四大领域十大趋势，未来数字科技化身新动能。
19世纪的最后一天，世界上所有著名的物理学家齐聚一堂，为经典物理学画上了一个完美的句号，所以当时的话题就是如何消除经典物理学这座美丽建筑上的两朵乌云。这两种乌云中的第一种是经典物理学中已知的地球的空间中有空气，因为声音是通过空气这种介质传播的，那么宇宙中存在着什么样的介质可以让太阳光透过真空照射到地球上呢？第二个乌云是，当人们做实验时，发现辐射能很可能是不连续的。
众所周知，科学家在好奇心的驱使下，提出了各种看似荒谬的理论。比如玻尔提出了令人震惊的玻尔模型，薛定谔提出了薛定谔波动方程...在荒谬理论的迭代和互补下，第一朵云诞生了相对论，第二朵云诞生了量子物理，* * *一手颠覆了完美的经典物理。
2021也是不平凡的一年，虽然它的分量远不及“两朵乌云”。然而，在疫情的激烈催化剂下，人工智能、云原生等数字技术正在融合多种技术、多种行业、多种产品，正在前所未有地渗透到医疗、自动驾驶、安全等经济社会的方方面面。那么近期有望落地的技术趋势是什么呢？
近日，《2022年数字技术十大前沿应用趋势》(以下简称《报告》)在腾讯科技创新周发布。通过采访重点领域科学探索奖获得者和业内权威专家，凝聚了IT重塑、智能世界、虚拟与现实生活、网络革命、数字结对、量子计算等数字技术十大前沿应用趋势。
在分析报告之前，需要了解的是，数字技术化身未来新动能的应用爆发，并不是单一技术的突破，而是多种技术逐渐增量和融合的结果。正如腾讯研究院院长小思在《科技向善之夜》的“线下-线上-在场”主题演讲中所说:“元宇宙等概念是技术逐渐发展的一种趋势，就像我们30年前说的信息高速公路，10年前说的移动互联网，概念本身叫什么并不重要，它只是一个巨大的技术应用和孵化的池子，是任何技术的单一突破或突破。
例如，小思在演讲中表示，腾讯计划在深圳大铲湾的一个半岛上建立一个全新的未来总部——企鹅岛(非官方名称)。在企鹅岛上，我们可能会看到腾讯在智慧城市方面的各种积累和想法。
小思介绍说，企鹅岛的设计是在一个沙盒游戏中复制的。一方面，这个数字双胞胎体现了游戏中积累的AI、policy等技术在建筑设计等场景中的应用。另一方面，在这个虚拟仿真环境中，可以以较低的成本验证一系列交通、能源等系统的规划设计是否合理。
其实前面说的数字孪生也是一个整合了各种数字技术的概念池。比如在数字双城中，拟定了一个真实的智慧城市的交通控制系统，让公交车等红灯，自动避让，等人上下车，所以在数字双城中引入了自动驾驶模拟系统，基于游戏引擎，通过机器学习不断优化，让游戏中的车辆能够真实感知周围环境，从而最大程度的还原现实。
也许我们已经逐渐进入了一个更加智能化的“现场办公”时代。在移动互联网之前，我们都是线下办公，需要到真实的办公室办公，需要面对面的交流或者电话、邮件进行沟通。移动互联网普及后，办公方式再次迎来变革，尤其是在疫情加速下。基于腾讯会议、Zoom和舒菲等在线协作工具，每个人都可以在线工作。随着XR(混合现实)、感知交互、虚拟仿真等技术的发展，“现场办公”未来可期。
其实现在的时代已经不远了。例如，Meta公司(原脸书公司)最近发布了一个VR虚拟办公室程序Horizon Workrooms。用户可以进入这个虚拟办公室，与Oculus这样的VR设备进行交互工作，就像在真实的办公室工作一样。随着XR等技术和触觉手套等硬件技术的发展，未来会有越来越多的场景和公司从网络时代走向现在的时代，也就是虚拟和现实生活。
