科技前沿 | 2023全球科技趨勢(shì)預(yù)測(cè)：科技向“實(shí)” 萬(wàn)物生長(zhǎng)
未來(lái)會(huì)發(fā)生什么？科技將給未來(lái)最肯定的答案。哪些技術(shù)正在塑造數(shù)字世界的新興科技趨勢(shì)？我們應(yīng)該為哪些最重要的趨勢(shì)做好準(zhǔn)備？《科技周刊》記者根據(jù)《自然》2023年科學(xué)大事預(yù)測(cè)、《福布斯》2023年科技趨勢(shì)預(yù)測(cè)等，梳理出2023年最有可能向“實(shí)”發(fā)展的顛覆性科技趨勢(shì)。在2023年，多個(gè)新“宇宙之眼”有望開(kāi)啟，6G技術(shù)發(fā)展駛?cè)肟燔嚨溃钪娴牟糠謨?nèi)容將成為現(xiàn)實(shí)，數(shù)字世界和物理世界正在更快速地連通……
趨勢(shì)一：
人工智能更“人”化
2023年，人工智能將進(jìn)一步滲透人們的各種生活場(chǎng)景，人機(jī)協(xié)作更為緊密。人工智能讓機(jī)器自動(dòng)化更為便捷，從而高效緩解勞動(dòng)力短缺和供應(yīng)鏈問(wèn)題。預(yù)計(jì)明年人工智能核心成長(zhǎng)邏輯將向下游高質(zhì)量成長(zhǎng)需求擴(kuò)散，如新能源領(lǐng)域快速發(fā)展對(duì)相關(guān)智能視覺(jué)檢測(cè)設(shè)備需求增長(zhǎng)。另外，人工智能技術(shù)國(guó)產(chǎn)化替代腳步將進(jìn)一步加快，制造業(yè)對(duì)智能化替代的訴求更強(qiáng)烈。
2022年8月，小米發(fā)布全棧自研人形仿生機(jī)器人CyberOne，通過(guò)機(jī)械關(guān)節(jié)模組和全身控制算法實(shí)現(xiàn)雙足運(yùn)動(dòng)姿態(tài)平衡，并通過(guò)音頻、視覺(jué)算法和模組提供了情緒感知和空間三維虛擬重建能力。小米總裁王翔表示，人形機(jī)器人未來(lái)有很大的發(fā)展應(yīng)用潛力，小米未來(lái)會(huì)持續(xù)在這個(gè)品類和周邊產(chǎn)業(yè)投入。
近日，36氪江蘇統(tǒng)計(jì)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)布最新數(shù)據(jù)，截至2022年12月5日，江蘇省內(nèi)已有工業(yè)機(jī)器人企業(yè)28866家，居全國(guó)第一。省科技廳等部門(mén)累計(jì)實(shí)施各類科技計(jì)劃項(xiàng)目70余項(xiàng)，安排經(jīng)費(fèi)3.3億元，吸引社會(huì)投入超10億元。在《2021-2022中國(guó)人工智能計(jì)算力發(fā)展評(píng)估報(bào)告》中，南京、蘇州分列中國(guó)人工智能城市排行榜上第四名和第六名。目前，江蘇人工智能核心企業(yè)超過(guò)1000家，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值超千億元。
趨勢(shì)二：
元宇宙發(fā)展“脫虛向?qū)崱?/strong>
2023年，將是元宇宙未來(lái)十年發(fā)展方向的“指路之年”。在消費(fèi)端，蘋(píng)果公司備受關(guān)注的虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯設(shè)備正在加緊開(kāi)發(fā)，有消息稱其將于2023年推出旗下首款A(yù)R/VR頭顯產(chǎn)品。而三星也計(jì)劃在2023年為開(kāi)發(fā)者發(fā)布新一代的XR設(shè)備。
