19世紀的最後壹天，世界上所有著名的物理學家齊聚壹堂，為經典物理學畫上了壹個完美的句號，所以當時的話題就是如何消除經典物理學這座美麗建築上的兩朵烏雲。這兩種烏雲中的第壹種是經典物理學中已知的地球的空間中有空氣，因為聲音是通過空氣這種介質傳播的，那麽宇宙中存在著什麽樣的介質可以讓太陽光透過真空照射到地球上呢？第二個烏雲是，當人們做實驗時，發現輻射能很可能是不連續的。
眾所周知，科學家在好奇心的驅使下，提出了各種看似荒謬的理論。比如玻爾提出了令人震驚的玻爾模型，薛定諤提出了薛定諤波動方程...在荒謬理論的叠代和互補下，第壹朵雲誕生了相對論，第二朵雲誕生了量子物理，* * *壹手顛覆了完美的經典物理。
2021也是不平凡的壹年，雖然它的分量遠不及“兩朵烏雲”。然而，在疫情的激烈催化劑下，人工智能、雲原生等數字技術正在融合多種技術、多種行業、多種產品，正在前所未有地滲透到醫療、自動駕駛、安全等經濟社會的方方面面。那麽近期有望落地的技術趨勢是什麽呢？
近日，《2022年數字技術十大前沿應用趨勢》(以下簡稱《報告》)在騰訊科技創新周發布。通過采訪重點領域科學探索獎獲得者和業內權威專家，凝聚了IT重塑、智能世界、虛擬與現實生活、網絡革命、數字結對、量子計算等數字技術十大前沿應用趨勢。
在分析報告之前，需要了解的是，數字技術化身未來新動能的應用爆發，並不是單壹技術的突破，而是多種技術逐漸增量和融合的結果。正如騰訊研究院院長小思在《科技向善之夜》的“線下-線上-在場”主題演講中所說:“元宇宙等概念是技術逐漸發展的壹種趨勢，就像我們30年前說的信息高速公路，10年前說的移動互聯網，概念本身叫什麽並不重要，它只是壹個巨大的技術應用和孵化的池子，是任何技術的單壹突破或突破。
例如，小思在演講中表示，騰訊計劃在深圳大鏟灣的壹個半島上建立壹個全新的未來總部——企鵝島(非官方名稱)。在企鵝島上，我們可能會看到騰訊在智慧城市方面的各種積累和想法。
小思介紹說，企鵝島的設計是在壹個沙盒遊戲中復制的。壹方面，這個數字雙胞胎體現了遊戲中積累的AI、policy等技術在建築設計等場景中的應用。另壹方面，在這個虛擬仿真環境中，可以以較低的成本驗證壹系列交通、能源等系統的規劃設計是否合理。
其實前面說的數字孿生也是壹個整合了各種數字技術的概念池。比如在數字雙城中，擬定了壹個真實的智慧城市的交通控制系統，讓公交車等紅燈，自動避讓，等人上下車，所以在數字雙城中引入了自動駕駛模擬系統，基於遊戲引擎，通過機器學習不斷優化，讓遊戲中的車輛能夠真實感知周圍環境，從而最大程度的還原現實。
也許我們已經逐漸進入了壹個更加智能化的“現場辦公”時代。在移動互聯網之前，我們都是線下辦公，需要到真實的辦公室辦公，需要面對面的交流或者電話、郵件進行溝通。移動互聯網普及後，辦公方式再次迎來變革，尤其是在疫情加速下。基於騰訊會議、Zoom和舒菲等在線協作工具，每個人都可以在線工作。隨著XR(混合現實)、感知交互、虛擬仿真等技術的發展，“現場辦公”未來可期。
其實現在的時代已經不遠了。例如，Meta公司(原臉書公司)最近發布了壹個VR虛擬辦公室程序Horizon Workrooms。用戶可以進入這個虛擬辦公室，與Oculus這樣的VR設備進行交互工作，就像在真實的辦公室工作壹樣。隨著XR等技術和觸覺手套等硬件技術的發展，未來會有越來越多的場景和公司從網絡時代走向現在的時代，也就是虛擬和現實生活。
