2022年十大科技应用趋势 | 万字报告PDF
過去的一年是極不平凡的一年,新冠肺炎疫情持續(xù)延宕,世界經(jīng)濟復蘇震蕩不定;與此同時,數(shù)字科技正前所未有地滲透到經(jīng)濟社會的方方面面,一個更加智能泛在、虛實共生的時空正在全面展開。
騰訊研究院近期訪談了重點領域的科學探索獎獲獎人、業(yè)界權威專家,以及騰訊8大科技實驗室的科學家和重點業(yè)務方向的專家,凝練出三大類、十個有望落地的科技趨勢重點方向:
云原生、人工智能、云網(wǎng)融合、云安全、量子計算等領域的新變革有望重塑信息基礎設施;
星地協(xié)同智能化、能源互聯(lián)網(wǎng)、復雜任務服務機器人與信息技術的融合正迸發(fā)出強勁的跨界創(chuàng)新勢能;
萬物孿生、擴展現(xiàn)實將進一步連通虛實世界,為人們創(chuàng)造全新的體驗和數(shù)字生產(chǎn)力,讓虛擬世界更真實、讓真實世界更豐富。
對十大技術趨勢做了進一步的打開,根據(jù)技術成熟度和影響力,細分為IT重塑、網(wǎng)絡革命、智能世界和 虛實共生四大領域。
專家點評
“25年前,尼葛洛龐帝在《數(shù)字化生存》一書中描繪了一幅在數(shù)字空間工作、生活和學習的全新生存方式。而今天,這些預言已經(jīng)轉化為現(xiàn)實,數(shù)字科技正全面滲透到人類生產(chǎn)生活的各個角落,成為經(jīng)濟社會發(fā)展的核心驅(qū)動力。
面對疫情和全球產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整帶來的不確定性風險,我們更需要加強科技預判,瞄準世界科技前沿,引領科技發(fā)展方向。這份報告給我們提供了諸多有價值的洞見,我們看到云原生、機器學習平臺、零信任安全等技術將為實體經(jīng)濟的新舊動能轉換提供更為堅實基礎;衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)、智能機器人將帶來連接變革、能源革命和服務升級;隨著數(shù)字引擎和VR、AR的應用擴展,一個與物理世界共生的數(shù)字世界正在向我們走來。數(shù)字科技之力正在轉化為未來的新動能,推動我國經(jīng)濟更高質(zhì)量發(fā)展。”
——中國工程院院士 鄔賀銓
“當前,全球正在加速進入科技革命躍遷、經(jīng)濟范式轉換和生產(chǎn)要素重置的重要變革期。算力已經(jīng)成為人類生產(chǎn)力和國家競爭力的重要基礎,云計算、人工智能、未來網(wǎng)絡等技術與各行業(yè)持續(xù)深度融合,推動質(zhì)量變革、效率變革和動力變革。隨著個人生活、企業(yè)運營和城市管理更多地轉移到數(shù)字世界中,云原生安全能力在未來尤為重要。
虛擬現(xiàn)實構建了物理世界的數(shù)字鏡像,自然化了人機交互方式,數(shù)字孿生的發(fā)展實現(xiàn)了虛擬世界和物理世界的貫通融合,為人們認識、理解和改造世界提供了新手段。這將讓虛擬世界更真實、讓真實世界更豐富,不僅為人們帶來體驗的升級和認知的升維,還有望推動更多新物種、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟的涌現(xiàn)。
數(shù)字科技對各行業(yè)具有極強的交叉融合特性和支撐賦能作用,定會在碳中和、太空探索、裝備制造、醫(yī)療健康等重大國家戰(zhàn)略中發(fā)揮更大作用。數(shù)字科技的蓬勃發(fā)展,必將進一步推動實體產(chǎn)業(yè)的數(shù)字化和智能化,打通生產(chǎn)、分配、流通、消費各環(huán)節(jié),助力構建國際國內(nèi)雙循環(huán)的新發(fā)展格局。”
——中國工程院院士 虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長 趙沁平
“新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革正重構世界創(chuàng)新版圖、重塑全球經(jīng)濟結構,加之新冠肺炎疫情給經(jīng)濟社會發(fā)展增添了不確定性,國家迫切需要通過科技創(chuàng)新提供經(jīng)濟發(fā)展新動能。該報告提出的一些信息領域新趨勢值得我們格外關注。
