解鎖元宇宙美國2016-2045年新興科技趨勢報(bào)告

近日美國公布的一份長達(dá)35頁的《2016-2045年新興科技趨勢報(bào)告》。該報(bào)告是在美國過去五年內(nèi)由政府機(jī)構(gòu)、咨詢機(jī)構(gòu)、智囊團(tuán)、科研機(jī)構(gòu)等發(fā)表的32份科技趨勢相關(guān)研究調(diào)查報(bào)告的基礎(chǔ)上提煉形成的。

該報(bào)告主要是為了幫助美國相關(guān)部門對未來30年可能影響國家力量的核心科技有一個(gè)總體上的把握，此外為國家及社會資本指明科技投資方向，以確保美國在未來世界中的戰(zhàn)略優(yōu)勢。

通過對近700項(xiàng)科技趨勢的綜合比對分析，最終明確了以下這些最值得關(guān)注的科技發(fā)展趨勢。

機(jī)器人與自動化系統(tǒng)

在2045年的地球上，機(jī)器人和自動化系統(tǒng)將無處不在。自動駕駛汽車會使交通更加安全與高效，或許還會給共享經(jīng)濟(jì)帶來新的動力。機(jī)器人則會負(fù)責(zé)日常生活中大量的任務(wù)，比如照顧老人與買菜，以及工業(yè)中的職責(zé)，比如收獲農(nóng)作物，維護(hù)公共設(shè)施等等。美國留學(xué)專業(yè)

不過機(jī)器人與自動化也會帶來許多的危機(jī)。數(shù)百萬工作被機(jī)器取代的下崗職工將會給社會造成極大的沖擊，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)與社會的不穩(wěn)。自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)則會成為各個(gè)敵對勢力相互攻擊的主要突破口。在沖突中使用機(jī)器人和自動化系統(tǒng)則有可能造成極大的倫理和文化挑戰(zhàn)。

智能城市

在2045年，全世界65%-70%的人口將會居住在城市里。隨著城市人口的增加，全球人口超過1千萬的超級都市將會從2016年的28座增加至2030年的41座。大量的人口向城市流動將會給這些城市的基礎(chǔ)建設(shè)，比如城際交通，食物和水源，電力能源，污水處理，以及公共安全系統(tǒng)等帶來極大的壓力。

未來的智能城市將利用信息和通訊技術(shù)（ICT），通過大數(shù)據(jù)以及自動化來提高城市的效率和可持續(xù)性。

不過在另一方面，沒錢或者缺乏政治信念去投資這些科技的城市將會變得極其擁擠和骯臟，成為暴動和沖突的爆發(fā)點(diǎn)。美國留學(xué)趨勢

混合現(xiàn)實(shí)

虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR和AR）技術(shù)已經(jīng)在消費(fèi)電子市場激發(fā)了極大的熱情，各科技公司也迅速的開始進(jìn)入這個(gè)市場。在2014年收購Oculus VR之后，F(xiàn)acebook將在今年推出他們首款VR眼鏡。三星，索尼，宏達(dá)也計(jì)劃在今年推出VR產(chǎn)品。資本的涌進(jìn)代表了VR將會成為新一代的主流娛樂技術(shù)。當(dāng)然，VR也有在娛樂之外的應(yīng)用。美國第二大家居裝飾用品公司Lowe’s（勞氏公司）正在開發(fā)名為Holoroom的一款3D增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)科技。Lowe’s的客戶將可以設(shè)計(jì)一個(gè)空間，然后使用Holoroom進(jìn)入一個(gè)3D模型，體驗(yàn)他們設(shè)計(jì)的空間感覺如何。

雖然在歷史上，市場對VR和AR曾有些過于膨脹的預(yù)期，如今的超高清顯示，低價(jià)的姿勢與位置探測器以及高清視頻內(nèi)容給混合現(xiàn)實(shí)科技打下了雄厚的基礎(chǔ)。在未來的30年里，這些技術(shù)將成為主流科技。AR眼鏡將把實(shí)時(shí)相關(guān)的信息給用戶投放在現(xiàn)實(shí)中，而VR眼鏡則可以通過融合視覺，聽覺，嗅覺和觸覺來實(shí)現(xiàn)深度沉浸的體驗(yàn)。

人類增強(qiáng)

