世界經(jīng)濟(jì)論壇：未來五年十大新興技術(shù)

■文/黃寧燕（中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所）

世界經(jīng)濟(jì)論壇自2011年首次發(fā)布《十大新興技術(shù)》報(bào)告以來，十多年來發(fā)現(xiàn)了許多起初鮮為人知但很快就對(duì)全球產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的技術(shù)。例如，2016年報(bào)告中的基因疫苗后來成為大多數(shù)新冠疫苗的基礎(chǔ)技術(shù)；2018年報(bào)告中的基于人工智能的分子設(shè)計(jì)，迄今預(yù)測(cè)出2億種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，首批由人工智能發(fā)現(xiàn)的藥物兩年后即進(jìn)入臨床試驗(yàn)。2023年6月26日，世界經(jīng)濟(jì)論壇發(fā)布《2023年十大新興技術(shù)》報(bào)告，十項(xiàng)新興技術(shù)根據(jù)多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)選獲得，匯集了20個(gè)國(guó)家90多名專家的觀點(diǎn)。專家認(rèn)為，這些技術(shù)將對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)帶來重大利益，具有顛覆性，對(duì)投資者和研究人員有吸引力，預(yù)計(jì)在五年內(nèi)將得到大規(guī)模應(yīng)用。

一、柔性電池：為醫(yī)療保健和電子紡織品可穿戴技術(shù)提供動(dòng)力

傳統(tǒng)的剛性電池可能很快就會(huì)過時(shí)，因?yàn)榭蓮澢⒄郫B和拉伸的輕質(zhì)材料制成的薄型柔性電池即將進(jìn)入市場(chǎng)。目前已經(jīng)出現(xiàn)了幾種可用的柔性電池類型。這些可用的柔性電池普遍具有以下一些特征：一是可充電；二是包含基于導(dǎo)電聚合物集電器的鋰離子或鋅碳系統(tǒng)；三是需要增加添加劑以增強(qiáng)導(dǎo)電性或柔韌性；四是柔性電池的電極可以涂覆或印刷到柔性基板上，如石墨烯、碳纖維或布料等碳基材料。柔性電池已在越來越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，如可穿戴醫(yī)療設(shè)備和生物醫(yī)學(xué)傳感器、柔性電子屏和智能手表。由柔性電池驅(qū)動(dòng)的健康應(yīng)用程序可以將數(shù)據(jù)無線傳輸給醫(yī)療保健提供商，以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)患者。柔性電池集成到夾克、襯衫或其他服裝織物中，可為新興的電子紡織品提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)內(nèi)置供暖系統(tǒng)和健康監(jiān)測(cè)等功能。

隨著市場(chǎng)對(duì)可穿戴設(shè)備和電子設(shè)備小型化和柔性化的持續(xù)增長(zhǎng)需求，柔性電池市場(chǎng)將在未來幾年迅速擴(kuò)張。預(yù)計(jì)2022—2027年全球柔性電池市場(chǎng)將增長(zhǎng)2.4億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到22.79%。柔性電池技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的革命性進(jìn)步未來還會(huì)持續(xù)許多年，在這個(gè)領(lǐng)域尚存在很大的創(chuàng)新空間，其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)很激烈。一些科技公司正在積極推動(dòng)柔性電池技術(shù)商業(yè)化，如LG化學(xué)、三星SDI、蘋果公司、諾基亞、Front Edge Technology公司、意法半導(dǎo)體、Blue Spark Technologies公司和豐江電池新技術(shù)（Fullriver Battery New Technology）等。與所有電池一樣，柔性電池需要解決安全處置和循環(huán)回收利用問題。

二、生成式人工智能：拓展人類能力的界限

ChatGPT爆火引發(fā)了生成式人工智能狂潮。生成式人工智能功能強(qiáng)大，可以綜合從海量數(shù)據(jù)集中學(xué)到的知識(shí)，通過學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)模式、使用受人腦啟發(fā)的復(fù)雜算法和學(xué)習(xí)方法來創(chuàng)建新的原創(chuàng)內(nèi)容。生成式人工智能將像互聯(lián)網(wǎng)一樣具有革命性，將在研究、教育等各行各業(yè)引發(fā)顛覆性變革。

