改變?nèi)祟愇磥砩畹陌舜蠛诳萍?，您知道幾個?

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原標(biāo)題：改變?nèi)祟愇磥砩畹陌舜蠛诳萍迹缼讉€?

近日《福布斯》撰文展望了未來15年影響世界的主要五大技術(shù)，它們是新型計算機(jī)架構(gòu)、基因組學(xué)、納米技術(shù)、儲能技術(shù)以及機(jī)器人技術(shù)。文章指出，隨著這些技術(shù)相輔相成，共同發(fā)展，人類將開始掌控物理世界。

回望十五年前，2001年的世界互聯(lián)網(wǎng)普及率還僅僅只有5%，網(wǎng)絡(luò)速度也非常緩慢，而目前已經(jīng)發(fā)展到了50%；那時手機(jī)已經(jīng)普及，但僅限于打電話發(fā)短信，智能手機(jī)的普及還很遙遠(yuǎn)；谷歌還僅僅是一家初創(chuàng)企業(yè)。

即便能夠上網(wǎng)，也僅僅是收發(fā)電子郵件或提供一些基本信息服務(wù)。視頻網(wǎng)站YouTube剛剛誕生五年時間，人們還不知道電子商務(wù)是一個可行的商業(yè)模式。許多人還不認(rèn)為亞馬遜能夠生存下去。社會化媒體還尚未普及。

從那時開始，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展令人難以置信。展望未來15年，科技的發(fā)展變化會更加讓人匪夷所思。過去15年，技術(shù)的發(fā)展主要限于虛擬世界；而到2030年，我們將看到技術(shù)對物理世界產(chǎn)生的變革。

1、新的計算機(jī)架構(gòu)

1965年戈登·摩爾（Gordon Moore）提出了著名的摩爾定律，預(yù)測芯片處理速度每18個月便會翻番。50年來，工程師們在不斷力踐著芯片行業(yè)的這條發(fā)展定律。然而現(xiàn)在，摩爾定律行將終結(jié)，人們還在試圖通過3D堆疊以及FPGA芯片技術(shù)延續(xù)定律的生命周期，但其效果有限。如若從根本上延續(xù)芯片行業(yè)的發(fā)展速度，我們需要開發(fā)新的計算機(jī)架構(gòu)。

其中之一是量子計算，使用量子力學(xué)中的重疊以及纏結(jié)效應(yīng)，開發(fā)出性能百萬倍于現(xiàn)在的計算機(jī)芯片。

其二是開發(fā)模仿人腦的神經(jīng)學(xué)芯片，其運(yùn)行處理速度將比現(xiàn)有的計算機(jī)快上數(shù)十億倍。

這兩種新型計算機(jī)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化還需要數(shù)年時間，但目前已經(jīng)有相應(yīng)的工作原型。最早在十年之內(nèi)，我們就可以看到這些新架構(gòu)將完全改變電腦行業(yè)。

2、基因組學(xué)

2003年人類基因組首次被解碼，其相關(guān)開支超過30億美元。到2030年，人類基因組測序技術(shù)將日趨完善，成本也將低于100美元。

目前，我們已經(jīng)將基因組學(xué)應(yīng)用于癌癥治療等醫(yī)療領(lǐng)域，通過患者的基因構(gòu)成來治療乳腺癌等病癥。到2030年，基因組學(xué)將與免疫療法相結(jié)合，通過激發(fā)人類自身免疫來抗擊癌癥，使得癌癥成為可治愈的疾病。

3、納米技術(shù)

早在1959年，物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼（Richard Feynman）提出了納米技術(shù)的概念——在原子級別實(shí)現(xiàn)材料生產(chǎn)——當(dāng)時這聽起來無疑是科幻小說。而現(xiàn)在這已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，諸如石墨烯以及量子點(diǎn)為人類打開了新材料的大門。

未來納米技術(shù)的應(yīng)用更是不勝枚舉。但目前在分子水平上實(shí)現(xiàn)新材料依舊處于起步階段。但到2030年，我們能夠以今天下載軟件一樣普及的方式下載新型物理材料的新設(shè)計。

此外，根據(jù)費(fèi)曼的設(shè)想，相關(guān)技術(shù)還將產(chǎn)生納米級藥物。醫(yī)生將通過比人類頭發(fā)寬度更小的設(shè)備對單個病變細(xì)胞進(jìn)行治療，使得醫(yī)療效果更為有效。