在演講中，小思還提到了壹個腦洞大開的例子——火星移民。如果未來人類“火星在場”，在派遣機器人到火星上遠距離建立基地之前，我們可能會先在虛擬世界中實現“火星”的在場，即建立壹個超現實的火星模型，模擬各種可能的情況。
可以看出，無論是企鵝島這種智慧城市的概念，還是星海中的火星移民，都是基於現有數字技術的不斷進化和整合，並不會因為壹次技術突破而將人類帶入“未來”時代，正如小思在演講中所說:“元宇宙的概念是壹種技術漸進發展的趨勢，這個過程中需要的技術可能來自於完全不同領域技術的出現和應用，但這。
如前所述，“未來”新時代的實現過程必然是不同領域技術的出現和應用，而在2021的詭譎之年，我們可以看到人工智能等數字技術在醫療、自動駕駛、安防等領域的應用正在深入發展，沈浸式媒體、數字虛擬人、虛實融合也打開了全真數字世界的大門。那麽在2022年，數字技術在IT重塑(雲原生、量子計算、雲安全)、智能世界(人工智能、復雜機器人、星地協同智能)、虛擬現實(萬物孿生、增強現實)、網絡革命(雲網融合、能源互聯網)中的應用趨勢會是怎樣的？
首先，它重塑了
如果說第壹次工業革命的蒸汽機將人們帶入了蒸汽時代，第二次工業革命的動力應用將人們帶入了電氣時代，那麽第三次科技革命的IT技術將人們帶入了互聯網時代。從PC互聯、移動互聯到萬物互聯的雛形，正在被重塑。
IT架構重塑最直接的表現就是“雲化”。隨著數字化的普及和深入，海量數據的實時靈活處理越來越普遍，傳統的IT架構越來越難以適應。許多企業將他們的網站部署在雲中(包括公共雲和混合雲等)。)，也就是所謂的企業“上雲”。隨著接入雲的進程加快，壹種基於分布式部署和統壹運輸管理的分布式雲——雲原生(Cloud Native)開始引領企業進入全雲時代(雲原生是壹套基於容器、微服務、DevOps等技術的雲技術產品體系，可以使松散耦合的系統變得靈活、可管理、可觀察，可以調用各種雲計算資源，以更低的成本、高效率向企業交付應用)。
首先，無服務器計算的興起正在成為加速雲原生發展的新路徑；其次，分布式雲將有效拓展雲原生業務建設的物理邊界，大幅減輕用戶的多雲管理負擔；最後，異構計算將推動軟硬件的相互定義和融合，推動雲原生基礎設施的性能不斷突破瓶頸。
然而，當涉及到it系統的整體改革時，雲原生性仍然面臨許多挑戰。例如，雲原生資源的多變性影響IT系統全鏈條的可觀測性，實踐中遷移和管理的復雜性高，其中數據隱私和安全風險是影響雲原生發展的關鍵問題。
報告稱，新壹代網絡攻擊技術使攻擊更加隱蔽和迅速，攻擊範圍從個人向企業和基礎設施擴散，導致攻擊損失呈指數級增長。在此背景下，零信任將重塑雲的安全新邊界，成為遠程辦公時代有效的安全解決方案；面對攻擊更加復雜、贖金不斷增加的勒索攻擊，雲上的安全防禦將成為最優方案；面對快速的網絡攻擊，覆蓋網絡、端點和雲基礎設施的擴展威脅檢測和響應(XDR)升級將促進更多組織增強“主動免疫”。
目前不僅是架構在重塑，計算能力也在重塑。2021年是量子計算備受關註的壹年，國內外都有明顯的科研成果。報告認為2021年的量子計算已經進入NISQ(含噪聲中尺度量子)時代，報告還認為2022年將是量子計算繼續積蓄力量的壹年。
硬件方面，主流的量子計算硬件技術(如超導、離子阱、光量子等。)會並行發展。在兩到三年內，量子計算有望超過65，438+0，000個量子比特。屆時，量子計算與經典計算相結合的混合計算系統將成為更有效的應用方案。至於軟件算法，預計2023年左右，量子計算將有希望開始實現在幾個領域(如組合優化、量子化學、機器學習等)有應用價值的專用量子模擬器。)，如小規模分子模擬和蒙特卡羅模擬(分子模擬是新藥和新材料開發的基礎，蒙特卡羅模擬在金融領域應用廣泛)，量子計算的產業鏈會隨著科研和應用的發展而逐漸形成。