我國(guó)元宇宙發(fā)展從政策端到行業(yè)端都在積極探路。10月28日，工業(yè)元宇宙協(xié)同發(fā)展組織在京成立并發(fā)布《工業(yè)元宇宙創(chuàng)新發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃》?！队?jì)劃》顯示，力爭(zhēng)通過(guò)3年的努力，以工業(yè)元宇宙的技術(shù)儲(chǔ)備、標(biāo)準(zhǔn)研制、應(yīng)用培育和生態(tài)構(gòu)建為目標(biāo)，通過(guò)創(chuàng)新能力提升等四項(xiàng)行動(dòng)，實(shí)現(xiàn)3個(gè)100：形成100個(gè)可復(fù)制的典型案例，為應(yīng)用推廣提供標(biāo)準(zhǔn)模板；打造100個(gè)工業(yè)元宇宙標(biāo)桿應(yīng)用，提供元宇宙在工業(yè)領(lǐng)域的高水準(zhǔn)落地示范；建設(shè)100個(gè)賦能創(chuàng)新中心，并推動(dòng)建設(shè)一批“工業(yè)元宇宙+垂直行業(yè)”的工業(yè)元宇宙開(kāi)放平臺(tái)。
今年，《昆山市元宇宙產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2022-2025年)》發(fā)布，計(jì)劃到2025年元宇宙相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到1000億元，建成15項(xiàng)以上典型應(yīng)用場(chǎng)景項(xiàng)目，培育5家以上具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的領(lǐng)軍企業(yè)、100家以上元宇宙“專精特新”中小企業(yè)。無(wú)錫也提出打造國(guó)內(nèi)元宇宙生態(tài)產(chǎn)業(yè)示范區(qū)，并發(fā)布“華萊塢元宇宙世界”項(xiàng)目，主要依托數(shù)字影視IP進(jìn)行內(nèi)容開(kāi)發(fā)，打開(kāi)“元宇宙+數(shù)字影視”創(chuàng)新應(yīng)用、打造示范場(chǎng)景新局面。
趨勢(shì)三：
基因編輯療法預(yù)計(jì)迎來(lái)新突破
2022年，據(jù)美國(guó)《麻省理工學(xué)院技術(shù)評(píng)論》網(wǎng)站報(bào)道，一名家族性高膽固醇血癥患者在新西蘭接受了基因編輯臨床試驗(yàn)，以期降低血膽固醇水平，從而防治心臟病。這項(xiàng)臨床試驗(yàn)是利用基因編輯技術(shù)防治心臟病的一次新探索。如果本次試驗(yàn)成功，基因編輯技術(shù)或可廣泛應(yīng)用于常見(jiàn)疾病的預(yù)防，試驗(yàn)結(jié)果預(yù)計(jì)在2023年公布。
據(jù)日本共同通訊社報(bào)道，京都大學(xué)基金會(huì)正準(zhǔn)備從明年3月開(kāi)始提供用于醫(yī)療用途的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC細(xì)胞），減小排斥反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。最終目標(biāo)是儲(chǔ)備適合日本人口100%、世界人口95%、可用于疾病治療的細(xì)胞。
近年來(lái)國(guó)內(nèi)也涌現(xiàn)出一批致力于先進(jìn)基因編輯療法開(kāi)發(fā)的企業(yè)，其中包括邦耀生物、瑞風(fēng)生物、引正基因、本導(dǎo)基因、輝大基因、銳正基因、正序生物等10余家公司，各自均有自己獨(dú)特的基因編輯系統(tǒng)。根據(jù)公開(kāi)資料，其中絕大部分都已布局體內(nèi)基因編輯療法開(kāi)發(fā)。
近日，江蘇企業(yè)新芽基因完成數(shù)千萬(wàn)美元A輪融資，推進(jìn)基于堿基編輯技術(shù)的基因療法管線研發(fā)。該公司首個(gè)產(chǎn)品的適應(yīng)癥為杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良（DMD）系列基因突變疾病。據(jù)公開(kāi)資料顯示，該公司的TAM堿基編輯技術(shù)在患者的iPSC細(xì)胞中高效恢復(fù)了抗肌萎縮蛋白的表達(dá)，并在DMD小鼠上表現(xiàn)出了較好的療效。
趨勢(shì)四：
量子技術(shù)“多點(diǎn)開(kāi)花”
