2020年12大技術(shù)趨勢排行榜/2019年中國科技十大進展
發(fā)布日期：2020-02-21 瀏覽次數(shù)：
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2020年12大技術(shù)趨勢排行榜
來源：電子產(chǎn)品世界 ，戰(zhàn)略前沿技術(shù)
IEEE計算機協(xié)會自2015年以來一直在預(yù)測技術(shù)趨勢，其年度預(yù)測因權(quán)威性而受到廣泛關(guān)注。在每年年底，協(xié)會還使用計分卡或報告卡對年度預(yù)測進行評級，這個評級也吸引了與預(yù)測本身一樣廣泛的受眾。以下是對2020年12大技術(shù)趨勢的預(yù)測：
在過去的十年中，我們與云之間的日常交互見證了機器學(xué)習(xí)（ML）的爆炸式增長。大量眾包標簽數(shù)據(jù)的可用性，以較低成本獲得的計算機計算效率的提高以及機器學(xué)習(xí)算法的進步奠定了這一突破的基礎(chǔ)。隨著技術(shù)的改進，自動執(zhí)行許多活動變得足夠穩(wěn)健，以比原始云用例更普遍的新方式使用機器學(xué)習(xí)的需求將不斷增加。結(jié)合5G等無處不在的連接和諸如物聯(lián)網(wǎng)（IoT）之類的智能傳感器，機器學(xué)習(xí)應(yīng)用將迅速向“邊緣”，也就是靠近我們所有人的物理世界推進。在未來幾年中，我們希望在輔助駕駛，工業(yè)自動化，監(jiān)控和自然語言處理等對我們的日常生活產(chǎn)生更大影響的領(lǐng)域中看到機器學(xué)習(xí)的廣泛部署。2、非易失性存儲器（NVM）產(chǎn)品，接口和應(yīng)用程序NVM Express（NVMe）SSD將在未來幾年內(nèi)取代SATA和SAS SSD，而NVMe-oF將在五年內(nèi)成為主要的網(wǎng)絡(luò)存儲協(xié)議。NVMe支持NAND分層技術(shù)和編程功能，可提高耐用性，使能可計算存儲（computational storage）并允許更多類似內(nèi)存方式的數(shù)據(jù)訪問。諸如MRAM，ReRAM和PCM之類的新興內(nèi)存技術(shù)則將在未來提供更高性能的NVMe設(shè)備。數(shù)字孿生（Digital Twins）在制造業(yè)中已成為現(xiàn)實，而主要的物聯(lián)網(wǎng)平臺（例如Siemens MindSphere）正在為它們提供支持。它們也已成為復(fù)雜系統(tǒng)操作中廣泛使用的工具。自2019年1月1日起，它們已在城市的鐵路和發(fā)電廠中使用。新加坡政府使用數(shù)字孿生在新加坡進行城市管理的規(guī)劃，模擬和運營。認知數(shù)字孿生（Cognitive digital twins）尚處于試驗和實驗的早期階段。人工智能將越來越多地部署在影響公共健康，安全和福利的更多系統(tǒng)中。這些系統(tǒng)將更好地利用稀缺資源，預(yù)防災(zāi)難并提高安全性，可靠性，舒適性和便利性。盡管存在技術(shù)挑戰(zhàn)和公眾擔(dān)憂，這些系統(tǒng)將改善全球數(shù)百萬人的生活質(zhì)量。在五年內(nèi)，人工智能在直接影響公眾的關(guān)鍵基礎(chǔ)架構(gòu)系統(tǒng)或“關(guān)鍵系統(tǒng)”中的應(yīng)用將大大增加。在這些系統(tǒng)中，故障很可能會導(dǎo)致人員死亡或嚴重傷害，或者資產(chǎn)或隱私的重大損失。關(guān)鍵系統(tǒng)包括發(fā)電和配電，電信，公路和鐵路運輸，醫(yī)療保健，銀行等。包裹遞送是一個對經(jīng)濟產(chǎn)生巨大影響的行業(yè)，但在過去的幾十年中，其發(fā)展相對緩慢。它仍然可能令人沮喪地緩慢，浪費資源，勞動密集型并且昂貴。這些效率低下的問題，再加上無人機技術(shù)的最新發(fā)展，使該領(lǐng)域變得容易被顛覆。