在信息通信方面,信息網(wǎng)絡將更智能、更彈性,人網(wǎng)物三元萬物互聯(lián)以及網(wǎng)絡與各行業(yè)深度融合,將為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展提供大連接、廣覆蓋、智能化、無人化、高可靠的一體化網(wǎng)絡體驗。在信息計算方面,算力成為人類生產(chǎn)力和國家競爭力的基礎,云計算、人工智能、量子計算、類腦計算的演進,讓數(shù)字發(fā)動機更快運轉,進一步釋放數(shù)據(jù)要素的巨大價值。在信息交互方面,VR、AR、數(shù)字孿生等技術的不斷成熟,構建了虛實世界互動的新通路、新模式。在信息控制方面,更柔性、多模態(tài)的機器人有望執(zhí)行更為復雜的任務,成為人類的幫手,為解決國家老齡化等問題帶來新思路;此外,能源互聯(lián)網(wǎng)將助力人類加快解決能源的管理和控制問題。星地協(xié)同智能化將加速數(shù)據(jù)中心資源更大范圍靈活調(diào)用,網(wǎng)絡將繼續(xù)由地面的平面互聯(lián)向空間三維互聯(lián)、太空和星際互聯(lián)延伸。”
——中國工程院院士 余少華
2022 年十大數(shù)字科技前沿應用趨勢
趨勢1 云原生加速IT體系邁進全云時代
云原生是一種IT技術方式,使組織能夠在云計算環(huán)境中構建和運行可擴展的應用程序。在多云、混合云等多元化部署的主流環(huán)境下,隨著容器、無服務器等關鍵技術及工具不斷創(chuàng)新與兼容,以及分布式云服務的興起,云原生能更有效應對業(yè)務和數(shù)據(jù)動態(tài)多變的環(huán)境,促進新一輪的軟硬件相互定義乃至融合發(fā)展,推動IT體系向全面云化的新階段演進。
當然,云原生涉及整個IT體系的變革,其發(fā)展也面臨可視化、復雜性、安全性等諸多挑戰(zhàn),需要跳出傳統(tǒng)IT思維,用云原生的技術和管理模式進行系統(tǒng)應對。未來,伴隨著云原生操作系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展和完善,在多元場景下提供一致的云計算產(chǎn)品服務和體驗將成為業(yè)界共同努力的方向。
趨勢2 量子計算NISQ時期仍將持續(xù)
2021年是量子計算備受矚目的一年,國際國內(nèi)均有較為明顯的科研成就。量子比特數(shù)量實現(xiàn)較大規(guī)模增長,各量子計算硬件技術也皆有發(fā)展;越來越多的機構開始研發(fā)上層軟件和算法,并有越來越多的算法在小規(guī)模實際問題上得到實驗。
未來幾年,仍是量子計算積蓄力量的階段,量子計算有望突破1000個量子比特,量子糾錯的進展對實現(xiàn)可用邏輯量子比特至關重要,量子計算與經(jīng)典計算相結合的混合計算體系或?qū)⒊蔀楦佑行У膽梅桨?#xff0c;而量子計算在組合優(yōu)化、化學制藥、機器學習等領域也有望產(chǎn)生實際的應用價值。
趨勢3 人工智能邁向普適化和工業(yè)化新階段
人工智能已經(jīng)在一些特定的任務上超越了人的能力,但大規(guī)模應用仍存在瓶頸,包括依賴大量標注數(shù)據(jù)、模型泛化能力不強、研發(fā)效率低和安全風險等問題,限制了產(chǎn)業(yè)的進一步發(fā)展。
未來,多種人工智能技術將加速演進,超大模型有望推動通用人工智能進程,小樣本學習技術將破解行業(yè)數(shù)據(jù)不足的難題,一站式機器學習平臺正成為人工智能研發(fā)的基礎設施,針對人工智能算法優(yōu)化的專用芯片可望在更多場景落地,加之可信和安全AI的持續(xù)探索,人工智能將與更多的行業(yè)深度融合,向更加普適化和工業(yè)化的方向邁進。
趨勢4 云網(wǎng)融合構建“連接升維”
通過引入云計算技術,信息通信網(wǎng)絡的核心功能將在虛擬機和容器上構建,這讓未來網(wǎng)絡核心網(wǎng)的擴容更加靈活便捷、彈性即用。感知與智能將成為網(wǎng)絡技術演進的新趨勢,推動連接能力升維。無線通信與無線感知能力相融合實現(xiàn)了通信感知一體化,網(wǎng)絡由此具備了原生感知能力,從連接信息變成連接行為,從交互認知延伸到交互感知。
同時,新型無線AI網(wǎng)絡架構和協(xié)議可以高效捕獲信道特征、適應未知環(huán)境,帶來物理層面的性能提升。此外,空天地一體化的網(wǎng)絡將實現(xiàn)人聯(lián)與物聯(lián)、無線與有線、廣域和近域、空天和地面等的智能全連接,不僅可以在全球?qū)崿F(xiàn)寬帶和物聯(lián)網(wǎng)通信,為用戶提供泛在通信服務,還可以將增強定位導航、實時地球觀測等新能力集成到網(wǎng)絡系統(tǒng)中。
趨勢5 疫后新需求按下云原生安全發(fā)展快進鍵
后疫情時代,開放網(wǎng)絡架構、技術應用場景泛化將導致多種不同安全風險疊加。新一代網(wǎng)絡攻擊技術使攻擊變得更加隱蔽、快速,攻擊范圍從個人向企業(yè)、基礎設施蔓延,造成的攻擊損失成指數(shù)增長。
在此背景下,零信任將重塑安全新邊界,成為遠程辦公時代有效的安全解決方案;面對攻擊更加復雜、贖金不斷增長的勒索攻擊,云上安全防御將成為最優(yōu)解;面對快速的網(wǎng)絡攻擊,全面覆蓋網(wǎng)絡、端點以及云基礎架構的擴展威脅檢測與響應(XDR)升級,將促進更多的組織增強“主動免疫力”。
