未来十年将发生变革的十大技术趋势

在科技领域，十年是很长的一段时间。考虑到云计算、深度学习或物联网（IoT）现在如此普遍，我们很容易忘记，十年前，我们很少有人听说过云计算、深度学习或物联网。同样，到2030年，科技行业的格局可能会与今天大不相同。

进步肯定会带来一些问题——虽然我认为我可能有远见地预测到人工智能和“应用经济”会成为日常生活的重要组成部分，但我可能没有意识到云计算和“SaaS服务”会变得多么重要。

考虑到这一点，以下是我认为这十年最重要的趋势的概述。就个人而言，它们都有可能像我们迄今为止看到的任何东西一样具有变革性。但就像过去十年的云计算、人工智能和物联网一样，真正革命性的发展将在它们共同应用、推动我们利用技术所能做的事情时出现。

1. 无处不在的计算

在这种模式下，计算机不再是可以应用于各种任务的离散对象，而是被内置到我们使用的几乎所有东西中，使提高工作效率。云计算、边缘计算、物联网和可穿戴设备都是符合这一概念的趋势。无处不在的计算是关于创建IT策略，将所有这些功能串联部署，以超越单个功能的可能性。将人工智能和认知计算能力融合在一起，意味着系统的所有元素都将相互学习，创造出将影响我们生活许多领域的数据流和见解。思科预测，到2030年，将有5000亿台设备连接到互联网——大约是地球上每个人50台设备！

2. 万物互联，万物智能

无处不在的计算是指范式或生态系统和基础设施，但我们可以期待在硬件方面也能看到持续的发展，因为越来越多的设备变得可联网，能够通信和共享数据。在一段时间内，智能手机可能仍将是大多数人与数字世界最直接的交互方式。但是，除了市场上已经存在的智能手表、电视、汽车、厨房电器之外，用户界面设计的小型化和进步将改变我们使用许多其他设备的方式。智能产品与智能服务的结合将是另一个强大的趋势——例如，健康保险供应商Vitality使用许多智能设备（如手表和运动设备）来跟踪和评估客户的生活方式。

3. 数据化

我们生活的方方面面，包括我们自己的行为和我们所说的话，都可以被捕获并存储为数字信息。这些数据可供我们分析，并作为模型和模拟的基础，帮助我们更好地了解世界和我们自己。自从我们第一次开发出存储数字数据的能力以来，这种趋势一直在持续，但最近几十年由于我们的活动转移到线上，这种趋势大大加快了。然而，在接下来的十年里，它将进一步增加，这要归功于这里提到的其他技术，比如人工智能和无处不在的计算，这将使我们比以往任何时候都能更多地利用这些数据，从而增加其价值。有些人觉得这很可怕，他们这样做绝不是错的。如果不负责任地使用或违背我们的最佳利益，它可能会造成非常严重的损害。然而，它也让我们更有效地工作，创造新的治疗疾病的方法，并解决大规模的社会或环境挑战，如贫困，疾病和气候变化。

4. 人工智能

被谷歌首席执行官桑达尔·皮查伊称为“人类将开发的最深奥的技术”，我们才刚刚开始触及人工智能的表面。尽管如此，它现在已经成为我们大部分活动的基础，从在线搜索信息到购物，在Facebook等网络上社交，或者与聊天机器人和语音助手互动。在商业和工业中，它被用于自动化从电子邮件营销活动到人力资源政策到工业机械的一切。在接下来的十年里，我们对人工智能机制的理解将取得突破，以及不断增长的网络和处理速度，这意味着它将变得更加有用和无处不在。人工智能是由数据推动的，并为我们之前谈到的计算机、机器人和智能设备网络提供算法控制机制——这是这些趋势如何融合和相互影响的一个很好的例子。在接下来的十年里，我们将看到这种发展的一个可能方向是朝着适合“通用”或“强”人工智能类别的算法发展——能够适应和执行许多不同的工作，而不是像今天主要使用的“专业”或“弱”人工智能那样，只擅长一项特定的任务。