幾家公司最近一直致力于開發(fā)實用的快遞無人機，現(xiàn)在可能已經(jīng)準備好徹底改變這個行業(yè)，進而改變整個社會。3D打印至少從1980年代初期就已經(jīng)存在，但是它主要局限于零件原型設(shè)計和特殊用途或特殊零件的小規(guī)模生產(chǎn)。當(dāng)前，新的流程，材料，硬件，軟件和工作流將3D打印帶入了制造領(lǐng)域，特別是大規(guī)模定制。與傳統(tǒng)制造不同，增材制造（Additive Manufacturing）使得生產(chǎn)大批量各不相同的零件在經(jīng)濟上變得可行。例如，像SmileDirect這樣的公司現(xiàn)在使用3D打印機每天生成成千上萬的模具，每個模具都為每個獨立個體進行了校準定制。更強大，更堅固的材料，更高的分辨率，新的修整技術(shù)，工廠級管理軟件以及許多其他進步，正在推動3D打印在醫(yī)療保健，鞋類和汽車等行業(yè)中的采用。到2020年，隨著其他行業(yè)發(fā)現(xiàn)大規(guī)模定制的好處以及使用傳統(tǒng)方法難以生產(chǎn)或負擔(dān)得起的零件打印機會，我們預(yù)計這一趨勢將繼續(xù)下去。機器人正越來越多地從生產(chǎn)車間傳播到人類占據(jù)的空間。在這樣的環(huán)境中，機器人需要能夠通過諸如增強對機器人所處環(huán)境的理解等功能來適應(yīng)新任務(wù)。我們預(yù)計，大規(guī)模仿真、深度強化學(xué)習(xí)和計算機視覺方面的最新突破將共同為機器人帶來基本的認知能力，這將在未來幾年中顯著改善機器人應(yīng)用。8、AI / ML適用于網(wǎng)絡(luò)安全網(wǎng)絡(luò)安全是當(dāng)今任何企業(yè)的主要風(fēng)險之一。不斷增長的攻擊面包括業(yè)余威脅，復(fù)雜的分布式拒絕服務(wù)攻擊以及熟練的民族國家行為者。國防取決于安全分析人員，但許多這樣的稀有品種缺乏足夠的培訓(xùn)，而且這些職位的離職率很高。AI / ML可以幫助檢測威脅并向安全分析人員提供建議，將響應(yīng)時間從數(shù)百小時縮短到幾秒鐘，并將分析人員的有效性從一兩次事件擴展到每天數(shù)千次。它可以保留企業(yè)知識，并將其用于自動化任務(wù)和培訓(xùn)新分析師。我們預(yù)計，全球范圍內(nèi)的行業(yè)、學(xué)術(shù)界和政府成員之間的合作伙伴關(guān)系將推動AI / ML在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域的應(yīng)用。數(shù)據(jù)收集和利用能力變得越來越復(fù)雜和敏感，通常會結(jié)合來自傳感器和其他各種技術(shù)的實時信息饋送。這些增強的功能產(chǎn)生了新的數(shù)據(jù)流和新類型的內(nèi)容，引發(fā)了有關(guān)可能因為濫用而引起的政策和法律問題：惡意行為者和政府可以出于社會控制的原因而重新利用這些功能。同樣，新技術(shù)的能力也使普通人難以分辨合法和欺詐性技術(shù)內(nèi)容之間的區(qū)別，例如接受真實視頻而非“深度造假”視頻。因此，明年對于保持一種脆弱的平衡至關(guān)重要：一方面要保持技術(shù)的社會效益，另一方面要防止不受待見的惡意利用這些新技術(shù)能力來實現(xiàn)社會控制和自由剝奪。需要更積極的法律和政策工具來檢測欺詐并防止濫用這些增強的技術(shù)能力。機器學(xué)習(xí)（ML）通常假定在訓(xùn)練和評估模型期間環(huán)境沒有被惡意操縱。換句話說，大多數(shù)機器學(xué)習(xí)模型都沒有充分考慮敵方攻擊和操縱模型功能的方式。但是，安全研究人員已經(jīng)證明，即使沒有關(guān)于目標模型參數(shù)的完整信息，對抗性惡意輸入也可以欺騙機器學(xué)習(xí)模型生成不期望的輸出。隨著ML集成到其他系統(tǒng)中，對ML進行惡意攻擊的頻率將會上升。因此，針對對抗性機器學(xué)習(xí)的安全性研究以及旨在檢測ML系統(tǒng)操縱的對策將變得至關(guān)重要。