雖然生成式人工智能目前仍專注于生成文本、計(jì)算機(jī)編程、圖像和聲音，但這項(xiàng)技術(shù)將廣泛應(yīng)用于藥物設(shè)計(jì)、建筑和工程等領(lǐng)域。在科學(xué)研究中，生成模型通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、識(shí)別數(shù)據(jù)元素之間關(guān)系和創(chuàng)建新理論促進(jìn)突破。在工程領(lǐng)域，NASA工程師正在開發(fā)能夠構(gòu)建輕型航天儀器的人工智能系統(tǒng)，開發(fā)時(shí)間將縮短10倍，并且結(jié)構(gòu)性能大大提升。在教育領(lǐng)域，生成式人工智能可根據(jù)學(xué)生的技能和學(xué)習(xí)進(jìn)度創(chuàng)建個(gè)性化課程，鼓勵(lì)批判性思維、激發(fā)創(chuàng)造力以及使學(xué)生從一些新奇的想法中獲得啟發(fā)。在辦公場(chǎng)所，使用基于人工智能大語(yǔ)言模型將重構(gòu)人類的工作任務(wù)，即人類將主要承擔(dān)產(chǎn)生想法、創(chuàng)意，以及校改工作，而不用再做打草稿這樣的粗活，這些工作可以由大語(yǔ)言模型替代，這不但將提高生產(chǎn)率，還將提升工作產(chǎn)出質(zhì)量。

目前生成式人工智能的最新前沿是能夠進(jìn)行重要決策或采取重大行動(dòng)的自主人工智能系統(tǒng)。例如，AutoGPT是一個(gè)使用GPT-4語(yǔ)言模型的自主人工智能應(yīng)用程序，它通過將目標(biāo)劃分為更小的任務(wù)并使用互聯(lián)網(wǎng)搜索或文本轉(zhuǎn)語(yǔ)音技術(shù)等工具來自動(dòng)完成用戶確定的任務(wù)。

生成式人工智能系統(tǒng)反映了其接受訓(xùn)練的數(shù)據(jù)狀況以及當(dāng)時(shí)社會(huì)的一些慣例習(xí)俗。因此，需要注意從訓(xùn)練數(shù)據(jù)時(shí)就防止人工智能形成一些偏見，避免其學(xué)習(xí)一些“異?！睌?shù)據(jù)以及稀奇古怪的社會(huì)習(xí)俗。生成式人工智能應(yīng)用程序需要符合專業(yè)和道德標(biāo)準(zhǔn)才能建立起基本的公眾信任。只有正確地監(jiān)管和治理，生成式人工智能才將能使人類有更多時(shí)間來發(fā)揮創(chuàng)造力，向人類演示當(dāng)前知識(shí)可達(dá)的邊界，并給人類充當(dāng)挑戰(zhàn)傳統(tǒng)思維的陪練伙伴。

三、可持續(xù)航空燃料：推動(dòng)航空業(yè)邁向凈零排放

采用由生物性原料（如生物質(zhì)）和非生物性原料（如二氧化碳）生產(chǎn)的可持續(xù)航空燃料（SAF），既不需要對(duì)當(dāng)前航空基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模改變，而且若同時(shí)結(jié)合全系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)效率、新技術(shù)和碳抵消等其他脫碳戰(zhàn)略，就會(huì)推動(dòng)航空業(yè)在未來幾十年內(nèi)實(shí)現(xiàn)凈零碳排放。

每年航空業(yè)產(chǎn)生的二氧化碳排放量達(dá)到全球二氧化碳排放量的2%～3%。而目前可持續(xù)航空燃料卻只占全球航空燃料市場(chǎng)的不到1%，遠(yuǎn)不及已大規(guī)模使用的新能源汽車。航空業(yè)一直存在脫碳難題，其中一個(gè)原因是長(zhǎng)途飛行必須要求高能量燃料，而目前電動(dòng)或氫燃料飛機(jī)尚無法支撐長(zhǎng)途飛行。另外一個(gè)原因是由于更換飛機(jī)將產(chǎn)生高昂的成本，因此現(xiàn)有機(jī)隊(duì)還要繼續(xù)服役數(shù)十年。然而，航空業(yè)如果保持現(xiàn)狀，2022—2050年間碳排放量預(yù)計(jì)將達(dá)到390億噸。