在接下來的30年里，科技將帶領(lǐng)人類突破人類潛力的極限甚至生物的極限。由物聯(lián)網(wǎng)連接的可穿戴設(shè)備將會把與實(shí)時(shí)有關(guān)的信息直接打入我們的感官中。外骨骼和與大腦連接的假肢將會使我們變得更加強(qiáng)大，為老弱病殘恢復(fù)移動力。

裝有探測器和嵌入式計(jì)算機(jī)的隱形眼鏡或者被永久植入在體內(nèi)的裝備將給我們帶來可以穿墻的聽力，天然夜視，以及可以嵌入虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的能力。益智藥將會擴(kuò)大我們的思維能力，改變工作和學(xué)習(xí)的方式。

先進(jìn)數(shù)碼設(shè)備

由于計(jì)算機(jī)和各種數(shù)碼設(shè)備在過去的60年里給人們生活帶來的天翻地覆的改變，我們似乎已經(jīng)忘了這些技術(shù)還比較新。個(gè)人電腦在1975年才出現(xiàn)在商店里，而當(dāng)時(shí)的個(gè)人電腦有如今日的宜家，是作為一套零件賣給顧客的。用戶需要自己把它組裝起來，所有的程序也都需要自己編寫。僅僅40年后，人們手中智能手機(jī)的計(jì)算能力就已經(jīng)遠(yuǎn)超1969年把宇航員送上月球時(shí)的NASA了。在未來的30年里，這個(gè)趨勢也將會繼續(xù)下去。

從衣服到建材，數(shù)碼產(chǎn)品將會更廣泛的融入到日常生活中。在此同時(shí)，新科技將會改變我們與科技之間交流的方式。語音界面已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在智能手機(jī)中，而姿勢界面則允許我們無聲的與計(jì)算機(jī)通訊。最終，人腦-電腦界面將會允許我們用思想控制數(shù)碼設(shè)備，使它們成為我們身體的一部分。

太空科技

太空行業(yè)正在進(jìn)入一個(gè)從上個(gè)世紀(jì)60年代后就從未出現(xiàn)過的發(fā)展階段。新的科技，比如機(jī)器人，先進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)，輕便的材料，增加制造，以及元件小型化正在減少把人和物送入太空的價(jià)格，而這則會開啟太空探險(xiǎn)的新機(jī)會。

在未來的30年里，科技的研發(fā)將會帶領(lǐng)人類將重返月球。在此之外，更加偉大的探險(xiǎn)，比如人類登錄火星也是，以及新型基于太空的行業(yè)，比如在開采小行星中的礦物也都有可能出現(xiàn)。美國留學(xué)生活

增材制造

增材制造（3D打?。┮呀?jīng)在工業(yè)界作為制造限量設(shè)計(jì)原型的技術(shù)而被使用超過30年了。但是，在近十年里，3D打印技術(shù)獲得了驚人的發(fā)展。如今，隨著3D打印機(jī)價(jià)格的下降以及大量開源工具和付費(fèi)模型的出現(xiàn)，世界上已經(jīng)出現(xiàn)了一個(gè)龐大的“創(chuàng)客”群體，無時(shí)不刻的在突破這項(xiàng)技術(shù)的極限。

在2040年，3D打印技術(shù)將改變世界。新一代的3D打印機(jī)將可以融合多種材料，電子元件，電池以及其他原件。人們將會利用3D打印技術(shù)制造工具，電子產(chǎn)品，備用零件，醫(yī)療設(shè)備等各種產(chǎn)品，并按照自己個(gè)人需求來實(shí)現(xiàn)真正的“私人訂制”。

解鎖元宇宙美國2016-2045新興科技趨勢

能源

在未來的30年里，全球能源需求預(yù)計(jì)會增長35%，我們則正在面臨著一場能源革命。新的采油技術(shù)，比如水力壓裂以及定向鉆為人類添加了大量可開發(fā)的油田和氣田。而這直接顛覆了世界石油市場，使美國從世界上最大的石油進(jìn)口國變成了最大的石油生產(chǎn)國。

不過，雖然使用清潔能源可以幫助我們減緩全球氣候變化，但是圍繞著用于生產(chǎn)電池，光伏，以及其他元件的稀有資源的新的糾紛與摩擦也會出現(xiàn)。石油經(jīng)濟(jì)的消退也會在中東和北非引起經(jīng)濟(jì)和社會的嚴(yán)重不穩(wěn)，進(jìn)一步加深當(dāng)?shù)氐奈溲b沖突。美國高等教育

