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2018年世界前沿科技发展态势及2019年趋势展望——综述篇收藏:第22周全球科技领域10大要闻

收藏:第22周全球科技领域10大要闻

1、100%手势操作无人机问世

2018年世界前沿科技发展态势及2019年趋势展望——综述篇2018年世界前沿科技发展态势及2019年趋势展望——综述篇

戊戌作别旧风波,己亥迎来新气象。在己亥新年的钟声即将敲响之际,国际技术经济研究所全体同仁祝各位读者朋友新年快乐、幸福安康。感谢大家长久以来的关注和支持,也期待未来我们能一直有你相伴。我们将在春节期间连续九天献上专题文章“年度科技发展态势总结与展望”,希望能为读者朋友们提供些许参考。本文为专题开篇明义之综述篇。

文末有福利哦~

国外开发者Angel Flores和Alessandro Ramos研发了一种更加便于驾驭的手势操作无人机HanDrone,支持720p航拍。HanDrone完全无需遥控器介入,从起飞到改变飞行姿态再到降落,整个过程均有手势操作完成。HanDrone的手势操作并非是通过无人机光学拍照系统直接识别用户手部动作来实现,而是通过佩戴的控制手环来传递操作指令。

2018年,大国间科技竞争态势更趋激烈,各国在基因编辑、量子、人工智能等颠覆性技术领域和信息、能源、先进制造等基础性科技领域均纷纷加强战略性和针对性布局,确保紧跟新科技革命浪潮、把握发展先机,以期形成非对称战略优势。同时,在特朗普政府大国竞争思维和“美国优先”理念的影响下,美国因素成为2018年影响全球科技、经济、军事格局最突出的变量。美国在中导、伊核、人权、国际法等重大议题的频繁“退群”,以及在朝鲜半岛、中东等地缘政治敏感地区实施的一系列新的政策措施,强烈冲击国际社会数十年来形成并稳定运行的规则与秩序,给世界政治经济军事格局和科技发展环境带来了极大不确定性,并将深刻影响2019年的发展态势。

2、iPhone又一个柔性设备专利

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未来的iPhone将会是弯曲的?看来这个可能性是越来越大,因为苹果又拿下了一个关于柔性电子设备的专利。在该专利说明中,苹果提到,由于刚性电子设备在受到冲击的时候很可能会受到损坏,比如说设备表面的配件会脱落破裂等等,所以他们觉得,能够带来改进的电子设备是完全可取的,而且这样我们也可以更灵活的使用设备。这个灵活的电子设备包括一个柔性屏幕,柔性外壳和一些柔性的内部组件。而柔性的屏幕包括一个柔性显示层,一个柔性触敏层和柔性显示覆盖层。

3、IBM量子计算平台进行二次公测

日前,IBM宣布它已经建立并测试了迄今为止两个最强大的量子计算平台:16量子比特的“量子体验”(Quantum Experience)通用计算机和一个17量子比特的商业处理器原型。两台机器将构成IBM商业量子计算系统的核心。IBM最新的量子计算处理器的量子位是上一代产品量子位的三倍。使其不费吹灰之力就起送处理以前处理不了的计算。该公司希望开发人员、程序员、研究人员和任何在该领域工作的人都能利用这个平台。

2018年全球创新投入力度持续加大,创新成果丰硕

4、NASA开发新型机器人或将探索火星

2018年,全球经济延续复苏,各国纷纷加大研发投入力度,科技创新空前活跃,力求在新一轮科技革命和产业变革中争得先机成为共识。同时,全球创新重点突出,创新成果层出不穷,大国竞争态势进一步加剧。

(一)全球研发投入总体稳步增长,产业界正逐渐成为科技创新和投入的主体

2018年,全球研发投入稳步攀升。据美国权威杂志Rdmag预测, 2018年全球研发投入将达2.19万亿美元,同比增长4.14%。从地区分布看(见表1),亚洲研发投入已达到全球份额的44%,相比10年前增长10个百分点;美国、欧洲和俄罗斯/独联体地区的研发投入比上年略有下降。