第二，網絡革命
在被重塑的同時，得益於信息和通信技術的快速發展，互聯網主要以科學研究為主，逐漸發展成為消費網絡。目前，它正在發展成為壹個生產網絡。未來，網絡將從信息傳輸向產業服務轉變，網絡將更加智能和便捷，即雲和網絡的融合將構建“連接升級”。
在此背景下，當前感知和智能將成為網絡技術演進的新趨勢。具體來說，壹方面，無線通信與無線感知的加速融合，可以實現通信感知的融合，使網絡具備原始感知能力，即從連接信息到連接行為，從交互認知到交互感知，通感融合正在塑造全真、全感互聯；另壹方面，新的無線AI網絡架構和協議可以高效地捕捉信道特征，適應未知環境，並提高物理層的性能。AI構建智能網絡已經成為公認的發展趨勢。此外，空天壹體化組網(即天基與天基網絡、地基網絡在系統層面實現地面與非地面網絡的全面融合)也將實現人與物、無線與有線、廣域與近域、空中與地面等的智能全連接。，不僅可以實現全球範圍內的寬帶和物聯網通信，為用戶提供無處不在的通信服務，還可以將增強型定位導航、實時對地觀測等新能力融入網絡系統。
連接性的升級不僅體現在互聯網上，還體現在能源互聯網上。雙碳目標正迫使能源互聯網加速發展。隨著“二氧化碳排放峰值，碳中和”的提出，中國能源相關產業迎來了從量變到質變的發展元年。壹是清潔能源大規模、高比例接入電網是必然趨勢；其次，大規模儲能技術正在成為新能源推廣和能源革命的基礎；最後，分布式能源和儲能技術的變革影響著負荷側的身份變化。
源、載、儲終端的快速變化，帶來了對“網”端的整合、數字化改造和優化的需求，這將為能源互聯網的發展帶來巨大變革:在能源層，構建多種功能互補的綜合能源體系，匹配不斷變化的能源供需；在信息層，通過構建電力-交通耦合網絡和電力-計算耦合網絡，實現智能能源管理和控制。在價值層面，能源互聯網建設需要探索能源* * *享經濟，引導全民參與，實現* * *建* * *享* * *贏。
三、實際情況* * *
經濟基礎決定上層建築，底層基礎技術的重塑和變革必然帶來應用層面技術的升級和落地。在行業數字化轉型過程中，數字結對作為理解和優化物理實體的中間件，通過整合行業知識和新興技術，促進萬物結對，從設備、生產線到工廠，從街道、區域到城市，從細胞、器官到人體。
報告認為，通過數字雙胞胎實現對工業設備、城市街道和人體器官的理解和優化，將是研究人員、工程師和管理者的必然趨勢。壹方面，行業建模工具通過集成各種技術，正在向實時、顯式、友好的交互方向演進；另壹方面，遊戲引擎逐步融合行業知識和前沿技術，提高數字雙胞胎的應用能力，以其模擬逼真、渲染實時、開發便捷的特點，為行業數字雙胞胎的構建提供了新的路徑。
然而，雖然目前數字孿生應用需求處於爆發期，但其開發和應用依賴於行業知識沈澱、不同工具的集成與協作、計算和網絡支持等多種技術條件，對高精度、多尺度、低時延場景的支持能力仍然較弱，發展仍處於初級階段。未來還需要各種技術能力的突破和整合，才能推動digital twin的進壹步發展。
當然，作為雙子座在虛擬和現實時代的擴展現實(分別為數字雙子和擴展(XR)現實)，在硬件叠代的推動下，也迎來了行業的拐點。在VR領域，隨著VR光學、顯示、定位、交互等硬件技術發展方向和思路的明確，超短焦光學設計、微型LED、更輕便的交互控制器將成為未來趨勢；在AR領域，由於光模塊計算能力、電池限制等硬件限制，短時間內多種技術路線將並存；值得註意的是，報告顯示，以手機為顯示終端的VR 360或全動態視頻發展迅速，其生態已初具規模。