到2030年，納米機(jī)器人將能夠直接進(jìn)入血液尋找病變細(xì)胞、病原體或?qū)μ囟?xì)胞進(jìn)行修復(fù)。

4、儲能技術(shù)

在過去的40年中，儲能技術(shù)在不斷進(jìn)步。

1970年，鋰離子電池面世，相應(yīng)的儲能密度以及成本都在不斷上升，看看你的筆記本電腦，電池甚至占到了重量和體積的90%。

進(jìn)入智能手機(jī)時代以來，移動設(shè)備的革命化推動了電池技術(shù)向體積更小成本更低的方向發(fā)展。然而正如芯片行業(yè)的摩爾定律一樣，目前鋰離子電池已經(jīng)接近了技術(shù)餓理論極限。

研究人員正在努力尋求替代技術(shù)，美國Argonne National Laboratory實(shí)驗(yàn)室的研究人員正在著手打造新一代電池技術(shù)，其容量將是現(xiàn)有鋰離子電池的五倍，同時成本僅僅是現(xiàn)有的五分之一。

5、機(jī)器人技術(shù)

機(jī)器人技術(shù)是另一個快速發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域。在過去，幾乎所有的機(jī)器人都被應(yīng)用于重工業(yè)，為保證安全其往往遠(yuǎn)離人類作業(yè)。而現(xiàn)在，無論是在戰(zhàn)場還是在工廠，機(jī)器人開始與人類并肩工作。

到2030年，機(jī)器人將會在日常生活中發(fā)揮更大作用。新一代機(jī)器人將采用納米材料，重量更輕，也更為堅(jiān)固；配置性能強(qiáng)大的神經(jīng)學(xué)芯片，運(yùn)行先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)算法，能夠以自然的方式與人類互動。

過去的15年，很大程度上由數(shù)字技術(shù)的發(fā)展來定義。而未來的15年，將是各種技術(shù)的深度融合。

2016年，我們已經(jīng)掌控了信息化的虛擬世界。而到2030年，我們將開始掌控物理世界。

改變?nèi)祟愇磥砩畹陌舜蠛诳萍迹阒缼讉€?

人工智能的突飛猛進(jìn)，生物科學(xué)技術(shù)的不斷革新，交通通信技術(shù)的顛覆式發(fā)展。這些科技，讓人們的生活變得更智能、更有趣、更美好。

1、AR

AR，簡單來說，就是全息投影，即增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，也被稱之為混合現(xiàn)實(shí)。它通過電腦技術(shù)，將虛擬的信息應(yīng)用到真實(shí)世界，真實(shí)的環(huán)境和虛擬的物體實(shí)時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。因此頗受大眾矚目，如果你親自體驗(yàn)過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，才會感覺到它無限的魅力所在。

2、消費(fèi)者使用的360度攝影

你想像一下，在你面前放置一個三腳架或者自拍桿，然后上面放著一個特殊的相機(jī)，就能給你拍攝一個360無死角全景照片或視頻。

3、無人駕駛技術(shù)

科技對人類生活產(chǎn)生的最大影響，衣、食、住、行是四個最為基礎(chǔ)和重要的方面，而無人駕駛技術(shù)則為人們的生活帶來眾多的改變。它對改善城市的交通擁堵、提高空氣質(zhì)量、挽救生命、解決酒駕問題等，有著現(xiàn)實(shí)意義。

令人興奮的是，作為國內(nèi)無人車的領(lǐng)軍企業(yè)，百度在該領(lǐng)域進(jìn)展神速，其研發(fā)的無人駕駛汽車在國際通用KITTI數(shù)據(jù)集車輛檢測準(zhǔn)確率達(dá)到92.65%，位列世界第一。截止到2016年11月底，百度自動駕駛技術(shù)專利申請數(shù)量達(dá)到605項(xiàng)，包括無人車的智能感知與控制、智能檢測與定位、高精地圖等國際領(lǐng)先技術(shù)。按照規(guī)劃，百度將在三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動駕駛汽車的商用化，2021年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。

4、超級電池

當(dāng)前移動互聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展。大家看到的常常是通信技術(shù)、芯片技術(shù)的發(fā)展。一個不太為人注意的重要支柱就是電池能力的大幅提高。沒有小而高能的電池，移動終端設(shè)備只能停留在科幻。電池“能量體積比”存在一個和摩爾定律類似的快速發(fā)展規(guī)律。