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从国别看(见表2),美国仍以5529.8亿美元保持全球第一,并同比增长2.86%,但由于全球研发投入的绝对值不断增加,美国研发投入占全球投入的份额由10年前的33.3%缩减至25.25%。中国的研发投入持续强劲,2018年以4748.1亿美元占全球21.68%。日本位列第三,研发投入为1866.4亿美元。韩国一如既往重视研发,研发投入占GDP比重为世界第一,高达4.32%。印度则后起直追,大力推动创新和研发,研发投入同比涨幅高达8.27%。欧洲部分国家则由于经济疲软等诸多原因,研发投入增长乏力,拖累了欧洲的整体数据,其中德、法、英等国的科技投入和创新依然强劲,处于世界先进之列。

近日外媒报道称,美国航空航天局(NASA)正在测试一款新型机器人,这款机器人的设计受到了折纸的启发,使得其在根据环境进行变形,甚至抗摔打方面都具备了很大的灵活性。而更重要的是,这种可折叠的设计,使得机器人体量更轻,更容易满足空间站在发送的数量和重量方面的要求。

5、三星宣布自研手机GPU

英国芯片集团Imagination Technologies长期为苹果旗下的iPhone和iPad产品提供图形芯片,5月初,这个在外界看来相当稳定的合作关系开始破裂,苹果宣布停止PowerVR的授权,外界预测苹果已开始设计自己的图形芯片。而如今,三星也决定开始研发图形芯片,为自家Exynos处理器装备GPU。

6、俄产"套娃"无人驾驶巴士拟17年年底投入运营

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2018年,产业界逐渐成为全球科技创新和投入的主体是当年一个鲜明特点。据Rdmag调查,在美国,产业界研发支出占美国总体研发支出的66%;在欧洲和亚洲,产业界的研发支出份额也达到50%-75%。据普华永道思略特《第14期全球创新1000强报告》,2018年创新1000强的企业研发支出总额达7820亿美元,同比增长11.4%,且创新1000强的研发强度(研发支出占总收入的比重)创历史新高,达4.5%。按行业划分,2018年,计算机和电子行业、健康医疗、汽车分别以22.5%、21.7%、16.0%的份额位居产业研发支出前三位(图1)。从增长速度来看,消费品行业首次超越软件与互联网行业,研发支出同比增长率排名第一,达26.3%;软件与互联网行业的研发支出增长率排名第二,增长20.6%。

据俄媒报道,代号为“套娃”的无人驾驶巴士拟在俄罗斯2017年年底投入运营。消息称,负责研制“套娃”无人驾驶巴士的俄罗斯伏尔加格勒工厂(Volgabus)负责人阿里克谢·巴库林表示,该无人驾驶巴士目前已进入最后的测试阶段,相信会在2017年年前底投入运营。巴库林还介绍道,“套娃”无人驾驶巴士在满电状态下,最高时速可达130公里每小时,同时一次可容纳20名乘客。

7、英利与英国公司合作 打造全球最经济太阳能灯

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(二)创新成果空前丰硕,创新领域重点突出,创新领先的国家相对集中

据英国广播公司近日报道,英国一家位于曼彻斯特的设计咨询公司Inventid与中国英利集团以及慈善机构SolarAid合作,研发并生产出全球价格最经济实惠的太阳能灯。据悉,这款命名为SM100的太阳能灯尺寸近似手掌大小,充满电后可工作8小时。SM100配有支架可直立放置,同时也佩有绳带,可作头灯使用,也可系在自行车上。

在主要国家纷纷聚焦科技创新的背景下,全球创新也取得丰硕成果。据世界知识产权组织(WIPO)数据,2018年1-9月(表3),全球PCT专利申请总量为182438件,同比增长3.0%。

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从地区分布和国别看(图2、表4),有超过一半的PCT专利申请来自亚洲,占比50.1%;欧洲占比24.4%;北美占比23.8%。PCT专利申请量前五强国家即占全球总量的78.0%,合计达到了142293件(1-9月)。