簡而言之，延伸的現實已經越過了行業的拐點。目前，VR已經成為培訓、教育、文旅等領域的行業標準，以及安檢、工業生產中的AR。報告認為，VR和AR作為新壹代交互和計算終端，以及下壹代互聯網的硬件入口，將帶來新壹輪的信息浪潮，重塑產業鏈。
第四，智能世界
IT重塑，網絡革命，虛擬與現實生活，無論數字技術與工業之間發生什麽化學反應，人類的終極目標都是創造壹個智能世界。顯然，我們目前正在進入這樣壹個世界。
首先，在賦予世界“智慧”的人工智能中，人工智能在壹些具體任務上已經超越了人的能力，但大規模應用仍存在瓶頸，限制了行業的進壹步發展。報告認為，未來多種人工智能技術將加速演進，人工智能將與更多行業深度融合，向更加普及和產業化的方向發展。
壹種是超大型號。在短時間內，模型的規模將進壹步提高，大模型中的數據類型將從目前的文本豐富到圖像、視覺等多模態方向，從而促進模型的準確性和泛化能力。二是小樣本學習技術，通過多任務分割網絡和遷移學習，實現對大量異構公共數據集的利用，利用學習到的知識和特征生成目標領域的模型，從而實現不同領域之間的知識遷移；最後是壹站式的機器學習平臺。通過為開發者提供從數據標註、數據預處理、模型構建、模型訓練、模型評估到模型服務的全流程開發支持，可以幫助開發者更快地構建商業模型，大大降低機器學習的入門門檻，有望成為人工智能研發基礎設施，推動模型產業化。
其次，多模態融合將推動復雜任務服務機器人進入家庭生活。在感知方面，觸覺傳感技術的突破和多模態傳感融合技術的叠代，將提高機械手工作的準確度和精度，實現對不同材質、形狀、軟硬屬性物體的抓取和推薦；在理解方面，基於計算機視覺和NLP技術的進步，機器人對復雜服務任務和家居環境的理解將進壹步加深；在控制方面，柔性和仿生機器人本體技術的不斷進步將顯著提升人機交互的體驗和安全性。
隨著NLP、高級傳感器等底層技術的商業化，新冠肺炎疫情將加速家庭消費升級，服務機器人的智能化將不斷提高，它們將觸及更廣闊的家庭消費市場。報告認為，未來3-5年，家庭服務機器人有望實現更加自然的人機交互，完成更加復雜的操作任務，逐步成為家政、娛樂、教育、陪伴等細分場景的生活助手。
最後，衛星與地面的智能配合將開啟“大航天”時代。目前，航天工業最大的變化是其發展模式正在從國家主導向國家和企業共同發展演變。這壹顯著變化的核心原因在於航天智能化的快速提升，這也將成為技術創新和突破的新契機。
報告認為，壹方面，衛星與地面的智能協作將提升海量衛星數據的智能處理能力，通過衛星與地面站的協同推理，可以快速提高數據計算的精度，同時大幅降低衛星傳回的數據量；另壹方面，人工智能技術將幫助衛星遙感數據融入千萬個行業。例如，在農業領域，AI算法+深度挖掘衛星數據，將幫助農民進行保險承保和產量預測，有望成為環境、社會和公司治理投資的風險預警工具；此外，太空智能將打開太空商業化的大眾服務窗口，太空旅行、空間站商業化、太空電影拍攝將逐步向大眾市場普及，亞軌道旅行、衛星影像私人定制、時空信息數字化等新物種也將加速出現。
面對疫情和全球產業結構調整帶來的不確定風險，我們需要加強科技預測，瞄準世界科技前沿，引領科技發展方向。通過報告我們可以看到，數字技術正在從四個方向、十個領域推動我們進入“新時代”，正在轉化為未來的新動能，推動中國經濟和人民生活更高質量的發展，正如騰訊研究院院長小思所說:“科技的發展沒有止境。將科技融入實體經濟，推動其高質量發展，讓生活更便捷，讓社會更美好，是永恒的趨勢。”