不過，目前占全球航空燃油需求的比例還不到1%，到2040年這一比例必須增加到13%～15%，才能使航空業(yè)在2050年前走上凈零排放的道路。而要達(dá)到該增長(zhǎng)目標(biāo)需要新建300～400個(gè)SAF工廠，這需要航空公司、制造商和燃料公司夜以繼日努力。目前已有越來越多的航空公司承諾使用SAF。2023年，英國(guó)的一個(gè)行動(dòng)者聯(lián)盟準(zhǔn)備推出首次僅使用SAF的凈零跨大西洋航班，展現(xiàn)了SAF技術(shù)快速發(fā)展的潛力。美國(guó)測(cè)試與材料協(xié)會(huì)已批準(zhǔn)了9種SAF，其與傳統(tǒng)石油基噴氣燃料的混合比例最高達(dá)到50%。有一種SAF是通過一系列化學(xué)反應(yīng)將合成氣（一氧化碳和氫氣的混合物）轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔锒a(chǎn)的，還有由植物油和動(dòng)物脂肪生產(chǎn)的SAF。目前其他SAF方案也正在開發(fā)生產(chǎn)，如使用工程細(xì)菌來改善SAF的能量分布等。

四、工程化噬菌體：增強(qiáng)人類、動(dòng)物和植物的健康

微生物組學(xué)最近在工程噬菌體方面的進(jìn)展將增強(qiáng)人類、動(dòng)物和植物的健康，并能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。

工程化噬菌體是一種可選擇性感染特定類型細(xì)菌的病毒。生物體所包含的微生物群落（細(xì)菌）稱為微生物組。微生物組在人類、動(dòng)物和植物的健康中起著重要作用。細(xì)菌一旦被噬菌體感染，噬菌體就會(huì)將其遺傳信息注入細(xì)菌中，從而治愈生物體內(nèi)的疾病。通過使用合成生物學(xué)工具，噬菌體的遺傳信息被重新編程，這樣受感染細(xì)菌就會(huì)執(zhí)行一組被編程的生物遺傳指令。通過生物工程化噬菌體，科學(xué)家還能改變細(xì)菌的功能，如使其產(chǎn)生具有治療功能的分子，或?qū)δ撤N藥物變得敏感。由于噬菌體通常只感染一種類型的細(xì)菌，因此生物工程化噬菌體將可以實(shí)現(xiàn)超靶向治療，選擇性地針對(duì)復(fù)雜微生物組中的單個(gè)細(xì)菌種類。

工程化噬菌體療法正在顯示出治療人類、動(dòng)植物微生物相關(guān)疾病的巨大潛力，有可能徹底改變微生物組工程學(xué)。工程化噬菌體療法早期獲得的一些極有希望的結(jié)果已經(jīng)吸引了大量風(fēng)險(xiǎn)投資，這些投資將有助于促進(jìn)工程噬菌體的臨床試驗(yàn)。設(shè)計(jì)噬菌體療法的未來應(yīng)用將數(shù)不勝數(shù)并多種多樣，如利用工程噬菌體對(duì)付抗生素耐藥性細(xì)菌，減低細(xì)菌致病性等等。目前在44項(xiàng)具有治療目的的噬菌體臨床試驗(yàn)中，有29項(xiàng)是自2020年初以來發(fā)布的。

五、改善心理健康的元宇宙：共享虛擬空間改善心理健康

元宇宙和多人視頻游戲可以幫助治療精神疾病，如抑郁和焦慮。虛擬共享空間是人們進(jìn)行專業(yè)和社交互動(dòng)的數(shù)字環(huán)境。這些虛擬空間的未來通常被稱為元宇宙。根據(jù)目的和沉浸程度不同，未來將可能會(huì)有不同的元宇宙。有些元宇宙中包括通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)（AR/VR）加強(qiáng)的虛擬共享空間。