同樣，對ML系統(tǒng)的出錯性和可操縱性的認識將開始為政策制定和法律范例提供信息。11、智能系統(tǒng)的可靠性和安全性挑戰(zhàn)如今，能夠做出自主決策的智能系統(tǒng)正在吸引全球范圍內(nèi)日益增長的經(jīng)濟投資。我們希望它們將在智能城市，自動駕駛汽車和自動駕駛機器人等多個領(lǐng)域中得到越來越多的采用。針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域，智能系統(tǒng)自主性已通過定義的水平級別進行了形式化。當(dāng)然，智能水平和隨之而來的自主能力越高，對智能系統(tǒng)在現(xiàn)場運行的可靠性和安全性的要求就越高，其中可靠性被定義為在給定的時間內(nèi)正確運行的可能性，而安全是指避免對環(huán)境和用戶造成災(zāi)難性后果的能力。在2020年，保證高度自治的智能系統(tǒng)所要求的高水平的可靠性和安全性，是實現(xiàn)更智能的世界將面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)之一。對實用量子計算的追求將在2020年向前推進，但仍未完成。在2020年初，實驗性量子計算機演示只需消耗世界上最大的超級計算機大約萬分之一的能量，性能卻超過了它們的1,000倍甚至更多，但是演示的應(yīng)用看起來更像量子計算機自測。如果量子計算機注定要成功，那么它們將通過提高相關(guān)性和通用性來實現(xiàn)，因為計算優(yōu)勢已經(jīng)顯現(xiàn)。我們預(yù)計明年的演示活動將變得更加引人注目。例如，量子計算機可能會執(zhí)行任何標準超級計算機都無法實現(xiàn)的化學(xué)模擬，甚至因此引發(fā)關(guān)于可能發(fā)現(xiàn)的化學(xué)物質(zhì)是否對社會有用的爭論。
2019年中國科技十大進展
來源：三思派 ，戰(zhàn)略前沿技術(shù)2019年，中國科技櫛風(fēng)沐雨、篳路藍縷，實現(xiàn)了一個個新突破，為2020年進入創(chuàng)新型國家行列又邁近了一步。
1、物質(zhì)世界認知 中國科學(xué)家貢獻了多個“首”和“最”
依托自主研制的郭守敬望遠鏡發(fā)現(xiàn)最大恒星級黑洞，70倍太陽質(zhì)量，遠超理論質(zhì)量上限，將帶來理論變革。通過“慧眼”衛(wèi)星，驗證了航天器利用脈沖星自主導(dǎo)航的可行性。世界上最大的單口徑射電望遠鏡“天眼”FAST捕捉到快速射電暴多次重復(fù)爆發(fā)。中美聯(lián)合研究團隊發(fā)現(xiàn)熱的第四種傳播方式：真空中的量子波動，對芯片等研究有著深遠意義，聲音因此也可能在真空中傳播。首次證實了水結(jié)冰過程中“臨界冰核”的存在，驗證了近百年前吉布斯等人提出相變的“經(jīng)典成核理論”。中美科學(xué)家用碳納米管陣列制出世界上最黑的材料，比之前的還要黑10倍，可捕獲99.995%的入射光。找到“點擊化學(xué)”新成員，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的疊氮化物作為反應(yīng)物，應(yīng)用范圍更大。根據(jù)“自然指數(shù)”，中國首次成為“化學(xué)第一大國”，高質(zhì)量化學(xué)論文產(chǎn)出前十的機構(gòu)中，中國占據(jù)五席。
2、航天科技 中國再次成為年度宇航發(fā)射次數(shù)最多的國家