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其中,美国依旧是最大的PCT专利申请国,其专利申请量为41604件,同比下降1.4%,约占全球总量22.8%;第二名是日本,申请量37445件,同比增长2.9%,占全球份额20.5%;中国排名第三,专利申请量为36966件,同比增长8.6%,正凭借高增长率拉近与美日的差距;德国和韩国分别以14668件、11610件位列第四和第五。

8、全球VR市场美国独占40% 中国用户热情低

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从技术层面看,在PCT专利分布的35个技术领域里,美日中德韩五国竞争优势明显,几乎囊括所有技术领域专利申请量的前五位(图3),并且信息技术、生物技术、新能源技术、新材料技术成为大国研发的重点领域。

据外媒报道,虽然世界各大科技巨头都涉足了VR市场,但想让用户普遍接受此类产品并不容易。市场分析公司Canalys的最新报告显示,今年第一季度美国用户是VR市场的支柱,他们为全球VR市场贡献了40%的营收,而日本则升至第二位,市场份额为14%。不过,最令VR行业担心的恐怕是中国市场的冷却。

9、日本加快全固态电池研发

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根据世界知识产权组织公布的按技术领域划分的PCT专利申请数据(表5),2018年1-11月,数字通信18499件,计算机技术17688件,电机、仪器和能源15313件,医疗技术14541件,这4个技术领域的PCT专利申请量均超过10000件,总份额超过30%。在数字通信技术方面,中国的PCT专利申请达7565件,远超美国的4250件位居世界第一;在计算机技术方面,美国的申请量为5829件,中国为5533件,以微小差距位列第二;在电机、仪器和能源技术方面,中国2727件,美国2144件,日本以4828件申请量遥遥领先于中美;在医疗技术领域,美国、日本占据半壁江山,中国与美日差距明显,其中美国5276件、日本2293件、中国1418件。

如果要提高搭载于移动终端或汽车内的锂离子电池的性能,起火的危险也会随之提高。原因是传统的锂离子电池使用了易燃的液体作为电解质。为此,日本正在推进将电解质替换成不会燃烧的陶瓷材料等固体的“全固态蓄电池”的开发。“现在智能手机充满电需要1小时以上,但新型蓄电池力争实现1秒内满充电”,东京工业大学教授一杉太郎说出了这样的豪言壮语。一杉教授正尝试通过提高固体电解质和电池正极间的性能,实现前所未有的瞬间充电。

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总体来看,这场以信息技术为代表的新技术革命正在重塑全球创新格局,以东亚为核心的亚洲创新群体的崛起成为2018年全球创新版图的又一个重大特征;守成大国和新兴经济体之间的竞争愈发激烈。中国在2018年科技创新浪潮中进步显著,表现十分亮眼,部分领域无论是研发投入强度,还是专利产出数量均名列前茅,不过在总体上,尤其是质量上与美日仍存在较大技术差距,尤其在半导体技术、芯片、生物医药技术、高端制造技术等方面差距更大,需要埋头苦干,奋起直追。

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2018年各国不断强化科技战略布局,构筑竞争优势

10、上海将建智能网联汽车创新中心

近日,上海市经信委和嘉定区政府在位于安亭的汽车·创新港签订了《关于市区深化共建国家智能网联汽车(上海)试点示范区合作协议》,将努力把上海打造成为具有全球影响力的智能网联汽车产业创新中心和产业集聚高地、示范应用高地及人才高地。

美国总统特朗普上台伊始曾对气候、环保、生命科学等领域科研预算实施大幅紧缩,一度使美国整个科学研究受到影响,陷入冷落境地。而经一年的酝酿后,2018年已逐步将重心调整到围绕国家安全与重大领域科技优势进行战略布局和重点实施方面。2018年,美国在量子、人工智能、太空安全、进攻性网络安全和生物安全等领域密集发布了10余项国家级战略规划,尤其对军用量子技术和量子计算机研发更是启动专项规划,并投入数十亿美元巨资支持,力求在重点领域保持和扩大领先优势,巩固其科技“霸主”地位。