超級電池，將真正讓物聯(lián)網(wǎng)、智能設(shè)備、智能生活跳出科幻成為現(xiàn)實(shí)。當(dāng)然，超級電池也會讓安全攻擊能力、網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)裝備出現(xiàn)飛躍。

5、隔空取電技術(shù)

不用數(shù)據(jù)線，直接在空中就能夠充電，在現(xiàn)今充電全是有線時代，無疑是個福音，它極大地解放了人們?nèi)‰姷目臻g限制。目前，華盛頓大學(xué)的研究人員已經(jīng)將此“想象”變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。他們利用周邊的無線電信號Wi-Fi，讓無電池裝置與傳統(tǒng)設(shè)備(如電腦和智能手機(jī)等)連接。他們其中的一項(xiàng)技術(shù)，名為無源Wi-Fi(passiveWi-Fi)，正由一家衍生公司JeevaWireless 商業(yè)化?！堵槭±砉た萍荚u論》認(rèn)為，此項(xiàng)技術(shù)是2016的突破性技術(shù)。

6、3D打印

3D打印通常是采用數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)來實(shí)現(xiàn)的。常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，后逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造。該技術(shù)在珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車，航空航天、牙科和醫(yī)療產(chǎn)業(yè)、教育、地理信息系統(tǒng)、土木工程、槍支以及其它領(lǐng)域都有所應(yīng)用。

7、病毒抗癌技術(shù)

癌癥，是威脅人類健康的重要?dú)⑹?。長期以來，科學(xué)家們都在積極研發(fā)治療癌癥的藥物。此前，他們已經(jīng)知道病毒可以觸發(fā)免疫系統(tǒng)攻擊癌癥，然而，改造病毒而不影響人類對病毒的抗體，這花費(fèi)了大量的時間和精力。不過欣慰的是，這項(xiàng)以毒治毒的方式終于有了進(jìn)展。2015年末，皮膚癌治療產(chǎn)品Imlygic獲得美國食品藥品管理局(FDA)的批準(zhǔn)。其實(shí)，Imlygic是一種病毒，存活且具有傳染性，它可用于治療不能經(jīng)手術(shù)完全切除的黑色素瘤病灶，殺死癌細(xì)胞。該技術(shù)被美國《大眾科學(xué)》評選為2016年最重要的12項(xiàng)醫(yī)療創(chuàng)新之一。

8、VR

VR：一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是由美國VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾(Jaron Lanier)在20世紀(jì)80年代初提出的。其具體內(nèi)涵是:綜合利用計算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實(shí)及控制等接口設(shè)備，在計算機(jī)上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺的技術(shù)。其中，計算機(jī)生成的、可交互的三維環(huán)境成為虛擬環(huán)境(即Virtual Environment，簡稱VE)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的載體是虛擬現(xiàn)實(shí)仿真平臺。

未來五大科技將改變?nèi)祟惿?br/>

3月，2018年度世界級科技大會（IBM）在美國拉斯維加斯舉行，除了展示目前世界上最小的電子計算機(jī)——容納近100萬個晶體管、大小與粗鹽粒相仿、運(yùn)算能力等同于上世紀(jì)90年代的x86位計算機(jī)，還預(yù)測改變?nèi)祟愇磥砩畹?項(xiàng)新技術(shù)，分別是加密錨和區(qū)塊鏈技術(shù)、格密碼技術(shù)、人工智能機(jī)器人顯微鏡技術(shù)、“零偏見”人工智能技術(shù)以及量子計算機(jī)技術(shù)。

這五項(xiàng)黑科技將怎樣改變?nèi)祟惿钅?？讓我們來逐一解讀。

1、顯微鏡網(wǎng)絡(luò)實(shí)時觀測水體環(huán)境

水是人類生存至關(guān)重要的自然資源之一，但據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計，全球目前約有11億人生活缺水，這一數(shù)字還在不斷增加。在開源難以解決的情況下，如何監(jiān)測水域、保證水質(zhì)便顯得尤為重要。各國科學(xué)家為了監(jiān)控各大水體的實(shí)施情況、檢測水中的特定化學(xué)物質(zhì)和環(huán)境條件，在江河湖泊投放了數(shù)以萬計的傳感器，但這仍不能保證獲得水體實(shí)時基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如傳感器偶爾會錯過流入水體的入侵物種和新的化學(xué)物質(zhì)。同時這只能針對陸地內(nèi)的水域，對于覆蓋地球表面70%的海洋，傳感器仿佛蚍蜉之于大樹，更是毫無辦法。