在演讲中，小思还提到了一个脑洞大开的例子——火星移民。如果未来人类“火星在场”，在派遣机器人到火星上远距离建立基地之前，我们可能会先在虚拟世界中实现“火星”的在场，即建立一个超现实的火星模型，模拟各种可能的情况。
可以看出，无论是企鹅岛这种智慧城市的概念，还是星海中的火星移民，都是基于现有数字技术的不断进化和整合，并不会因为一次技术突破而将人类带入“未来”时代，正如小思在演讲中所说:“元宇宙的概念是一种技术渐进发展的趋势，这个过程中需要的技术可能来自于完全不同领域技术的出现和应用，但这。
如前所述，“未来”新时代的实现过程必然是不同领域技术的出现和应用，而在2021的诡谲之年，我们可以看到人工智能等数字技术在医疗、自动驾驶、安防等领域的应用正在深入发展，沉浸式媒体、数字虚拟人、虚实融合也打开了全真数字世界的大门。那么在2022年，数字技术在IT重塑(云原生、量子计算、云安全)、智能世界(人工智能、复杂机器人、星地协同智能)、虚拟现实(万物孪生、增强现实)、网络革命(云网融合、能源互联网)中的应用趋势会是怎样的？
首先，它重塑了
如果说第一次工业革命的蒸汽机将人们带入了蒸汽时代，第二次工业革命的动力应用将人们带入了电气时代，那么第三次科技革命的IT技术将人们带入了互联网时代。从PC互联、移动互联到万物互联的雏形，正在被重塑。
IT架构重塑最直接的表现就是“云化”。随着数字化的普及和深入，海量数据的实时灵活处理越来越普遍，传统的IT架构越来越难以适应。许多企业将他们的网站部署在云中(包括公共云和混合云等)。)，也就是所谓的企业“上云”。随着接入云的进程加快，一种基于分布式部署和统一运输管理的分布式云——云原生(Cloud Native)开始引领企业进入全云时代(云原生是一套基于容器、微服务、DevOps等技术的云技术产品体系，可以使松散耦合的系统变得灵活、可管理、可观察，可以调用各种云计算资源，以更低的成本、高效率向企业交付应用)。
首先，无服务器计算的兴起正在成为加速云原生发展的新路径；其次，分布式云将有效拓展云原生业务建设的物理边界，大幅减轻用户的多云管理负担；最后，异构计算将推动软硬件的相互定义和融合，推动云原生基础设施的性能不断突破瓶颈。
然而，当涉及到it系统的整体改革时，云原生性仍然面临许多挑战。例如，云原生资源的多变性影响IT系统全链条的可观测性，实践中迁移和管理的复杂性高，其中数据隐私和安全风险是影响云原生发展的关键问题。
报告称，新一代网络攻击技术使攻击更加隐蔽和迅速，攻击范围从个人向企业和基础设施扩散，导致攻击损失呈指数级增长。在此背景下，零信任将重塑云的安全新边界，成为远程办公时代有效的安全解决方案；面对攻击更加复杂、赎金不断增加的勒索攻击，云上的安全防御将成为最优方案；面对快速的网络攻击，覆盖网络、端点和云基础设施的扩展威胁检测和响应(XDR)升级将促进更多组织增强“主动免疫”。
目前不仅是架构在重塑，计算能力也在重塑。2021年是量子计算备受关注的一年，国内外都有明显的科研成果。报告认为2021年的量子计算已经进入NISQ(含噪声中尺度量子)时代，报告还认为2022年将是量子计算继续积蓄力量的一年。
硬件方面，主流的量子计算硬件技术(如超导、离子阱、光量子等。)会并行发展。在两到三年内，量子计算有望超过65，438+0，000个量子比特。届时，量子计算与经典计算相结合的混合计算系统将成为更有效的应用方案。至于软件算法，预计2023年左右，量子计算将有希望开始实现在几个领域(如组合优化、量子化学、机器学习等)有应用价值的专用量子模拟器。)，如小规模分子模拟和蒙特卡罗模拟(分子模拟是新药和新材料开发的基础，蒙特卡罗模拟在金融领域应用广泛)，量子计算的产业链会随着科研和应用的发展而逐渐形成。
