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科技引领发展,科技改变世界——2017年世界前沿科技发展态势报告本周全球科技领域10大要闻!(第52期)

科技引领发展,科技改变世界——2017年世界前沿科技发展态势报告

全球技术地图

1、结合AI和VR打造有感情的虚拟克隆人

国外媒体Tech in Asia近日撰文讲述了当前数字化虚拟人体的发展。不同于传统的人形机器人,这类虚拟克隆没有物理身体。致力于“个性化人工智能”的美国加州创业公司ObEN在与韩国娱乐公司合作为流行音乐明星打造虚拟形象,让他们能够借助它来更多地与粉丝进行互动。虚拟克隆还能够拥有情感能力,可应用于客服、医疗保健、教育等领域。

本周全球科技领域10大要闻!(第52期)

创新丨前沿丨科普丨资讯

2、日本发明能"破镜重圆"的玻璃:30秒就能恢复原状

日本研究人员最新发明了一种可以自我愈合的玻璃材料,有望用于开发新型玻璃制品。和通常以二氧化硅为主要成分的无机玻璃不同,东京大学教授相田卓三等人最新发明的可以“破镜重圆”的玻璃是一种半透明高分子材料,属于有机玻璃。研究人员在实验中使用了长约2厘米、宽约1厘米、厚约2毫米的这种玻璃材料。将两块破裂的玻璃原样拼接在一起,在室温下只需30秒就能恢复原状,几个小时后就能恢复到破碎前的强度。

科技引领发展,科技改变世界——2017年世界前沿科技发展态势报告

1月20日上午,“第五届杨杜论坛暨知本峰会”隆重召开,会上,国内科技领域著名智库——国务院发展研究中心国际技术经济研究所魏强副所长发表主题演讲,对当前世界前沿技术发展与创新态势进行了深度解读。

科技引领发展,科技改变世界——2017年世界前沿科技发展态势报告

当前,世界前沿科技发展与创新呈现四大总体态势

首先,科技创新步伐在加快。从2008年世界金融危机以来,世界经济总体进入持续低迷状态,各主要国家经济体都把加大科技投入、鼓励科技创新作为主要策略。随着科技投入的持续增加,科技创新开始逐步活跃起来,以云计算、大数据、人工智能、物联网、机器人为代表的新兴技术不断成熟,新一轮科技革命——第四次工业革命加速孕育,给世界发展带来新希望和新契机。数字化、智能化、无人化和跨领域协作等新特点逐渐呈现出来。

3、科学家研发新型软体机器人电池方案

两百多年前,意大利物理学家伏特从电鳗身体结构得到启发,发明了最早的电池——伏打电池。如今,人类在研究出电鳗放电的原理后,又研发出了“软体电池”。这种“软体电池”又软又灵活,有可能应用于下一代的软体机器人和起搏器中。这种新型“软体电池”由瑞士弗里堡大学和美国密歇根大学、加利福尼亚大学的研究团队共同研制。

第二,科技影响力持续加大。主要体现在政治、经济、金融、军事、文化和社会的方方面面。运用科技手段参与政治、制造舆论、干扰大选等现象屡见不鲜;各国领导人运用新媒体治国理政也已不足为奇。可以说,一场具有时代特色的社交媒体革命正在席卷全球。经济领域,在全球化背景之下,信息技术带来的以高新技术产业为龙头的新经济模式蓬勃发展,新商业模式不断涌现。平台经济、共享经济、微经济模式成为主流。金融领域,金融与科技的化学反应极为强烈,以数据和技术为驱动的金融科技正在重塑整个金融行业的生态格局。军事领域,新技术引发的一场崭新军事革命正在发生,人工智能、脑科学、无人系统等战略前沿技术正在改变未来战争模式和游戏规则,精准化、网络化、空间化特点更加明显。文化、教育、医疗、健康等其他领域,在科技强有力的影响下,也正在发生种种不寻常的变化。