在屏幕前待的時(shí)間過長(zhǎng)以及過多使用社交媒體都會(huì)損害心理健康，但若虛擬空間能被負(fù)責(zé)任地使用卻也可以增進(jìn)健康。元宇宙可用來為人們提供一個(gè)共享的虛擬空間來進(jìn)行社交連接，或接受心理健康治療。以心理健康為中心的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施將支持心理健康的各個(gè)方面：預(yù)防、診斷、治療、教育和研究。針對(duì)不斷加重的心理健康危機(jī)，產(chǎn)品開發(fā)者正在構(gòu)建共享虛擬空間來改善心理健康。后疫情時(shí)代需要它們來解決精神健康危機(jī)。利用元宇宙來進(jìn)行持續(xù)的心理保健將是雙贏的。這樣不僅患者會(huì)受益，而且元宇宙發(fā)展就會(huì)建立在一種具有實(shí)用性的日常需要的應(yīng)用中，將推動(dòng)這種先進(jìn)虛擬空間的興起。

一些游戲平臺(tái)已經(jīng)被用于心理健康治療。不僅可以提高患者的參與度，還可解決心理健康疾病的污名化問題。已有公司將心理健康意識(shí)融入大眾市場(chǎng)游戲中，并計(jì)劃擴(kuò)展到治療領(lǐng)域。還有公司通過VR來引導(dǎo)正念和冥想，以增強(qiáng)人的幸福感受。日漸成熟的界面技術(shù)將進(jìn)一步增強(qiáng)遠(yuǎn)程參與者之間的社交和情感聯(lián)系。一些非侵入性神經(jīng)技術(shù)甚至可以根據(jù)用戶情緒狀態(tài)提供合適的反饋。例如，耳機(jī)通過電極測(cè)量出情緒并相應(yīng)地調(diào)整音樂。未來非?？赡艿氖牵钪鎸⑴c一些治療性神經(jīng)技術(shù)（如治療頑固性抑郁癥的直接腦刺激）連接起來。

六、可穿戴植物傳感器：徹底改變農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)收集

人類已不是可穿戴設(shè)備的唯一用戶，因?yàn)閭鞲衅鬟€可以用在植物身上。可穿戴植物傳感器有望徹底改變作物的生產(chǎn)和管理。

作物生長(zhǎng)狀況傳統(tǒng)上是通過土壤測(cè)試和目視檢查來監(jiān)測(cè)的，后來人們使用衛(wèi)星數(shù)據(jù)來監(jiān)測(cè)農(nóng)田狀況，以及通過配備傳感器的無人機(jī)和拖拉機(jī)獲得作物狀況信息。然而，這些技術(shù)的問題都是所呈現(xiàn)的分辨率太低。農(nóng)作物監(jiān)測(cè)需要獲得更高的分辨率，因此下一個(gè)前沿領(lǐng)域則是：通過可穿戴植物傳感器監(jiān)測(cè)單個(gè)植物。這些可穿戴植物傳感器實(shí)際上是一些附著在農(nóng)作物上的小型非侵入性設(shè)備，可以持續(xù)監(jiān)測(cè)溫度、濕度、水分和營(yíng)養(yǎng)水平，從而控制水、肥和農(nóng)藥的使用，并及早發(fā)現(xiàn)疾病征兆。

聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織指出，到2050年，世界糧食產(chǎn)量需要增加70%才能養(yǎng)活世界人口。通過可穿戴植物傳感器將有效改善植物健康并提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量?？纱┐髦参飩鞲衅骺商峁┯嘘P(guān)植物健康和環(huán)境條件的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，幫助農(nóng)民根據(jù)植物的具體需求進(jìn)行精確的干預(yù)，例如根據(jù)水分水平或養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)整灌溉或施肥，減少浪費(fèi)，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，并最大程度地降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的影響。

可穿戴植物傳感器發(fā)展仍存在一些挑戰(zhàn)：一是安裝和維護(hù)成本較高，二是傳感器數(shù)據(jù)解釋需要特有的專業(yè)知識(shí)。因此，需要改進(jìn)數(shù)據(jù)分析工具以幫助農(nóng)民根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)做出作物管理決策。還需要研究可穿戴傳感器對(duì)植物生長(zhǎng)和發(fā)育的長(zhǎng)期影響。

七、空間組學(xué)：生物過程的分子級(jí)繪圖，以解開生命的奧秘

空間組學(xué)通過將先進(jìn)的成像技術(shù)與DNA測(cè)序的特異性相結(jié)合，讓科學(xué)家可以在細(xì)胞內(nèi)的分子水平上“觀察”生物過程。自從2021年《自然方法》將空間組學(xué)評(píng)選為年度方法以來，空間組學(xué)已經(jīng)從一種小眾技術(shù)發(fā)展成為一種標(biāo)準(zhǔn)化并廣泛應(yīng)用的技術(shù)，有望徹底改變對(duì)生命的理解。

