【ZiDongHua 之創(chuàng)新自科文收錄關鍵詞：人工智能   AGI   制造業(yè)   自動駕駛 】
　　
　　全球智庫動態(tài) | 未來極具潛力的50項新興技術
　　
　　來源：必達智庫
　　
　　
　　
　　圖1  刊登于2024年1月2日《全球智庫動態(tài)》研究報告（2024卷第1期）的原文截圖
　　
　　英國研究與創(chuàng)新署團隊經(jīng)過深入研究，發(fā)布了50項仍處于起步階段的關鍵前沿技術，并將這些新興技術分類編排在7個技術系列中。這50項新興技術具體如下：
　　
　　一
　　
　　人工智能、數(shù)字和計算技術
　　
　　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。使機器能夠像人類一樣行為、學習、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的對象是機器還是人類？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。包括進化計算和電子學、人工神經(jīng)網(wǎng)絡、免疫系統(tǒng)、生物機器人和蜂群智能，它從生物結構中汲取靈感，使計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. 腦機接口技術。能將我們的思想轉化為指令，從而控制外部軟件或硬件，如：計算機或機械臂。它讓我們更接近機器與人腦的完全對接。腦機接口技術可以用于醫(yī)療、老齡化社會、體育、軍事、制造業(yè)、服務業(yè)等。
　　
　　
　　
　　圖2  國內(nèi)研究團隊利用腦機接口技術幫助中風患者康復（網(wǎng)絡配圖）
　　
　　5. 量子算法。可應用于密碼學、搜索優(yōu)化和量子系統(tǒng)模擬等領域。從量子計算中獲取價值的關鍵，在于找到量子計算機比經(jīng)典計算機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)進行編碼和解碼。利用生物技術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雜的人工智能技術時尤為重要。目前，我們的計算硬件設計已經(jīng)達到物理極限，脫氧核糖核酸數(shù)據(jù)存儲技術可以消除這一限制，開辟新的計算應用。
　　
　　國內(nèi)研究團隊研發(fā)的脫氧核糖核酸存儲電極
　　
　　7. 新計算模式。能提供傳統(tǒng)計算機無法達到的數(shù)量級性能改進，包括：生物計算、光子計算和神經(jīng)形態(tài)計算。新計算模式將使科學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行旅行。
　　
　　二
　　
　　先進材料與制造業(yè)
　　
　　9. 4D打印。具有“自我修復”的潛力，為太空制造、更好的軟機器人技術和新的醫(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。納米技術已成為許多行業(yè)的基本技術，找到更有效、更高效和更低成本的納米粒子制造方法，將有助于我們擴大納米技術的用途和優(yōu)勢。
　　
　　12. 超材料。在亞波長級別工作，擴展了光與物質(zhì)的相互作用方式，可用于交通、醫(yī)療、科研、電信、能源、創(chuàng)意等領域。超材料是科幻小說與現(xiàn)實的結合，可以使與之相互作用的物質(zhì)隱形，利用隱形技術可以消除汽車盲點，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)電機的效率。
　　
　　三
　　
　　電子、光子和量子技術
　　
　　13. 新型半導體替代系統(tǒng)。在越來越多的應用中，當前的半導體已經(jīng)達到其性能極限。寬帶隙（WBG）化合物半導體可以在更高的電壓、溫度和頻率下工作，與目前的半導體相比，性能將大大提高。幾乎所有行業(yè)都會受到這項技術的影響，主要用于6G、光子學和電力電子。
　　
　　14. 新興顯微技術。能夠在空間和時間上觀察生物學的工作，從單個分子到整個生物體。這項技術能使科學家更準確地探索各種材料的結構與特性之間的關系，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。是將光譜學與多種頻率的可見光波長以外的成像技術相結合，從而對物體的構成進行“指紋識別”（fingerprinting）。這項技術可以用于精準農(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。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構。