4、基因魔剪首批临床试验将展开 拟定明年在欧美进行

《麻省理工技术评论》杂志官网近日的一篇报道,对2018年“基因魔剪”研究进行了展望——鉴于从2013年科学家首次使用CRISPR-Cas9编辑人类活细胞以来,其治疗疾病的可能性似无止境,预计明年首批临床试验将在美国和欧洲展开。

第三,中国科技话语权在加强。随着中国经济实力的提高,中国科技力量也在发展壮大,科技话语权在加强。具体表现为中国的创新能力与日俱增,在人工智能、量子通信、超级计算机等多个领域表现非凡,很多领域已经从跟跑转变为并跑或领跑。

5、研究显示:手机射频信号可能导致癌症、记性差和失眠等问题

近日,加州发布了新的指导方针,推荐人们减少暴露在无线信号中的时间。这份指导方针来自加州公共健康部(CDPH),它们并没有直陈手机会危害健康,而是用非常谨慎的言辞指出,多项研究显示手机射频信号可能与癌症、精子数减少、记性差和失眠有关。

本周全球科技领域10大要闻!(第52期)

科技引领发展,科技改变世界——2017年世界前沿科技发展态势报告

图1. 中国科技创新能力与日剧增

6、中国科学家研制出柔性钙钛矿太阳能电池

中国科学院化学研究所的研究团队近日成功研制了蜂巢状纳米支架,据此制备的柔性钙钛矿太阳能电池具有优异的耐弯折性,可广泛应用于各类可穿戴器件。柔性可穿戴电子是未来电子元器件发展的热点方向,电源是其重要的组成部分。

7、AI发展的终极形态 或帮人类变成三体人

在《三体》中,三体人科技发达而且有着特异功能,他们之间的交流根本不需要语言,而是用心灵感应直接沟通,让每个人都能实现懂你的愿望。而在地球上,随着人工智能的发展,人类也有希望通过脑部增强的技术实现这一目的。据外媒报道称,Kernel公司创始人Bryan Johnson表示他们正在研发一种脑部植入芯片,而这种芯片可以帮助人自愿进行记忆的购买或者删除,脑部增强技术还能帮助人进行无声交流。Bryan认为这种技术能够在15年内实现,而这种新技术将会是人类的必需品,可以打破限制,帮助思想扩张。

8、谷歌AI帮NASA发现第二个"太阳系":也有八颗行星

据Techcrunch报道,谷歌和NASA宣布,通过机器学习技术在开普勒-90系统中发现了一颗新行星。科学家们把神经网络应用于开普勒望远镜收集的数据中,首次发现了该系统的第八颗行星。在所有的已知行星系统中,这一发现使开普勒-90系统的已知行星数量与太阳系不相上下。

第四,科技安全风险在加剧。在科技创新不断深入,科技影响力持续增大的同时,科技安全风险也在逐渐加大。

本周全球科技领域10大要闻!(第52期)

9、澳洲医院欲使用3D生物打印机治疗1型糖尿病患者

澳大利亚卧龙岗大学(UOW)的研究人员设计并制造了一款定制的3D生物打印机,该打印机有望为1型糖尿病患者带来革命性的治疗。打印机将能够将来自保护性生物链的胰岛素生产胰岛细胞递送到适于移植的打印支架中。

10、谷歌发布Tacotron 2:能更简单地训练AI学习演讲

据新浪科技消息,谷歌日前发布了Tacotron 2。这是一种训练神经网络的新方法,可以在几乎没有任何语法专业性的情况下从文本中生成演讲。这项新技术利用了谷歌此前在语音生成方面最强大的两种技术:WaveNet和第一代Tacotron。

从六个维度看2017年世界前沿科技发展态势

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第一看投入,2017年全球投入增幅总体略有放缓。根据预测(最终数据尚未出炉),2017年全球研发总投入约为2.06366万亿美元,增幅为3.38%,与2016年3.75%的增幅相比略有放缓。从国家层面来看,各主要国家的投入均有所增长。目前研发投入第一的仍是美国,约为5274亿美元,在全球研发投入中占比25%,中国位列第二,全球占比20%,日本位列第三,如下图所示。从2013年到2017年,全球研发投入增幅略有放缓,但总体仍呈现增长态势。