2022年10月，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)表彰科學(xué)家們用糾纏光子實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了量子力學(xué)違反貝爾不等式，開(kāi)創(chuàng)了量子信息科學(xué)。此次諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，將“量子信息科學(xué)”這一前沿科學(xué)領(lǐng)域推向更廣泛的大眾。2023年，美國(guó)、英國(guó)、中國(guó)和俄羅斯等國(guó)都將投入大量資金發(fā)展量子計(jì)算技術(shù)。據(jù)俄新社報(bào)道，俄羅斯政府將在2023年和2024年向國(guó)有俄羅斯鐵路公司共計(jì)撥款6940萬(wàn)美元，以擴(kuò)大其量子通信網(wǎng)絡(luò)。作為其數(shù)字經(jīng)濟(jì)框架的一部分，政府計(jì)劃在2021年至2024年期間向俄羅斯鐵路公司總投資1.449億美元，以發(fā)展量子通信網(wǎng)絡(luò)。
量子精密測(cè)量方面，中國(guó)空間站里，新增了一個(gè)“太空里最精準(zhǔn)的時(shí)鐘”——冷原子光鐘，隨著夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙升空，這是世界上第一套飛上太空的冷原子鐘組，所有模塊由中國(guó)制造。夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙搭載的氫原子鐘、銣原子鐘和光鐘將組成空間冷原子鐘組，構(gòu)成在太空中頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度最高的時(shí)間頻率系統(tǒng)，精度非常高，幾百萬(wàn)年才誤差一秒鐘。
近日，中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心與中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院、量子科技長(zhǎng)三角產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，三方共建量子信息技術(shù)聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，共同推動(dòng)量子網(wǎng)絡(luò)與量子科技的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。通過(guò)本次戰(zhàn)略合作協(xié)議的簽署，三方未來(lái)將共同開(kāi)展圍繞量子科技與信息科學(xué)在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)資源領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新等方面的深度合作，力爭(zhēng)在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)業(yè)協(xié)同應(yīng)用等方面取得突破性進(jìn)展。
趨勢(shì)五：
多個(gè)新“宇宙之眼”有望開(kāi)啟
2023年，我們將有望看到更多“宇宙之眼”捕獲的探測(cè)成果。其中，歐洲航天局（ESA）正在開(kāi)發(fā)的歐幾里得太空望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃繞太陽(yáng)運(yùn)行6年，并拍攝照片以創(chuàng)建宇宙的3D地圖，該望遠(yuǎn)鏡計(jì)劃將于2023年發(fā)射升空。智利的薇拉·魯賓天文臺(tái)將于2023年7月開(kāi)始拍攝圖像。該望遠(yuǎn)鏡有一個(gè)特殊的三鏡設(shè)計(jì)和一個(gè)包含超30億像素固態(tài)探測(cè)器的相機(jī)，將能夠在短短三個(gè)晚上掃描整個(gè)南部天空。