食物與淡水科技

在未來的30年里，淡水和食物的缺乏將會在世界上制造更多的沖突。大約全球25%的農(nóng)地已經(jīng)由于過度耕作，干旱，污染等原因造成了嚴(yán)重退化。

在未來的幾十年里，最樂觀的預(yù)測也指出主食谷物的價(jià)格將會提高30%。但那是最樂觀的情況。如果全球氣候變化、需求，以及資源管理的失敗按照目前的趨勢繼續(xù)下去，價(jià)格提高100%也是可能的。

在2045年，全球超過40%的人口將會面臨缺乏水源的問題。這一切問題的解決方式只有科技。

醫(yī)學(xué)

在未來的30年里，各種科學(xué)技術(shù)上的突破將改變醫(yī)學(xué)。通過基因組學(xué)，我們將會得到真正的私人藥物。在未來，癌癥，心肺疾病，阿茲海默癥，以及其他目前看似無救的疾病將會由針對患者個(gè)人基因的藥物來治療。

人類將可以通過DNA培養(yǎng)出來移植所需的器官，從而滅絕等待配型以及排斥反應(yīng)等很可能致命的情況。生物假肢將會被直接連接到神經(jīng)系統(tǒng)上，從而提供與真實(shí)觸感極其相似的感官。

機(jī)器急救人員以及例如控制性降溫的肢體存活技術(shù)將會大幅度延長救援的“黃金時(shí)間”?？茖W(xué)家們將找到衰老的原因，從而增加人類的壽命，涌現(xiàn)出一大群非常健康并有活力的“老人”。

合成生物科技

早在孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳的基礎(chǔ)規(guī)律，以及埃弗里-麥克勞德-麥卡蒂實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)之前，人類已經(jīng)進(jìn)行了幾千年的通過選擇性育種以及雜交來操縱植物和動物的遺傳基因了。

隨著我們對遺傳學(xué)認(rèn)知的加深，我們已經(jīng)可以通過搭建新的DNA來實(shí)現(xiàn)無中生有，創(chuàng)造出新的生物。基因改造農(nóng)作物則是此項(xiàng)科技的先鋒。但是在此同時(shí)，我們正站在一場生物革命的突破口。當(dāng)我們跨入生物科技的新時(shí)代時(shí)，生命將會成為信息，如同電腦程序的代碼一樣，可以被改寫的信息。

科學(xué)家正在開發(fā)一種可以分泌生物柴油的海藻，這種海藻的DNA中則被編寫了數(shù)千GB的數(shù)據(jù)。在未來的30年里，合成生物科技將制造出可以探測到毒素，從工業(yè)廢料中制造生物柴油，以及通過共棲來給人類寄主提供藥物的生物。但是，合成生物也會帶來生物武器和難以控制的入侵物種等巨大的危險(xiǎn)。美國大學(xué)教育

先進(jìn)材料

在過去的10年里，材料科學(xué)的突破給我們帶來了許多種先進(jìn)的材料。從可以自我恢復(fù)和自我清理的智能材料，到可以恢復(fù)原本形狀的記憶金屬，到可以利用壓力發(fā)電的壓電陶瓷材料，到擁有驚人的結(jié)構(gòu)和電力性能的納米材料，這些都是材料科學(xué)家的成功。尤其是納米材料，它有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

在納米尺度（少于100納米），普通的材料比如碳，將會呈現(xiàn)出獨(dú)特的性能。石墨烯，一種由碳原子構(gòu)成的只有一層原子厚度的二維晶體，強(qiáng)度是鋼的100倍，能夠高效的傳導(dǎo)熱和電，并且?guī)缀跬该鳌?/span>

納米材料有著無數(shù)種應(yīng)用，比如作為引擎或其他機(jī)械表面的低摩擦力鍍膜，作為高強(qiáng)度合成材料來建造汽車和飛機(jī)，輕便的防彈背心，以及高效的光伏材料。

數(shù)據(jù)分析

在2015年，人類總共創(chuàng)造了4.4ZB（44億TB）的數(shù)據(jù)，而這個(gè)數(shù)字大約每兩年就會翻倍。在這些數(shù)據(jù)中隱藏了各種關(guān)于消費(fèi)習(xí)慣，公共健康，全球氣候變化以及其他經(jīng)濟(jì)，社會還有政治等等方面的深刻信息?？上У氖牵m然“大數(shù)據(jù)”成為了一個(gè)熱點(diǎn)，但每年只有不到10%的數(shù)據(jù)會被分析。