空間組學(xué)使得以前無法觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生物事件能夠以前所未有的細(xì)節(jié)被觀察到。人體由大約37.2萬(wàn)億個(gè)細(xì)胞組成，它們共同協(xié)作使我們保持活力和健康?？臻g組學(xué)這項(xiàng)新技術(shù)將幫助研究人員揭開更多生命之謎?？茖W(xué)家可將感興趣的器官（例如小鼠大腦）組織切成只有一個(gè)細(xì)胞厚的切片，然后使用空間組學(xué)創(chuàng)新技術(shù)可視化每個(gè)切片中特定生物分子的位置。該方法能夠在分子水平上繪制生物過程的內(nèi)容、地點(diǎn)和時(shí)間，幫助人類看到并理解更多發(fā)生在人類和其他物種身上的生物過程，從而治療和解除腫瘤等復(fù)雜疾病。

通過空間組學(xué)，人們正在開發(fā)新一代分子水平的“細(xì)胞圖譜”，詳細(xì)描述人類和其他物種中發(fā)生的無數(shù)生物過程?？茖W(xué)家已經(jīng)利用空間組學(xué)構(gòu)建了果蠅幼蟲的三維細(xì)胞圖譜，并解開了小鼠胚胎器官發(fā)育的黑匣子。利用空間組學(xué)，科學(xué)家們識(shí)別出脊髓中的一組似乎負(fù)責(zé)脊髓損傷恢復(fù)的神經(jīng)元，通過刺激癱瘓小鼠的這些神經(jīng)元可以加快它們恢復(fù)行走的速度。使用空間組學(xué)，還可表征腫瘤中的各種細(xì)胞類型以定制治療，或揭示阿爾茨海默病和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等復(fù)雜疾病的機(jī)制，以及研究傳染病等?？臻g組學(xué)應(yīng)用還將擴(kuò)展到繪制其他生物分子（例如代謝物）和其他生物體（包括植物和無脊椎動(dòng)物）。

越來越多的公共機(jī)構(gòu)和私營(yíng)公司加入空間組學(xué)解決方案研究。市場(chǎng)正在急劇擴(kuò)大，許多制藥和生物技術(shù)企業(yè)快速進(jìn)入。2021年，空間組學(xué)技術(shù)總市值為2.326億美元，預(yù)計(jì)2030年將達(dá)到5.872億美元?？臻g組學(xué)未來發(fā)展面臨數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)化報(bào)告等技術(shù)挑戰(zhàn)。

八、柔性神經(jīng)電子技術(shù)：更好地設(shè)計(jì)電路與神經(jīng)系統(tǒng)接口

柔性電子技術(shù)的突破可能為神經(jīng)治療鋪平道路。柔性神經(jīng)電子學(xué)使人們能夠跳過鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏和語(yǔ)音來控制電子產(chǎn)品，即直接用大腦控制設(shè)備。有了這項(xiàng)技術(shù)，人機(jī)接口將變得更自然。

近年來，腦機(jī)接口（BMI）技術(shù)正在醫(yī)學(xué)和神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域改變?nèi)祟惤】?。BMI使傳感器硬件捕獲到大腦產(chǎn)生的電信號(hào)，然后通過算法將信號(hào)解碼為計(jì)算機(jī)可以理解和執(zhí)行的指令。一些具有BMI特征的系統(tǒng)已經(jīng)在應(yīng)用于治療癲癇患者和神經(jīng)假肢領(lǐng)域（假肢使用電極與神經(jīng)系統(tǒng)連接）。不過，BMI技術(shù)面臨很多挑戰(zhàn)。例如，目前使用的植入物由硬質(zhì)材料（如芯片）制成，有可能給人造成長(zhǎng)期創(chuàng)傷，或引發(fā)嚴(yán)重不適。此外，由于硬質(zhì)材料無法彎曲，也無法適應(yīng)大腦的運(yùn)動(dòng)要求，因此隨著時(shí)間的推移，它們可能會(huì)發(fā)生位置“漂移”，從而降低捕獲信號(hào)的準(zhǔn)確性。而非侵入性方法（如放置在頭骨外側(cè)的電極）雖然不需要手術(shù)植入，但卻只能提供低沉且難以解碼的信號(hào)，就像帶著厚厚的面罩聽人說話。