2022年5月，中國(guó)載人航天工程辦公室主任郝淳在國(guó)新辦新聞發(fā)布會(huì)上介紹，計(jì)劃明年發(fā)射我國(guó)首個(gè)大型空間巡天望遠(yuǎn)鏡，開(kāi)展廣域巡天觀測(cè)，將在宇宙結(jié)構(gòu)形成和演化、暗物質(zhì)和暗能量、系外行星與太陽(yáng)系天體等方面開(kāi)展前沿科學(xué)研究，有望取得一批重大創(chuàng)新成果，運(yùn)行后該望遠(yuǎn)鏡將成為太空中最大的相機(jī)。
12月13日，我國(guó)綜合性太陽(yáng)探測(cè)衛(wèi)星“夸父一號(hào)”衛(wèi)星首批科學(xué)圖像新聞發(fā)布會(huì)在北京召開(kāi)。本次發(fā)布對(duì)外公布了“夸父一號(hào)”自2022年10月9日成功發(fā)射以來(lái)，3臺(tái)有效載荷在軌運(yùn)行2個(gè)月期間，獲取的若干對(duì)太陽(yáng)的科學(xué)觀測(cè)圖像。觀測(cè)成果實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)外首次，在軌驗(yàn)證了“夸父一號(hào)”3臺(tái)有效載荷的觀測(cè)能力和先進(jìn)性。明年，“夸父一號(hào)”將繼續(xù)按照既定計(jì)劃開(kāi)展并完成在軌測(cè)試，早日轉(zhuǎn)入在軌科學(xué)運(yùn)行階段。同時(shí)，“夸父一號(hào)”將充分發(fā)揮3臺(tái)有效載荷組合觀測(cè)的特色，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外合作和數(shù)據(jù)開(kāi)放共享工作，早日實(shí)現(xiàn)“一磁兩暴”科學(xué)目標(biāo)，為太陽(yáng)活動(dòng)第25周峰年觀測(cè)和研究做出有顯示度的中國(guó)貢獻(xiàn)。
趨勢(shì)六：
向太空“進(jìn)軍”按下“加速鍵”
2023年，人類“進(jìn)軍”太空按下“加速鍵”，各國(guó)正緊鑼密鼓布局未來(lái)太空探索計(jì)劃。據(jù)韓媒報(bào)道，韓國(guó)總統(tǒng)尹錫悅公布“未來(lái)太空經(jīng)濟(jì)路線圖”，并表示將設(shè)立“太空航空廳”，打造韓國(guó)自己的航天局。并計(jì)劃到2032年成功登月，到2045年自主實(shí)現(xiàn)火星登陸。
12月11日，日本第一個(gè)商業(yè)化的月球著陸器，“白兔-R”（HAKUTO-R M1）搭乘SpaceX獵鷹9號(hào)火箭成功部署。它將沿著一條低能量軌道飛向月球，大約5個(gè)月后嘗試在月球正面東北象限冷海地區(qū)的阿特拉斯隕石坑軟著陸。另外，印度空間研究組織的第三次探月任務(wù)“月船3號(hào)”也將于2023年中期在月球南極附近著陸。
明年，我們有望看到億萬(wàn)富翁、音樂(lè)制作人、攝影藝術(shù)家、專業(yè)演員等一行人登上宇宙飛船繞月飛行的場(chǎng)面。近日，Start Today, Inc.首席執(zhí)行官前澤友作宣布“DearMoon”計(jì)劃8名機(jī)組組員和2名后備組員名單，這是第一個(gè)繞月飛行全平民項(xiàng)目登上SpaceX開(kāi)發(fā)的火箭“星艦”（Starship）。這8名機(jī)組成員將與前澤友作一起繞月飛行約7天并返回地球。此外，明年4月，歐洲航天局（ESA）將發(fā)射木星冰月探測(cè)器（JUICE），旨在研究這顆巨型氣體行星及其三顆衛(wèi)星的環(huán)境。
趨勢(shì)七：
清潔能源供給持續(xù)擴(kuò)大
近日，國(guó)家發(fā)改委能源研究所可再生能源發(fā)展中心副主任陶冶指出，面向2023年乃至更長(zhǎng)一段時(shí)間，增強(qiáng)能源供應(yīng)能力，就要統(tǒng)籌推動(dòng)非化石能源發(fā)展和化石能源清潔利用。加快實(shí)施可再生能源替代行動(dòng)，持續(xù)擴(kuò)大清潔能源供給，做好風(fēng)、光、水、核等清潔能源供應(yīng)體系建設(shè)工作。同時(shí)發(fā)揮好煤炭、煤電在推動(dòng)能源綠色低碳發(fā)展中的支撐作用。