在全球103次發(fā)射中，中國（34次）再次領(lǐng)先俄羅斯（25次）、美國（21次）等。人類探測器首次著陸月球背面，嫦娥四號傳回世界第一張近距離拍攝的月背影像圖，玉兔二號成為迄今在月球工作時間最長的人類月球車，搭載的棉花種子長出了人類在月球上的第一片綠葉。時隔908天，我國最大火箭長征五號復(fù)飛成功。長征11號實現(xiàn)了我國首次海上平臺發(fā)射。快舟1號實現(xiàn)了同一地點同一型號火箭相隔僅6小時發(fā)射的壯舉。捷龍、雙曲線和零壹3家商業(yè)火箭首飛。星際榮耀雙曲線成為除美國以外全球第一家實現(xiàn)火箭入軌的民營公司。“國家隊”首次采用純商業(yè)化模式發(fā)射，“捷龍一號”成功發(fā)射民企“千乘一號”01星。民企翎客航天完成可回收火箭第三次低空飛行及回收試驗。7箭10星高密度發(fā)射，北斗系統(tǒng)所有中圓地球軌道衛(wèi)星完成組網(wǎng)，完成核心星座部署。“高分七號”衛(wèi)星發(fā)布了首批亞米級立體影像圖。在軌運行1036天的天宮二號受控墜毀。中國高超音速打擊武器東風(fēng)17正式服役。
3、生命健康 形成一系列世界級原創(chuàng)性成果
首次在阿爾泰山脈以南發(fā)現(xiàn)16萬年前的丹尼索瓦人，成為青藏高原上已知最早的人。在國際上率先破解硅藻光合作用的膜蛋白超分子結(jié)構(gòu)和功能。闡明了長期有爭議的反芻動物進化適應(yīng)機制。在國際上率先發(fā)現(xiàn)植物抗病小體這一蛋白質(zhì)機器，具有里程碑意義。首次實現(xiàn)哺乳動物裸眼紅外光感知和紅外圖像視覺能力。首次解析了非洲豬瘟病毒精細三維結(jié)構(gòu)，這種正二十面體的巨大病毒直徑約260納米。世界首批體細胞克隆疾病模型猴誕生，標志著這項技術(shù)走向成熟。首次解析人類胚胎著床過程。首次闡明了不對稱表達對第一次細胞命運分化的影響。建立了早期胚胎三胚層細胞譜系分化的新理論。形成了鼻咽癌“吉西他濱+順鉑”聯(lián)合化療的國際領(lǐng)先新策略。揭示了抗結(jié)核新藥的靶點和作用機制，發(fā)現(xiàn)潛在新藥。建立了新一代基因編輯工具脫靶檢測技術(shù)并擴大至RNA水平。用基因編輯干細胞治療艾滋病，患者術(shù)后19個月內(nèi)未出現(xiàn)基因編輯造成的脫靶。突變亨廷頓蛋白的選擇性清除，已篩選出4種化合物，在3種動物模型中產(chǎn)生功能改善。原創(chuàng)治療阿爾茨海默病新藥甘露特鈉膠囊有條件獲批上市。我國首批人工心臟產(chǎn)品獲批上市，性能達到國際同類水平，售價相比下降約30%。我國首套醫(yī)用國產(chǎn)鈷-60放射源投入市場，國產(chǎn)伽馬刀設(shè)備“中國芯”即將誕生。我國首次用豬肌肉干細胞培養(yǎng)出重達5克的培育肉。
4、智能信息通信 努力突破關(guān)鍵核心技術(shù)
首次在300公里真實環(huán)境的光纖中完成了雙場量子密鑰分發(fā)試驗。全球首款類腦芯片結(jié)合了類腦計算和機器學(xué)習(xí)，有望促進人工通用智能的研發(fā)。誕生了國內(nèi)利用腦機接口技術(shù)打字的新紀錄。阿里巴巴推出首款自主研發(fā)并成功量產(chǎn)流片的AI芯片“含光800”。華為發(fā)布第一個微內(nèi)核的全場景分布式操作系統(tǒng)鴻蒙，低時延可至毫秒級、亞毫秒級。中國電信、中國移動、中國聯(lián)通、中國廣電獲得5G商用牌照，中國開啟5G商用。我國6G技術(shù)研發(fā)工作正式啟動，6G的傳輸速率將達到100G~1Tbps，比5G提升10~100倍，應(yīng)用將拓展至太空、深海等。我國首片自主研發(fā)8.5代液晶玻璃基板下線，成為繼美國、日本之后全球第三個掌握此項技術(shù)的國家。國內(nèi)首個3D縫紉機器人研制成功。
5、能源科技 新興領(lǐng)域與傳統(tǒng)優(yōu)勢齊發(fā)力
新一代可控核聚變研究裝置“中國環(huán)流器2號M”總體安裝啟動，離子體電流可達3兆安培、等離子體溫度將超過2億℃。全球首臺四代核電“心臟”裝備——主氦風(fēng)機通過驗收，它是我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高溫氣冷堆核心設(shè)備。我國鈾資源科學(xué)探測最深孔（3000米）開鉆。中俄東線天然氣管道投產(chǎn)通氣。國內(nèi)最大頁巖油水平井大平臺完鉆，長慶油田示范區(qū)創(chuàng)國內(nèi)陸上水平井部署井?dāng)?shù)最多、控制儲量最大及單平臺產(chǎn)量最高3項新紀錄。我國非常規(guī)油氣領(lǐng)域形成重大勘探成果，鄂爾多斯盆地新增探明地質(zhì)儲量3.58億噸，發(fā)現(xiàn)了10億噸級的慶城大油田；在長寧——威遠和太陽區(qū)塊新增探明頁巖氣地質(zhì)儲量7409.71億立方米。兩大世界級電網(wǎng)創(chuàng)新工程淮東——皖南± 1100千伏特高壓直流輸電工程、蘇通1000千伏特高壓交流GIL綜合管廊工程投運。