在接下來的30年里，我們處理巨量的動態(tài)數(shù)據(jù)的能力將會逐漸提高。自動人工智能軟件將會可以從散亂的數(shù)據(jù)中識別并提取有關(guān)聯(lián)的信息。而這種數(shù)據(jù)分析的能力將會從商業(yè)應(yīng)用擴(kuò)散到普通人手里。美國教育

網(wǎng)絡(luò)安全

網(wǎng)絡(luò)安全不是一個(gè)嶄新的話題。事實(shí)上，早在1991年就有人提出了“網(wǎng)絡(luò)上的珍珠港”這一警告。但是在未來的30年里，隨著物流網(wǎng)的發(fā)展以及日常生活中越來越多的連接，網(wǎng)絡(luò)安全將會成為網(wǎng)絡(luò)行業(yè)首要的話題。

目前，雖然世界上的網(wǎng)絡(luò)攻擊越來越多，但是它們大多數(shù)的目標(biāo)都只是個(gè)人或者企業(yè)。而且這些攻擊所造成的損失雖然很大，但是這些損失并不會擴(kuò)散。而未來的世界將不會是如此的簡單。

量子計(jì)算

量子計(jì)算是通過疊加原理和量子糾纏等次原子粒子的特性來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的編碼和操縱。雖然在過去的幾十年里，量子計(jì)算只存在于理論上，近些年的研究已經(jīng)開始出現(xiàn)有意義的結(jié)果。在未來的5-15年里，我們很有可能制造出一款有實(shí)用意義的量子計(jì)算機(jī)。

不過，最令人期待的還是量子密碼學(xué)。一臺量子計(jì)算機(jī)將可以破解世上所有的加密方式，而量子加密也將真正無懈可擊。如今，量子計(jì)算機(jī)的許多技術(shù)堡壘已經(jīng)開始被逐一攻克，雖然我們也許在21世紀(jì)40年代才會看到真正實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)，但來自政府和業(yè)界的大量投資意味著量子計(jì)算已經(jīng)邁過了轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

智能手機(jī)與云端計(jì)算

智能手機(jī)與云端計(jì)算正在改變?nèi)祟惻c數(shù)據(jù)相處的方式。比如目前的美國，大約有30%的網(wǎng)頁瀏覽和40%的社交媒體是通過手機(jī)的。而這的原因之一就是具有各種可以測量天氣、位置、光度、聲音、以及生物特征的探測器的智能手機(jī)。

隨著手機(jī)的威力越來越大，功能也越來越全面，移動網(wǎng)絡(luò)的鋪展也將加速。在2030年，全球75%的人口將會擁有移動網(wǎng)絡(luò)連接，60%的人口將會擁有高速有線網(wǎng)絡(luò)連接。

移動終端的發(fā)展以及移動網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)散，也會進(jìn)一步推進(jìn)云端計(jì)算的進(jìn)展。云端計(jì)算可以在在零投入的情況下給用戶帶來大量的計(jì)算能力。在未來的30年里，基于云的移動計(jì)算端將會改變從醫(yī)療到教育的各行各業(yè)。美國科學(xué)研究

比如人們可以通過手機(jī)來進(jìn)行體檢并與云端的診斷軟件直接溝通，人們也可以在手機(jī)上使用教育軟件來學(xué)習(xí)新的技能，農(nóng)民們甚至可以通過手機(jī)連接到實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)，通過云端軟件計(jì)算最優(yōu)化的收割時(shí)間。

物聯(lián)網(wǎng)

在2045年，最保守的預(yù)測也認(rèn)為將會有超過1千億的設(shè)備連接在互聯(lián)網(wǎng)上。這些設(shè)備包括了移動設(shè)備、可穿戴設(shè)備、家用電器、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)探測器、監(jiān)控?cái)z像頭、汽車，以及服裝等。

與此同時(shí)，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也將把目前許多工作，比如監(jiān)視，管理，以及維修等需要人力的工作自動化。物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)分析、以及人工智能這三大技術(shù)之間的合作將會在世界上創(chuàng)造出一個(gè)巨大的智能機(jī)器網(wǎng)絡(luò)，在不需人力介入的情況下實(shí)現(xiàn)巨量的商業(yè)交易。

https://www.usastudy.com.cn/newslist/newDetail_61bff350751b5b607daebc60.html

更多留學(xué)干貨內(nèi)容，歡迎繼續(xù)關(guān)注留求藝。

更多留學(xué)申請規(guī)劃問題歡迎掃碼免費(fèi)咨詢