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俄罗斯近年来不断出台一系列顶层规划,欲改变长期以来因经费不足导致的科研事业衰退境地。例如2017年发布《2017-2019年俄罗斯联邦科技发展战略》后,2018年俄罗斯总统普京又签署了《2024年前俄联邦发展国家目标和战略任务》总统令,明确提出2024年前要确保科研投入增幅超过国内GDP增长,吸引更多国内外科学家留俄工作,并在重点科学领域跻身世界前五强。

日本注重对前沿科技的深刻把握,在《第五期科学技术基本计划》框架下,2018年发布2018-2019年度科技政策基本方针《综合创新战略》,提出推进大学改革,加强对人工智能、农业发展、能源环境等领域创新研究的支持,并强调将重点培养人工智能领域的青年人才。同时,日本在2018年还加强了航天领域的战略布局,发布多份政策文件,重点扶持商业航天,提出将积极发展空间科学与探索技术,并实现航天海外市场规模增长2倍的目标。

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欧盟及其成员国也结合国情,根据自身发展需要和技术优势纷纷调整顶级战略。例如,欧盟更新了《第九研发框架计划》,对即将到来的新一轮数字革命提前布局;英国发布《数字宪章》,推动数字经济领域的技术创新;德国发布《高科技战略2025》,确定未来7年高科技创新重点领域,提出2025年前研发投入将占GDP的3.5%。2018年,英、法、德聚焦量子信息和人工智能领域发布国家战略、启动专项规划、落地产业项目等,成为当年欧洲科技政策的突出亮点。

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未来前沿技术对国家安全和社会治理的挑战将愈加突出

2018年全球创新投入稳步增长、创新领域重点突出成果丰硕、各发达国家不断强化科技战略布局等趋势,在2019年将会继续保持。随着各国战略规划的不断落实,科技成果的不断涌现和成熟,这种趋势还会加强,并可能对2019年及以后的国际政治、经济、军事和国家安全利益产生深刻影响。

智能攻防技术使网络安全形势愈加复杂。当前网络安全无论对外还是对内,在硬件、软件和数据3方面面临的挑战愈发严峻,而云计算、量子计算和人工智能等技术的持续进步,更加速推动网络攻防技术发生全面变革,由人工主导快速向智能攻防转变的趋势已非常清晰。美国DARPA与BAE系统公司合作开展CHASE项目,共同研发一种由人工智能驱动的自动化网络防御技术,可以实现对攻击行为的智能识别。日本防卫省也拟将人工智能技术引入自卫队信息通信网络防御的系统中,利用深度学习技术对网络攻击的特点和规律进行分析,以更好地应对未来的网络攻击。同时,各国对量子计算可能导致现有加密体系崩溃的担忧加剧,纷纷加强量子加密技术和其他具有“量子抗性”加密技术的研发,以确保相关数据和国家加密系统的绝对安全。

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全球生物安全隐患集中爆发,深刻影响国家及国际社会安全稳定。一是重大传染病随贸易和人口流动肆虐全球。例如埃博拉等高致病烈性传染病在非洲的流行,以及非洲猪瘟的等动物疫病在全球的扩散蔓延,对人民健康、贸易经济和国际地缘政治关系均造成了巨大威胁。二是国家敏感生物资源泄露和流失的风险加剧。例如,以科学合作名义开展生物资源调查的“全球病毒组计划”拟对我云南、东北等地野生动物开展大规模采样研究;三是两用性生物技术滥用风险剧增。随着生物实验技术门槛降低,以及材料和设备获取广泛可及,生物黑客这种隐蔽性强、监管难、破坏性大的团体或个人愈发活跃,存在恶性发展的趋势。