　　
　　17. 光子發(fā)生器。是以單個粒子或光子形式發(fā)射光的光源。量子光是開發(fā)安全通信和由量子驅動的更強大計算的核心。
　　
　　18. 等離子體學。涉及利用光照射到金屬表面時引發(fā)的電子波，可應用于成像、納米粒子，是其他新興技術的重要推動力。等離子體學將主要影響科學、工程和醫(yī)學界，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。側重于開發(fā)既能確保量子計算機和經(jīng)典計算機安全，又能在現(xiàn)有通信網(wǎng)絡中運行的加密系統(tǒng)。量子計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來應對未來的威脅。
　　
　　20. 室溫超導體?？梢栽诓焕速M能源的情況下進行導電，將使持續(xù)低電費成為可能，并從根本上改變能源生產(chǎn)和分配的經(jīng)濟性。
　　
　　能源與環(huán)境技術
　　
　　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距離傳輸電力，可能會改變我們使用電子設備的方式。實現(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。技術需要克服的關鍵挑戰(zhàn)是，高超音速飛機周圍的氣流溫度非常高，以至于化學鍵會發(fā)生振動并最終斷裂。高超音速武器已經(jīng)問世，高超音速運輸將改變?nèi)藛T和貨物的流動，如從倫敦到悉尼只需3小時。
　　
　　24. 新型推進或離子推進。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)動機只在太空中使用。與化學推進器相比，離子推進所需的推進劑要少得多，可幫助實現(xiàn)太空旅行，延長衛(wèi)星壽命。在探索更深遠的太空時，它可能成為推動我們前進的可靠技術。
　　
　　25. 新型制氫和儲氫技術。對于創(chuàng)造更廉價、更高效的制氫工藝至關重要?？梢杂糜谀茉础⒃牧咸崛?、運輸、制造等。
　　
　　26. 新型負排放技術。包括從環(huán)境中提取二氧化碳的所有新興技術。通過清除地球大氣中新的和現(xiàn)有的溫室氣體，可以幫助應對氣候變化。
　　
　　27. 核聚變。該技術仍然很難實現(xiàn)，但它或許能一舉實現(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)模復制，那么它幾乎可以提供無限的清潔、安全、經(jīng)濟的能源。
　　
　　28. 天基太陽能?？梢匀耆旌蛱峁┣鍧嵞茉?，是去碳化進程中令人興奮的一個組成部分。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
　　
　　29. 人造細胞和人造生命。已經(jīng)用于治療腎衰竭。隨著發(fā)展，我們還能開發(fā)人造血細胞，減少獻血需求，提高血液制品的安全性。人造細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. 細菌和微生物制造。細菌可用于制造藥物（包括抗生素）、有用分子、生物混凝土和其他有趣的材料。細菌合成的物質(zhì)可以創(chuàng)造出具有實用性的新材料。通過細菌制造產(chǎn)生的物質(zhì)有望用于食品、個人護理、家用化學品、生物醫(yī)學和紡織品等，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，如提高反應效率、改善污染物去除效果，以及在某些過程中能夠重復使用酶。該技術目前已應用于制藥和生物技術行業(yè)，可以促進更可持續(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)出使營養(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. 生物電子學和電子醫(yī)藥學。拓寬了無需藥物或手術的治療范圍，并將推動無線供電等技術的發(fā)展。二者具有巨大的醫(yī)療保健效益，應用范圍從心臟起搏器到治療帕金森病的腦深部刺激。這些設備將使我們能夠實時監(jiān)測和治療疾病。
　　
　　33. 微生物遺傳育種技術。為改善食品健康并提高生產(chǎn)效率提供了可能。該技術還可以通過單一技術減少污染并生產(chǎn)清潔能源。
　　