趨勢6 多路徑并行演進推動萬物孿生
在行業(yè)數(shù)字化變革進程中,數(shù)字孿生成為理解和優(yōu)化物理實體的中間件。數(shù)字孿生具備實時感知、虛實映射、人機交互等多種能力,可以幫助人們通過對虛擬空間的觀察和交互,去理解和優(yōu)化真實的物理空間。伴隨3D建模、物理仿真、影像技術、實時渲染等單點技術的突破及交叉融合,各類數(shù)字孿生工具百花齊放。
其中,游戲引擎為行業(yè)數(shù)字孿生提供了新路徑。通過融合行業(yè)知識和新興技術,數(shù)字孿生的功能和性能得到了進一步提升,從設備、產(chǎn)線到工廠,從街道、區(qū)域到城市,從細胞、器官到人體,各領域的孿生體正在加快構建中。
趨勢7 硬件迭代驅(qū)動擴展現(xiàn)實(XR)產(chǎn)業(yè)拐點到來
VR光學、顯示、定位和交互等硬件技術發(fā)展方向和思路比較明確,超短焦的光學設計、Micro-LED、更輕便的交互控制器將是未來方向。而AR光學模組是AR產(chǎn)品的核心,目前仍在不斷演進中,自由曲面BirdBath、光波導等技術路線各有優(yōu)劣,短期內(nèi)仍將共存。
未來,VR發(fā)展需要優(yōu)質(zhì)內(nèi)容和生態(tài)助力硬件在消費端的普及,而AR設備在算力、電池限制條件下,需要進一步優(yōu)化實時的環(huán)境識別、定位、虛擬與現(xiàn)實交互等算法。此外,互聯(lián)網(wǎng)平臺將與虛擬現(xiàn)實行業(yè)不斷融合,在內(nèi)容分發(fā)、優(yōu)質(zhì)生態(tài)資源虛擬化,以及虛擬現(xiàn)實原生概念和場景方面深入合作,讓真實世界更豐富,虛擬世界更真實。
趨勢8 多模態(tài)融合驅(qū)動復雜任務服務機器人進入家庭生活
在消費升級等需求驅(qū)動下,家庭服務機器人有望成為新藍海。隨著多模態(tài)融合感知、非結構化場景AI分析與柔性本體等核心技術的突破,家用機器人感知、理解、控制的能力將進一步提升,從而更自如地在非結構化家庭環(huán)境中執(zhí)行復雜任務。
感知方面,觸覺傳感技術突破,以及多模態(tài)感知融合技術的迭代,將提升機械臂工作的精度和準確率,實現(xiàn)對不同材質(zhì)、形狀和軟硬性狀物品的抓握推舉;
理解方面,基于計算機視覺和NLP技術的進步,機器人對復雜服務任務和家庭環(huán)境的理解將進一步深入;
控制方面,柔性、仿生機器人本體技術的持續(xù)進展,將顯著提升人機互動的體驗和安全性。
未來3-5年,家庭服務機器人有望實現(xiàn)更自然的人機交互、完成更復雜的操作任務,逐步成為家政、娛樂、教育、陪伴等細分場景的生活助手。
趨勢9 雙碳目標倒逼能源互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展
隨著新能源技術與信息技術的發(fā)展和成熟,能源互聯(lián)網(wǎng)成為雙碳背景下能源結構轉型的重要解決方案。可以預見,未來電網(wǎng)的源、荷、儲三端將會發(fā)生重大變化:在源端,波動的清潔能源將大規(guī)模、高比例地接入電網(wǎng);在負荷側,大量用戶將迎來參與發(fā)電和儲能的“新身份”;在儲能方面,大量電化學儲能技術的發(fā)展,尤其是氫儲能技術,將大大降低能量的存儲與運輸成本。
這些變化將給能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來重大變革:在能量層,建設多能互補的綜合能源系統(tǒng),以匹配多變的能源供需;在信息層,通過建設電力-交通耦合網(wǎng)絡、電力-算力耦合網(wǎng)絡等,實現(xiàn)智慧的能源管理和控制;在價值層,能源互聯(lián)網(wǎng)的建設需要探索能源共享經(jīng)濟,引導全民參與,實現(xiàn)共建共享共贏。
趨勢10 星地協(xié)同智能化開啟“大航天”時代
航天科技作為國家綜合競爭力的體現(xiàn),其發(fā)展模式正由國家主導向國家和企業(yè)共同推進演化。星地協(xié)同、智能化、大眾化成為航天科技關鍵技術突破新趨勢:星地協(xié)同實現(xiàn)了衛(wèi)星對地面數(shù)據(jù)中心資源的靈活調(diào)用;人工智能技術加快了星上數(shù)據(jù)智能化處理與衛(wèi)星數(shù)據(jù)深度挖掘;航天服務正在“下沉”到大眾用戶,亞軌道旅行、衛(wèi)星影像私人訂制、時空信息數(shù)字化等新物種加速涌現(xiàn)。
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總結
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