人工智能的高速发展引发了一系列政治、经济、法律、伦理危机,给国家安全和社会治理带来巨大挑战。2018年,人工智能伪造技术、人工智能网络攻击、智能军事战等成熟技术不断涌现。英国牛津大学研究证实,人工智能可被适用攻击自动驾驶飞机和自动驾驶汽车,并能转化成潜在的危险武器;美国纽约大学和密歇根州立大学开发出人工智能伪造指纹技术,给生物识别的安全性带来巨大挑战。同时,Facebook超5000万用户数据遭泄露和恶意利用一事,引发了大众对人工智能直接影响政治竞选结果的担忧;英国央行首席经济学家安迪•霍尔丹认为人工智能还将导致大量人员失业,相关话题引发全球激烈讨论和担忧,至今莫衷一是。

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美欲重构全球经贸体系,2019年仍将会对我进行全面遏制或打压

在特朗普大国竞争思维和美国优先理念的指导下,2018年,美国四面出击,尤其是以中俄为打击重点频频挑起国际争端,不断冲击现有国际规则和政治经济格局。

一是美国退出了一系列国际组织或协议,对国际秩序和地缘政治稳定带来新的不确定性。继2017年退出跨太平洋伙伴关系协定(TPP)、《巴黎协定》、联合国教科文组织和全球移民协议之后,美国于2018年又相继退出了伊核协议、联合国人权理事会、万国邮政联盟、《美伊友好条约》、《维也纳外交关系公约关于强制解决争端之任择议定书》、《中导条约》等一系列关乎国际规则和地缘政治安全稳定的重要国际组织或协议,为全球政治经济安全格局增添了极大的不确定性。特朗普表示,“退群”的核心旨在重塑那些有损美国利益的国际规则。

二是频频发起贸易制裁,意图重构全球贸易规则。特朗普政府坚守“美国第一”的执政原则,以此全面调整对外政策,并以美国贸易逆差过大为由,对中、德、墨、加、日、韩、英等主要贸易国家发起贸易制裁,要求重新制定双边或区域贸易协定,意图重塑“单边主义”的全球贸易体系。作为世界第一贸易大国,我国不仅同时遭到“201”、“232”及“301”3项调查,而且上千种由我国出口至美国的商品被征收累计上千亿美元的年度关税,远超其他国家。

三是对我国科技发展实施全方位打压。《美国国家安全战略》以及国情咨文等文件明确将中国列为美国的主要威胁和战略竞争对手,2018年以贸易战为基础,对我国科技企业、人才交流、技术引进等采取了层层加码的打压措施,如联合盟友全面禁用我国华为公司生产的通讯产品、调查起诉多位华裔科学家、升级《出口管制法案》限制中企投资美高技术产业、制裁我国中兴通讯和福建晋华等战略新兴产业的重点企业等。同时,美国还通过“台湾旅行法”挑战“一中”原则,通过其《非洲战略》等在全球大幅渲染“中国威胁论”等。

综合来看,美国因素在2018年成为影响全球政治、经济、科技发展格局的最主要变量,这一因素2019年仍将持续发酵,尤其在中东、朝鲜半岛和南美、中国台湾、南海等地缘政治矛盾集中地区将会出台新的举措,牵动全球各国神经。同时,英、法、德等科技强国跟随美国脚步,也开始加大科技投资审查力度,逐渐收紧海外资本对国内科技企业的收并购交易;未来美国还会加快与其有贸易摩擦国家的贸易协定的谈判和签订,现行的全球贸易秩序和WTO等全球治理规则将面临严峻挑战。中美这两个全球最大经济体之间的博弈经历2018年的波澜或才刚刚拉开帷幕,并从贸易战开始延伸到科技、金融、文化甚至军事等各个领域,未来中美两个大国及中国与其他发达国家在科技领域的竞争和合作,每一步的选择都必将对中国乃至全球科技发展环境带来巨大的冲击和深刻影响。

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研究所简介

国际技术经济研究所(IITE)成立于1985年11月,是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构,主要职能是研究我国经济、科技社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题,跟踪和分析世界科技、经济发展态势,为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号,致力于向公众传递前沿技术资讯和科技创新洞见。

地址:北京市海淀区小南庄20号楼A座

电话:010-82635247/6558

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