6、交通設(shè)施 “基建狂魔”再造“中國速度”和“中國質(zhì)量”
被稱為“新世界七大奇跡”之首的北京大興國際機場正式投入使用，是世界規(guī)模最大單體航站樓、世界施工難度最高航站樓、世界最大隔震支座航站樓和世界最大無結(jié)構(gòu)縫一體化航站樓。世界上首條時速350公里的智能化高速鐵路京張高鐵開通運營，將服務(wù)于2022年北京冬奧會。世界在建難度最大的海峽大橋、中國首座跨海公鐵兩用橋平潭海峽大橋合龍貫通。世界最寬鋼箱梁懸索橋南沙大橋通車。目前世界上安裝能力最大、沉放精度最高、施工作業(yè)最高效、性能最先進的海底隧道沉管施工專用船舶“一航津安1”順利出塢。我國時速600公里高速磁浮樣車下線。6架C919全部首飛成功，完成所有靜力試驗。國產(chǎn)支線飛機ARJ21交付加速，交付量累計超20架。AC311A直升機首次在4400米高海拔地區(qū)使用。第一艘自主建造的極地科學(xué)考察破冰船雪龍2號交付使用，它是全球首艘采用船艏、船艉雙向破冰技術(shù)的極地科考破冰船。全球最大靜音科考船東方紅3號交付，這是國內(nèi)首艘、國際上第4艘獲得SILENT-R證書的海洋綜合科考船。35萬噸世界級“海上石油工廠”正式交付，創(chuàng)造了國際超大型FPSO交付的新速度。全球首艘30.8萬噸超大型智能原油船成功交付。世界首型“海駱駝”48500DWT大型重吊雜貨船的4艘船全部順利交付并投入營運。首艘國產(chǎn)航母“山東艦”服役，可搭載36架殲-15艦載機。2020年，本輪中長期科技規(guī)劃將收官。面向2030年，進入創(chuàng)新型國家前列，需要進一步增強科技創(chuàng)新策源能力。我國正經(jīng)歷重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)密集期，有50余項已立項、在建或運行，在宇宙觀測、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、生命科學(xué)、量子科學(xué)等會有更多產(chǎn)出。E級超算將可能登臺。
2、戰(zhàn)略高技術(shù)持續(xù)發(fā)力
我國將擇期發(fā)射嫦娥五號，實現(xiàn)采樣返回。發(fā)射火星探測器，實現(xiàn)“繞落巡”，邁出深空探測重要一步。空間站相關(guān)裝備將合練，長征五號B首秀。“蛟龍”“潛龍”等完成改裝，新型萬米級載人深潛器將下水。
3、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新蓬勃發(fā)展
新藥研發(fā)進入盛果期，更多原研藥上市。5G商用、邊緣賦能促動AI深度下沉。車聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)特定場景規(guī)模應(yīng)用。官方數(shù)字貨幣有限推開，區(qū)塊鏈應(yīng)用穩(wěn)步推展。新型核能技術(shù)出現(xiàn)新突破。風(fēng)光電成本持續(xù)下降，促儲能技術(shù)發(fā)展。國際形勢波譎云詭，科技革命風(fēng)起云涌。2020年，中國科技料將迎來更多機遇、面對更多挑戰(zhàn)，依然需要夯實基礎(chǔ)、久久為功。功不唐捐、玉汝于成。沿著中國特色自主創(chuàng)新道路，在科技創(chuàng)新的“無盡前沿”上開拓、搜尋和突破，中國科技必將為世界進步作出更大貢獻。
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