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图2~3. 2017主要国家研发投入

第二看政策,各国科技政策对各国的科技发展起着重要的引导作用。从政策角度看,2017年有两大看点:第一是美国科技政策变化。特朗普上台以后,美国科技政策变化成为人们关注焦点。“美国优先”成为特朗普政策的出发点和落脚点。在贸易和制造业上,特朗普政府对外实施贸易保护,对内通过各种手段增加就业,以促进美国国内经济增长。特朗普政府非常重视国家安全,国防军事安全、网络安全、核能力、核安全成为建设重点。能源领域,特朗普推出了美国第一能源计划,实施能源独立,新能源遭到打压,传统能源面临复苏,气候环保政策呈现倒退。在航空航天领域,鼓励商业航天发展,寻求与私营部门积极合作。而减税和放松监管也给美国金融业和医药企业带来机会。忽视长线基础研究,削减预算,使美国科学工作者充满忧虑与抱怨。

政策上第二大看点是各国围绕数字经济、第四次工业革命、人工智能等纷纷出台政策:英国推出《英国数字化战略》,俄罗斯批准《俄罗斯联邦数据经济规划》,日本发布《科技创新综合战略2017》,韩国围绕第四次工业革命调整发展战略,成立第四次产业革命委员会,推动高技术产业发展。美国2016年在人工智能方面出台三个大的政策,2017年出台《人工智能政策原则》。去年我国国务院印发《新一代人工智能发展规划》,紧接着工信部出台《促进新一代人工智能产业发展战略成果与规划》。另外,各国进一步部署5G战略,英、德纷纷发布5G战略,我国也加快进行5G阶段性实验。

第三看热点,2017年科技领域热点纷呈。在信息领域,人工智能、量子技术、虚拟现实、增强现实、5G、互联网都成为热点。其中最热的是人工智能技术,从阿尔法狗到阿尔法元,人类进入智能社会已经成为全社会共识,关于人工智能利弊之争也一直不绝于耳。

生物领域,脑机接口、基因编辑、合成生物学、生物计算等得到进一步发展。

能源领域,热点集中于气候变化、电动汽车、储能技术、智能电网。特朗普政府宣布退出巴黎协定,全球应对气候变化形势变得扑朔迷离,但全球能源领域转型已是大势所趋,绿色能源技术、低碳能源技术必然是未来发展主要方向。另一值得关注的事件是英、法等国相继宣布2040年前停止销售汽油车、柴油车,我国也准备拟定时间表,相关技术热度开始升温。

航空领域,无人机技术发展加速,热度提高,无人作战飞机、支援保障无人机、微小型无人机成为技术主流,未来的应用前景也非常广阔。而航天领域技术创新主要在新型运载火箭技术、太空感知能力建设、低成本小卫星应用、商业航天拓展等方面。SpaceX公司的成就始终令人瞩目,2017年它一共发射18次,创下了私人企业航天发射新记录,火箭海上回收与重复利用、短时间连续发射、一箭多星等都令人刮目相看。

科技引领发展,科技改变世界——2017年世界前沿科技发展态势报告

先进制造领域,人工智能应用、机器人技术、3D打印技术是三大热点。

材料领域,先进结构材料、新能源材料、量子芯片材料成为研发热点。

海洋领域,智能船舶、深海无人技术、海洋通信技术、极地开发受到高度重视与关注。

金融科技领域,去年ICO(数字货币的首次公开众筹)持续火爆,随后受到严苛监管;比特币价格大起大落,未来走向飘忽不定。区块链技术始终成为热点。

第四看成果,2017年各领域科技成果和突破非常多,举部分例子。在科学领域,人类首次探测到来自双中子星合并的引力波。三位美国科学家也因探测引力波获2017年诺贝尔物理学奖。