IBM正在研制構(gòu)建小型3D顯微鏡網(wǎng)絡(luò)，這一系統(tǒng)監(jiān)測對象并不是水，而是水中的浮游生物。浮游生物是水體健康的天然檢測器，該系統(tǒng)一方面能夠通過其行為獲得水域的細(xì)微變化，另一方面也能為浮游生物自然棲息地的科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)。小型自主顯微鏡不是傳統(tǒng)印象中的顯微鏡的微縮版，它沒有鏡頭，其成像依靠微型芯片，可以捕捉浮游生物在芯片上游動的陰影，生成生物樣本。

目前，該小型自主顯微鏡可以在水中識別不同浮游生物物種并跟蹤其三維運(yùn)動，這些數(shù)據(jù)能夠有效幫助研究人員應(yīng)對從溫度到石油泄漏等造成的水體變化，借此可以輕松預(yù)測相應(yīng)災(zāi)害如赤潮等。

2、人工智能助力客觀決策

在大多數(shù)人眼中，智能機(jī)器人總是機(jī)械式的甚至是冷冰冰的，能夠客觀、公正、冷靜地判斷、處理各色事務(wù)，并可以基于真相地學(xué)習(xí)外界內(nèi)容。

但事實(shí)上，智能機(jī)器人也有人類的“情感”。此前，美國研發(fā)的一款顏值測評軟件。人們使用后普遍發(fā)現(xiàn)，它對白種人測評分?jǐn)?shù)更高，亞洲面孔分?jǐn)?shù)偏低，黑色膚色甚至無法識別，引發(fā)了對軟件是否存在種族歧視的討論和抨擊。另一個聊天機(jī)器人Tay擁有在同人類交互中學(xué)習(xí)的能力，在微軟將其上線不到24小時內(nèi)，便因?yàn)樯鐓^(qū)用戶在同它交互過程中不斷表達(dá)歧視性言論，最終變成一個攻擊性極強(qiáng)的種族主義者而被微軟關(guān)閉。再一個便是人們經(jīng)常瀏覽的微博，微博智能推送并不會將用戶關(guān)注列表中的每日更新按照時間線逐一排列，而是更傾向于將用戶喜歡的內(nèi)容優(yōu)先推送。

IBM 正在研發(fā)一種方法來減少訓(xùn)練數(shù)據(jù)集中可能存在的偏見，這樣利用該數(shù)據(jù)集進(jìn)行學(xué)習(xí)的AI 算法就能盡量保持公平。IBM科學(xué)家還設(shè)計了一種方法來測試 AI 系統(tǒng)，即使沒有訓(xùn)練數(shù)據(jù)也可以使用。這項(xiàng)研究提議設(shè)立一個獨(dú)立的偏見評分系統(tǒng)來確定AI系統(tǒng)的公平性。AI的最終用戶能根據(jù)每個系統(tǒng)的偏見水平來確定它的可信度。

這樣一個“零偏見”人工智能系統(tǒng)可以幫助人類指出偏向性，從而讓我們采取更公正或平等的觀點(diǎn)，同時在認(rèn)識到偏見和向人工智能系統(tǒng)教授人類共同價值觀后有可能進(jìn)一步改善自己。

3、全新一代抗量子加密技術(shù)

從實(shí)體到電子數(shù)據(jù)流，實(shí)時的數(shù)據(jù)交互給人類的生產(chǎn)、生活帶來極大便利同時，也為非法竊取信息的黑客提供了方便之門。

有項(xiàng)統(tǒng)計顯示，2016年有超過40億條數(shù)據(jù)被非法盜取，每條數(shù)據(jù)的保險費(fèi)估價在158美元左右。而日前發(fā)布的《中國互聯(lián)網(wǎng)站發(fā)展?fàn)顩r及其安全報告（2018）》顯示，2017年我國境內(nèi)被篡改的網(wǎng)站數(shù)量為20111個（去重后），較2016年增長20.0%。在網(wǎng)站漏洞方面，高危漏洞數(shù)量占比顯著增加，已達(dá)到新增漏洞的35.2%。同時，網(wǎng)站安全受境外安全風(fēng)險影響的程度正在逐漸升高IBM研究人員正在開發(fā)一種新的加密方法，該方法建立在稱為網(wǎng)格加密的基礎(chǔ)架構(gòu)之上，該架構(gòu)將數(shù)據(jù)隱藏在稱為格的復(fù)雜數(shù)學(xué)問題（代數(shù)結(jié)構(gòu)）中，不僅可以阻止未來的量子計算機(jī)，也是另一種被稱為全同態(tài)加密（FHE）的加密技術(shù)的基礎(chǔ)，允許在不解密數(shù)據(jù)的情況下對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和訪問，解決了信息在解密階段被黑客獲取的問題。例如，消費(fèi)者信用報告機(jī)構(gòu)可以在不解密個人數(shù)據(jù)的情況下分析和產(chǎn)生信用評分。初級保健醫(yī)生可以與專家，實(shí)驗(yàn)室或基因組學(xué)研究人員和制藥公司共享患者醫(yī)療記錄，使每一方都能夠訪問相關(guān)數(shù)據(jù)，而無需透露患者的身份。