2023年，我國(guó)將繼續(xù)優(yōu)化發(fā)展方式，大規(guī)模開(kāi)發(fā)可再生能源。在“三北”地區(qū)大力推進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電基地化開(kāi)發(fā)，在中東南部地區(qū)積極推進(jìn)風(fēng)電和光伏發(fā)電分布式開(kāi)發(fā)，在西南地區(qū)統(tǒng)籌推進(jìn)水風(fēng)光綜合基地一體化開(kāi)發(fā)，在東部沿海地區(qū)積極推動(dòng)海上風(fēng)電集群化開(kāi)發(fā)。
近日，江蘇天合光能公司發(fā)布消息稱，新一代至尊N型組件將于2022年底前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，至明年第一季度，天合光能將釋放超過(guò)1000萬(wàn)千瓦的N型組件產(chǎn)能；預(yù)計(jì)到2023年底，天合光能N型組件的產(chǎn)能將達(dá)到3000萬(wàn)千瓦。而在《江蘇省“十四五”可再生能源發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》中，對(duì)“十四五”時(shí)期設(shè)下的目標(biāo)是，海上風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到1500萬(wàn)千瓦。
趨勢(shì)八：
6G技術(shù)發(fā)展駛?cè)肟燔嚨?/strong>
移動(dòng)通信技術(shù)歷經(jīng)五代發(fā)展，引領(lǐng)社會(huì)生活發(fā)生深刻變革，當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)入到5G-A階段，正在向6G演進(jìn)。6G性能較5G全方位提升，覆蓋范圍進(jìn)一步擴(kuò)展。全球國(guó)際組織已紛紛啟動(dòng)6G相關(guān)研究工作，預(yù)計(jì)2023年年底的世界無(wú)線電通信大會(huì)將討論6G頻譜需求，2027年底的WRC將完成6G頻譜分配。目前中、美、日、韓及歐洲多國(guó)已陸續(xù)制定6G技術(shù)發(fā)展目標(biāo)，推動(dòng)移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)一步演繹。未來(lái)智慧城市、智慧交通、智慧工業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)等重大應(yīng)用，需要廣泛部署的大規(guī)模傳感設(shè)備提供的海量環(huán)境、狀態(tài)信息支持。
2022年初，紫金山實(shí)驗(yàn)室發(fā)布6G核心技術(shù)創(chuàng)新成果，這項(xiàng)核心技術(shù)，其巨大的頻譜資源可支撐1Tbps通信速率，比5G提升10到100倍，打破世界無(wú)線通信實(shí)時(shí)傳輸最高紀(jì)錄，能滿足全息及“元宇宙”通信等新型應(yīng)用需求。
網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實(shí)驗(yàn)室副主任兼首席科學(xué)家、東南大學(xué)教授尤肖虎預(yù)計(jì)，到2030年，移動(dòng)通信系統(tǒng)的容量要擴(kuò)大到現(xiàn)在的100倍甚至更多。因此，尤肖虎認(rèn)為，6G的目標(biāo)就是要把傳輸速率大幅提升，在更高的頻段上探索新一代特別是6G移動(dòng)中心系統(tǒng)的傳輸體制——這被尤肖虎比喻為“6G皇冠上的明珠”。
在6G國(guó)際賽道上，尤肖虎團(tuán)隊(duì)率先取得了突破。今年年初，尤肖虎團(tuán)隊(duì)在全世界率先發(fā)布100Gb/s（比特每秒）到200Gb/s的太赫茲無(wú)線傳輸系統(tǒng)，創(chuàng)造了世界上最高的無(wú)線通信傳輸紀(jì)錄。下一階段，尤肖虎團(tuán)隊(duì)將努力將傳輸速率提高到1000Gb/s，以滿足6G發(fā)展的需求。
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