　　34. 可編程細胞。將開辟治療和預防疾病的新方法。對細胞行為進行編程拓展了生物計算的可能性。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。可以靈活制造出滿足人類和動物患者個性化需求的組織，甚至器官。這不僅有助于手術治療，還能提高實驗室研究的準確性，例如，確定有效的新藥物。
　　
　　六
　　
　　健康與醫(yī)療技術
　　
　　36. 成人干細胞生成。是干細胞醫(yī)學和再生療法新領域的開端。可以幫助制造細胞，修復受傷的組織，如皮膚或大腦。此外成人可以同意使用自己的干細胞，因此與使用胚胎干細胞進行研究、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不同組學領域的數(shù)據(jù)，描繪了分子相互作用的全貌，將基因組學、轉錄組學、蛋白質(zhì)組學和代謝組學等領域聯(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，也是個性化醫(yī)療的關鍵推動因素。
　　
　　38. 抗衰老藥物。旨在影響老化和老年相關疾病的根源，延長動物的壽命。這些技術和相關治療方法可以讓我們健康地生活更長時間，減輕老年相關疾病給社會帶來的負擔，并有可能延長預期壽命。
　　
　　39. 感知檢測植入物?？梢宰屟b有假肢的人通過這些設備“感覺”自己，恢復或增強聽覺或嗅覺。它還能為我們提供與機器互動的新方法。
　　
　　40. 抗生素替代品?？股赜糜陬A防和治療細菌感染，但常見疾病的細菌正逐漸對抗生素產(chǎn)生耐藥性。抗生素耐藥性會導致醫(yī)療費用增加、住院時間延長和死亡率上升。因此開發(fā)替代品是全球健康的當務之急?？股靥娲房蓱糜谛l(wèi)生、農(nóng)業(yè)、動物保健行業(yè)。
　　
　　41. 微生物組療法。在降低許多人類疾病的發(fā)病率和嚴重程度方面具有巨大潛力，甚至將開創(chuàng)醫(yī)學治療的新領域。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措施，因此可能比一般的臨床方案更安全、更成功。
　　
　　42. 個性化核糖核酸療法。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性化療法。核糖核酸技術可將大量蛋白質(zhì)、轉錄本和基因作為新的治療靶點。
　　
　　43. 分階段基因組組裝工具?？梢圆捎眯碌幕蚪M測序方法，加快生物信息學方面的工作，同時降低錯誤率。下一代測序可以進行全基因組分期，為復雜性狀研究，以及遺傳疾病的研究提供信息。
　　
　　44. 全身芯片設備。可以確定藥物在其他器官中的療效和毒性，為臨床試驗前的治療測試提供更準確、更具成本效益的方法。
　　
　　七
　　
　　機器人和空間技術
　　
　　45. 完全自主車輛。將做到人類駕駛員能做的任何事情。自動駕駛汽車的開發(fā)已經(jīng)取得了進展，但完全自主車輛才是最終目標。這項技術引發(fā)了關于倫理、法律和保險的相關討論。它可以從根本上改變個人交通方式，并大大增加無法開車之人的出行機會。
　　
　　46. 納米級機器人技術。能制造出極小的機器或機器人。微型機器人和納米機器人正應用于生物醫(yī)學等多個領域，比如“修復”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，將意味著我們可以開發(fā)出在地球上無法實現(xiàn)的產(chǎn)品。此外，在地球之外制造產(chǎn)品所需的技術，也是在月球或火星建立任何定居點的重要一步。
　　
　　48. 軟體機器人。具有與活體組織相似的機械特性，其靈感通常來自烏賊或蠕蟲等無脊椎動物。它可以拓寬機器人技術在社會和工業(yè)中的應用范圍。軟體機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. 空間核動力和新型空間推進系統(tǒng)。用于航天器的新型非燃燒推進。目前的推進方法需要笨重的燃料。這些技術的開發(fā)對于未來的載人太空探索至關重要。
　　
　　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)均可以應用這一技術。（轉自前灘綜研）
　　
　　未來智能實驗室的主要工作包括：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）大腦研究計劃，構建互聯(lián)網(wǎng)（城市）大腦技術和企業(yè)圖譜，為提升企業(yè)，行業(yè)與城市的智能水平服務。每日推薦范圍未來科技發(fā)展趨勢的學習型文章。目前線上平臺已收藏上千篇精華前沿科技文章和報告。