第二，网络革命
在被重塑的同时，得益于信息和通信技术的快速发展，互联网主要以科学研究为主，逐渐发展成为消费网络。目前，它正在发展成为一个生产网络。未来，网络将从信息传输向产业服务转变，网络将更加智能和便捷，即云和网络的融合将构建“连接升级”。
在此背景下，当前感知和智能将成为网络技术演进的新趋势。具体来说，一方面，无线通信与无线感知的加速融合，可以实现通信感知的融合，使网络具备原始感知能力，即从连接信息到连接行为，从交互认知到交互感知，通感融合正在塑造全真、全感互联；另一方面，新的无线AI网络架构和协议可以高效地捕捉信道特征，适应未知环境，并提高物理层的性能。AI构建智能网络已经成为公认的发展趋势。此外，空天一体化组网(即天基与天基网络、地基网络在系统层面实现地面与非地面网络的全面融合)也将实现人与物、无线与有线、广域与近域、空中与地面等的智能全连接。，不仅可以实现全球范围内的宽带和物联网通信，为用户提供无处不在的通信服务，还可以将增强型定位导航、实时对地观测等新能力融入网络系统。
连接性的升级不仅体现在互联网上，还体现在能源互联网上。双碳目标正迫使能源互联网加速发展。随着“二氧化碳排放峰值，碳中和”的提出，中国能源相关产业迎来了从量变到质变的发展元年。一是清洁能源大规模、高比例接入电网是必然趋势；其次，大规模储能技术正在成为新能源推广和能源革命的基础；最后，分布式能源和储能技术的变革影响着负荷侧的身份变化。
源、载、储终端的快速变化，带来了对“网”端的整合、数字化改造和优化的需求，这将为能源互联网的发展带来巨大变革:在能源层，构建多种功能互补的综合能源体系，匹配不断变化的能源供需；在信息层，通过构建电力-交通耦合网络和电力-计算耦合网络，实现智能能源管理和控制。在价值层面，能源互联网建设需要探索能源* * *享经济，引导全民参与，实现* * *建* * *享* * *赢。
三、实际情况* * *
经济基础决定上层建筑，底层基础技术的重塑和变革必然带来应用层面技术的升级和落地。在行业数字化转型过程中，数字结对作为理解和优化物理实体的中间件，通过整合行业知识和新兴技术，促进万物结对，从设备、生产线到工厂，从街道、区域到城市，从细胞、器官到人体。
报告认为，通过数字双胞胎实现对工业设备、城市街道和人体器官的理解和优化，将是研究人员、工程师和管理者的必然趋势。一方面，行业建模工具通过集成各种技术，正在向实时、显式、友好的交互方向演进；另一方面，游戏引擎逐步融合行业知识和前沿技术，提高数字双胞胎的应用能力，以其模拟逼真、渲染实时、开发便捷的特点，为行业数字双胞胎的构建提供了新的路径。
然而，虽然目前数字孪生应用需求处于爆发期，但其开发和应用依赖于行业知识沉淀、不同工具的集成与协作、计算和网络支持等多种技术条件，对高精度、多尺度、低时延场景的支持能力仍然较弱，发展仍处于初级阶段。未来还需要各种技术能力的突破和整合，才能推动digital twin的进一步发展。
当然，作为双子座在虚拟和现实时代的扩展现实(分别为数字双子和扩展(XR)现实)，在硬件迭代的推动下，也迎来了行业的拐点。在VR领域，随着VR光学、显示、定位、交互等硬件技术发展方向和思路的明确，超短焦光学设计、微型LED、更轻便的交互控制器将成为未来趋势；在AR领域，由于光模块计算能力、电池限制等硬件限制，短时间内多种技术路线将并存；值得注意的是，报告显示，以手机为显示终端的VR 360或全动态视频发展迅速，其生态已初具规模。
