100%也是可能的。
在2045年,全球跨越40%的生齿将会面临缺乏水源的问题。这一切问题的解决体式只有科技。
海水淡化、微型浇灌、污水接管、雨水收集等科技将会减缓人类对淡水水源的需求。基因革新农作物以及主动化将会许可农民使用更少的地盘来出产更多的食物。食物和淡水将会成为新的科技热点,也会成为新的冲突爆发点。
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20. 匹敌全球天气改变

按照今朝的数据,在2050年,地球概况的温度将增加1.4至3摄氏度。就算我们采纳了一些极端体式来削减温室气体的排放,天气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,好比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激发的饥馑,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。

在将来的30年里,这些危机将会指导各方投资研究能够减缓天气转变所带来的影响的科技。在近期,这些科技将包罗在地图上标出有洪水危险的系统,以及或许抗击干旱的基因革新农作物。在更久远的时间里,或许会显现野心更大的科技,好比能够从大气中提取二氧化碳和甲烷等温室气体,并在把它们平安的储存在地下的科技。

然则,若是天气转变的趋势是增加3度这种最坏的环境,它给地球天气所造成的伟大影响将难以减缓。在这种状况下,极端的地舆工程手段很有可能是避免极端恶劣天气的独一体式。科学家们就曾提出在大气层中漫衍硫或者氧化铝来削减抵达地球外面的阳光。不外,这些手段还处于理论阶段,风险非常大。

(来历:DeepTech深科技,旧报刊剪辑)新思惟大视野

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