目前使用的最先进的人工智能的一些例子包括由OpenAI开发的“语言模型”GPT，它可以创建与人类创造的几乎没有区别的文本，也可以自己编写计算机代码。另一个是由英伟达为美国国家能源研究科学计算机中心开发的珀尔马特计算机，它将被用来绘制有史以来最详细、最精确的宇宙地图。

5. 扩展现实

扩展现实（XR）涵盖了虚拟现实（VR）和增强现实（AR），虽然它们是不同的技术，但它们有一个共同的目的。这是为了让我们今天所处的数字世界和现实世界更紧密地联系在一起。VR允许我们使用我们最擅长操作的工具来导航数字空间——我们的眼睛、耳朵和手增强现实是将数字领域的数据化和灵活性带入物理世界——允许我们将计算机图形覆盖在我们实际的物理环境上。随着未来十年的到来，两者都将在我们的生活中扮演越来越重要的角色。它们已经被广泛用于军事训练和模拟——例如，飞行员可以与模拟对手进行空战练习，而模拟对手实际上似乎与他们一起在空中飞行，拆弹专家可以在现实环境中定位和拆除模拟爆炸物。美国宇航局在宇航员训练中使用了一种提供触觉反馈的全身虚拟现实服，称为特斯拉服。VR设备的使用正在迅速扩展到日常的工业领域，预计商业VR设备的市场将快速扩大。

我相信，到2030年，人们在完全虚拟的环境中工作、娱乐和社交将变得寻常，这些环境模拟了我们在现实世界中体验到的所有五种感官。然而，通信专家爱立信预测，到这个时候，虚拟环境将与现实生活无法区分。Facebook正在开发一个名为Horizon的平台，该平台允许用户构建和分享在线世界，他们可以在那里进行合作，或者只是闲逛。这很可能会给社会带来巨大的变化——例如，有些人无疑会更喜欢把时间花在虚拟环境中。此外，它也将使许多工作的培训更便宜、更安全，将人们聚集在一起，并为我们的创造力开辟新的出路。

6. 数字信任

在一个日益数字化的世界里，我们如何确保任何数字信息都是真实的、最新的，并且只有指定的人才能访问？在过去的十年里，区块链——加密的分布式数据库——已经成为解决这个问题的一种方法。当前的用例通常与金融相关，例如比特币，以及Visa、万事达卡、许多银行甚至越来越多的政府的倡议。

然而，在未来十年，我们将看到这项技术应用于更多的用例。区块链在任何需要保存记录的地方都是有用的，这些记录是可访问和易于编辑的，而且是安全的和可追溯的。它通常被称为“不可变”，因为与传统的数据库不同，由于密码学的力量，任何人在未经许可的情况下都不可能改变数据。它们有可能改变一切，从医疗记录保存到供应链跟踪、版税支付、食品来源和法律文件。也许更重要的是，它们还将与物联网交织在一起——提供一种安全、防篡改的方式来跟踪软件和机器之间的交互，这些交互发生得太快，人类无法实时监督。在未来，5000亿台设备联网并相互通信，我们必须有一种安全的方法来确保机器对机器通信的可追溯性，许多人认为利用区块链可以实现。

7. 3D打印技术

3D打印技术已经为我们带来了可以在几个小时内建造的房屋，以及更有争议的，如无法追踪的3D打印枪支。人们甚至可以买到3D食物打印机，它可以将食材压缩成胶囊，制作出完整的食物。这仅仅是新制造技术“增材制造”的开始。实验已经产生了用于医学测试的3D打印功能组织且已成功植入动物体内。一旦植入，它们就会产生新的功能组织和血管。这开启了3D打印器官移植到人类患者身上的可能性。芝加哥西北大学范伯格医学院的一项实验将3D打印卵巢植入老鼠体内，这也让人们希望这项技术可能为不孕症提供新的治疗方法。3D打印汽车——包括一辆完全由废物制成的电动三轮车——将减少制造商和分销商之间在世界各地运送新车所产生的碳排放，从而有利于环境。