4、數(shù)字指紋破解假冒偽劣

自比特幣產(chǎn)生以來，經(jīng)歷了跌宕起伏式發(fā)展，今天已成為不可忽視的經(jīng)濟(jì)新體系，其依賴的技術(shù)便是區(qū)塊鏈。從1.0到3.0，區(qū)塊鏈技術(shù)逐漸應(yīng)用到各個行業(yè)中，日益成為最熱門的科學(xué)概念和投資概念。

區(qū)塊鏈?zhǔn)腔诰W(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫存儲系統(tǒng)，通俗地講便是分布式的公共賬本。它有別于傳統(tǒng)依據(jù)中心思想構(gòu)建起來的體系，最顯著的特點(diǎn)是“去中心”。運(yùn)用區(qū)塊鏈可使傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)購物流程大大簡化、避免第三方平臺的中介：顧客選定商品、提交訂單，錢款進(jìn)入商家賬戶，向全區(qū)塊播報信息；商家處理訂單、發(fā)貨，向全區(qū)塊播報信息；顧客確認(rèn)收貨，向全區(qū)塊播報，交易完成。交易中的所有信息將被區(qū)塊鏈的每一個節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證、記錄、監(jiān)督，避免了流程中的信息造假。

據(jù)統(tǒng)計，假冒偽劣產(chǎn)品每年使全球經(jīng)濟(jì)損失超過6000億美元，甚至在部分國家的醫(yī)藥領(lǐng)域，70%以上高效藥物都是假藥。區(qū)塊鏈技術(shù)引入后，由多個國家的數(shù)十個供應(yīng)商組成的區(qū)塊鏈，可以保證在任何環(huán)節(jié)假冒偽劣產(chǎn)品都無法進(jìn)入產(chǎn)品流通渠道。但是區(qū)塊鏈無法防止源頭性造假，這就需要加密錨技術(shù)的幫助。加密錨則是一種防篡改數(shù)字指紋技術(shù)，可以嵌入到產(chǎn)品或者產(chǎn)品的某一部分內(nèi)，通過加密錨和區(qū)塊鏈的結(jié)合可以對產(chǎn)品進(jìn)行溯源性真?zhèn)悟?yàn)證，避免假冒偽劣帶來的高昂損失。

5、量子計算機(jī)將成主流

IBM認(rèn)為，隨著人們對量子技術(shù)的不斷深入了解，未來五年量子計算機(jī)將走出實(shí)驗(yàn)室，并觸及每個行業(yè)和領(lǐng)域，解決曾經(jīng)無法解決的難題。目前，IBM已經(jīng)通過量子計算機(jī)成功模擬出氫化鈹(BeH2) 中的原子鍵合，這是通過量子計算機(jī)模擬出來的最復(fù)雜的分子。

人們當(dāng)下使用的計算機(jī)被稱為經(jīng)典計算機(jī)，同一時間只能進(jìn)行0或者1的運(yùn)算，而量子計算機(jī)能依據(jù)量子邏輯同時處于0和1兩種狀態(tài)，擁有更強(qiáng)的計算能力。傳統(tǒng)經(jīng)典計算機(jī)雖然創(chuàng)造了諸多驚人且偉大的東西，但仍有諸多問題無法快速解決，這些問題通常涉及到較龐大的變量，如大規(guī)模優(yōu)化或者化學(xué)模擬。量子計算機(jī)便可完美破解這一問題。

傳統(tǒng)計算機(jī)的信息量單位是“比特”，量子計算機(jī)為“量子比特”。一臺50量子比特的量子計算機(jī)，在特定問題上的計算能力可以超過目前世界上計算能力最強(qiáng)的“神威·太湖之光”。

來源：黑科技數(shù)據(jù)

編輯：IPRdaily趙珍          校對：IPRdaily縱橫君

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