简而言之，延伸的现实已经越过了行业的拐点。目前，VR已经成为培训、教育、文旅等领域的行业标准，以及安检、工业生产中的AR。报告认为，VR和AR作为新一代交互和计算终端，以及下一代互联网的硬件入口，将带来新一轮的信息浪潮，重塑产业链。
第四，智能世界
IT重塑，网络革命，虚拟与现实生活，无论数字技术与工业之间发生什么化学反应，人类的终极目标都是创造一个智能世界。显然，我们目前正在进入这样一个世界。
首先，在赋予世界“智慧”的人工智能中，人工智能在一些具体任务上已经超越了人的能力，但大规模应用仍存在瓶颈，限制了行业的进一步发展。报告认为，未来多种人工智能技术将加速演进，人工智能将与更多行业深度融合，向更加普及和产业化的方向发展。
一种是超大型号。在短时间内，模型的规模将进一步提高，大模型中的数据类型将从目前的文本丰富到图像、视觉等多模态方向，从而促进模型的准确性和泛化能力。二是小样本学习技术，通过多任务分割网络和迁移学习，实现对大量异构公共数据集的利用，利用学习到的知识和特征生成目标领域的模型，从而实现不同领域之间的知识迁移；最后是一站式的机器学习平台。通过为开发者提供从数据标注、数据预处理、模型构建、模型训练、模型评估到模型服务的全流程开发支持，可以帮助开发者更快地构建商业模型，大大降低机器学习的入门门槛，有望成为人工智能研发基础设施，推动模型产业化。
其次，多模态融合将推动复杂任务服务机器人进入家庭生活。在感知方面，触觉传感技术的突破和多模态传感融合技术的迭代，将提高机械手工作的准确度和精度，实现对不同材质、形状、软硬属性物体的抓取和推荐；在理解方面，基于计算机视觉和NLP技术的进步，机器人对复杂服务任务和家居环境的理解将进一步加深；在控制方面，柔性和仿生机器人本体技术的不断进步将显著提升人机交互的体验和安全性。
随着NLP、高级传感器等底层技术的商业化，新冠肺炎疫情将加速家庭消费升级，服务机器人的智能化将不断提高，它们将触及更广阔的家庭消费市场。报告认为，未来3-5年，家庭服务机器人有望实现更加自然的人机交互，完成更加复杂的操作任务，逐步成为家政、娱乐、教育、陪伴等细分场景的生活助手。
最后，卫星与地面的智能配合将开启“大航天”时代。目前，航天工业最大的变化是其发展模式正在从国家主导向国家和企业共同发展演变。这一显著变化的核心原因在于航天智能化的快速提升，这也将成为技术创新和突破的新契机。
报告认为，一方面，卫星与地面的智能协作将提升海量卫星数据的智能处理能力，通过卫星与地面站的协同推理，可以快速提高数据计算的精度，同时大幅降低卫星传回的数据量；另一方面，人工智能技术将帮助卫星遥感数据融入千万个行业。例如，在农业领域，AI算法+深度挖掘卫星数据，将帮助农民进行保险承保和产量预测，有望成为环境、社会和公司治理投资的风险预警工具；此外，太空智能将打开太空商业化的大众服务窗口，太空旅行、空间站商业化、太空电影拍摄将逐步向大众市场普及，亚轨道旅行、卫星影像私人定制、时空信息数字化等新物种也将加速出现。
面对疫情和全球产业结构调整带来的不确定风险，我们需要加强科技预测，瞄准世界科技前沿，引领科技发展方向。通过报告我们可以看到，数字技术正在从四个方向、十个领域推动我们进入“新时代”，正在转化为未来的新动能，推动中国经济和人民生活更高质量的发展，正如腾讯研究院院长小思所说:“科技的发展没有止境。将科技融入实体经济，推动其高质量发展，让生活更便捷，让社会更美好，是永恒的趋势。”