在未来，我们将看到“4D”打印的出现——这个术语被用于通过增材工艺创建的物体，这些物体被设计成可以改变和适应的。今天存在的简单例子包括鞋子和衣服，它们被“编程”以适应穿着者的身体形状。潜在用例包括当材料磨损或损坏时可以自我修复的材料。

8. 基因组学和合成生物学

我们对基因和人类基因组背后的机制越来越了解，正在迎来一个医疗保健的新时代，在这个时代，治疗和药物可以针对个人进行个性化治疗。除此之外，基因编辑技术可能是根除大量危害世界各地生命的疾病的关键。

生物技术已经发展到现在可以改变细胞内编码的 DNA 的程度，从而影响细胞复制时其后代将具有的特征（称为表型）。令人惊讶的是，这是通过物理切割人类头发宽度的四万分之一的DNA链来完成的。一项为此开发的技术——CRISPR-Cas9——已被证明在修复一种名为MYBPC3的常见突变方面有潜在的作用，这种突变与心脏病密切相关，每500名成年人中就有1人患有心脏病。它还被证明可以有效地修复比格犬细胞中的突变，这种突变被认为与杜氏肌营养不良症有关。人类基因组首次测序是在近20年前的2003年。如今，诸如“地球微生物组计划”之类的项目旨在对地球上所有微生物的基因组进行编排，家庭基因检测越来越受欢迎，价格也越来越便宜，试剂盒的成本不到100美元。更深入地了解生物生长和变化的方式，可能是下一个十年科学领域的核心。

9. 纳米技术

纳米技术本质上是建筑，但规模很小。通常情况下，纳米技术工作的尺度比我们习惯测量的厘米和米小10亿倍左右——“纳米”这个词的字面意思是十亿分之一，但在实践中，它被用来指任何形式的结构，包括非常非常小的东西！化学化合物的纳米粒子，包括二氧化钛和氧化锌，经常被添加到防晒霜中，因为它们能够阻挡紫外线。碳和硅纳米纤维也被添加到衣服和家具中，使材料更有弹性和防水，以及汽车漆的保护涂层。

在接下来的十年里，纳米技术专家预计他们的工作重点将从惰性材料转移到机器和设备上。制药巨头葛兰素史克正在开发一种被称为“电子药品”的产品——基本上是一种以纳米为单位的微型植入式设备，可以植入体内监测器官功能，甚至试图通过刺激神经丛来改善器官功能或修复损伤。更小通常也意味着更节能，这意味着可以制造出完全由太阳能或其他可再生能源供电的微型机器。自我修复材料也在开发中，它可以在磨损或破裂时自我修复。

10. 新能源解决方案

以我们过去100年的速度燃烧石油、煤炭和天然气，在未来100年是不可持续的。与此同时，太阳能、水力和风能等可再生能源也面临着挑战，比如如何将电力输送到无法有效发电的地区。

未来，预计我们使用的30%的电力将来自可再生能源，其中包括生物燃料和从农业和动物废物中产生的物质。其他潜在的来源包括空间太阳能，在太阳光进入大气层之前由卫星收集。这样做的好处是产生的能量可以转移到没有足够阳光直射的地方，使地面太阳能电池板有效地工作。一些人认为，氢——宇宙中最丰富的物质——将成为未来的能源，可再生能源产生的能量将通过电解产生“绿色”氢，这种氢可以用作燃料。在未来的道路上，核聚变提供了一种潜在的无限能源，通过与太阳和恒星相同的过程产生能量。工程上的挑战意味着，目前，这是不可行的，但实验正在进行中，最近的突破表明，它成为现实可能只是时间问题。