人工智能技术方面,算法程序演进取得阶段性突破,阿尔法元是无监督学习技术新成果;微软、谷歌、脸书、苹果、IBM和英伟达等科技巨头都相继推出了人工智能开发平台以及人工智能芯片,AI在自动驾驶、金融、医疗等领域的应用越来越广。另外,量子技术也取得一些重要突破,发展速度超过预期。IBM研发出50量子比特的量子计算机原型机,日本研发的超高性能新型量子计算机可瞬间解析复杂算法,英特尔推出17量子位的超导量子芯片。我国通过“墨子号”卫星在国际上率先实现千公里级星地双向量子纠缠分发,实验成果世界领先。

在网络通讯方面,全球首个5G新空口(NR)非独立建网(NSA)标准发布,为今后5G大规模商用奠定了基础;窄带物联网等技术快速推进,5G商用步伐加快。机器人方面,商用机器人和服务机器人开始进入家庭和日常生活,仓储物流机器人在电商巨头引领下得到快速发展,京东首个全流程智能无人仓亮相,类人美女机器人索菲亚成为世界上第一个被授予公民身份的机器人。

生物医学领域成果颇多。美国科学家绘制出首张人类脑电波连接全图,揭示记忆形成机制;美国研究人员开发出“碱基编辑”新技术,可以纠正DNA和RNA中的基因突变;全球首例人体内基因编辑试验成功;基因疗法获得美国FDA批准上市等。

材料领域,面向智能、健康、能源、海洋等领域的新材料、超材料快速发展,一些理论上推测的物质材料首次得以合成。首次合成时间晶体(美国),首次合成量子金属,首次获得金属氢。

第五看企业,从两个方面看,一是看科技企业实力。如下图4所示,全球市值排名前十的公司中已有7家是科技类公司,包括苹果、谷歌、微软、Facebook、亚马逊和中国的腾讯与阿里巴巴。2015年,市值排名前十的公司中科技类公司仅有3家,如下图5所示。而十多年前,市值排名前十的公司还多是能源、金融类企业。如今,科技已经取代能源、金融,成就新一代霸主。二是看这些科技企业当下都在做什么。概括起来,这些巨头的布局主要集中在人工智能、量子技术、区块链、语音助理、虚拟现实和增强现实、可再生能源、生物医疗等领域。

科技引领发展,科技改变世界——2017年世界前沿科技发展态势报告

图4. 最新全球企业市值排名(18年1月19日数据)

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图5. 2015年全球公司市值排名

第六看风险。事物总是具有两面性,科技发展给我们带来便捷、进步的同时,也给我们带来问题与风险。先看大热的人工智能技术。近年来,随着人工智能技术的不断突破,人工智能伪造技术也随之出现。2017年5月,加拿大创新公司琴鸟发布的人工智能语音系统,可以分析特定目标讲话录音与文本之间的关联,逼真模仿本人讲话。系统已经成功模仿特朗普、奥巴马和希拉里的声音,达到了真假难辨的程度。2017年7月,美国华盛顿大学开发出“可伪造真人视频”的人工智能技术,可将音频文件转化成真实的口型并嫁接到视频中特定人的脸上,生成难以辨别真伪的伪造视频。显然,若这些技术被不法分子、组织机构掌握利用,比如,通过社交媒体伪造国家领导人或重要人物讲话,比如利用人工智能技术来伪造音频视频证据,那将引起社会动荡混乱,干扰司法侦察审判,破坏司法公正,给国家、社会、公民带来严重的安全威胁。

再说基因编辑技术,基因编辑是近年兴起的合成生物学技术。利用基因编辑技术改变个体或物种的基因组序列,可实现疾病缺陷修复以及微生物和动植物经济性状改良,给人类健康、工农业生产、环境保护等领域带来革命性变革。但如果在编辑过程中发生事故,或者这一技术被乱用甚至是恶意运用,将产生严重的安全后果,并在哲学、社会学以及宗教伦理上产生巨大影响。利用基因编辑技术完全可以制造生物武器,目前基因编辑工具获取的成本很低,生物黑客、恐怖分子等都可轻易掌握。实际上,每项新技术后面都蕴含着不小的潜在风险。

对技术发展带来的安全风险既不可掉以轻心,又不可杯弓蛇影、因噎废食,应该超前准备、早加防范。

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转自丨知本咨询

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