2023年，BMI技術(shù)出現(xiàn)了新的突破進(jìn)展——研究人員在柔軟且具有韌性的生物相容性材料上開發(fā)出大腦接口電路。這些柔性電路能貼合大腦，減少創(chuàng)傷，并防止傳感器漂移?；颊呱眢w會(huì)遭受更少的侵入，感覺也會(huì)更舒適。柔性電路還能夠容納足夠多的傳感器，從而可同時(shí)刺激數(shù)百萬(wàn)個(gè)腦細(xì)胞，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過硬材料傳感器可達(dá)到的規(guī)模和時(shí)間范圍。

柔性BMI用于神經(jīng)科學(xué)研究，可以深化對(duì)癡呆癥和孤獨(dú)癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的認(rèn)知。在臨床上，使用柔性BMI將會(huì)更好地控制神經(jīng)假體，而無需頻繁校準(zhǔn)。目前，柔性BMI應(yīng)用已經(jīng)在接受美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)的臨床試驗(yàn)，以迅速使這項(xiàng)技術(shù)獲得現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。未來，其他植入式設(shè)備，例如心臟起搏器，也可以采用類似的柔性材料。同時(shí)，材料制造和軟電路印刷技術(shù)的進(jìn)步可能會(huì)進(jìn)一步改進(jìn)柔性BMI，從而最終實(shí)現(xiàn)真正的人機(jī)接口。不過，在廣泛實(shí)施這些接口之前還需廣泛考慮道德問題。健康提升與公眾的接受度和信任度應(yīng)相平衡。此外，還要考慮到腦源數(shù)據(jù)的敏感性，建立隱私和道德使用指南，確定如何在短期、中期和長(zhǎng)期使用這些數(shù)據(jù)。

九、可持續(xù)計(jì)算：設(shè)計(jì)和實(shí)施凈零能耗數(shù)據(jù)中心

可持續(xù)計(jì)算（Sustainable computing）技術(shù)將使凈零能源數(shù)據(jù)中心成為可以實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)。今天，隨著各種新興技術(shù)以創(chuàng)新的方式組合和集成，預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)中心在未來十年將取得重大進(jìn)展——即實(shí)現(xiàn)凈零能耗數(shù)據(jù)中心。

可持續(xù)計(jì)算是指使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來幫助解決可持續(xù)發(fā)展問題。數(shù)據(jù)中心是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，就像工廠對(duì)于工業(yè)一樣重要。在未來，沒有數(shù)據(jù)中心幾乎是不可能生活的。目前數(shù)據(jù)中心不但消耗了全球1%的電力，同時(shí)還產(chǎn)生了大量熱量。由于數(shù)據(jù)服務(wù)需求將不斷增長(zhǎng)，這些消耗只會(huì)增加。

可持續(xù)計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心，包括液體冷卻系統(tǒng)、人工智能分析以及模塊化數(shù)據(jù)中心。通過開發(fā)液體冷卻系統(tǒng)解決熱管理，使用水或介電冷卻劑來散熱，多余的熱量被重新用于空間供暖、水加熱和工業(yè)過程等應(yīng)用。使用人工智能實(shí)時(shí)分析和優(yōu)化能源使用，在不影響性能的情況下最大限度地提高效率。DeepMind通過人工智能能源管理已成功使谷歌數(shù)據(jù)中心的能源消耗降低了40%。由于技術(shù)進(jìn)步，技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)變得越來越模塊化和基于需求。例如，數(shù)據(jù)云和前沿計(jì)算技術(shù)使數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可以在多個(gè)設(shè)備、多個(gè)系統(tǒng)甚至多個(gè)位置上進(jìn)行。數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)凈零能耗，還需要將上述方法與新的發(fā)電、存儲(chǔ)和管理技術(shù)相結(jié)合。目前數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域的創(chuàng)新和投資十分高漲，前景樂觀。

十、人工智能輔助醫(yī)療技術(shù)：提升醫(yī)療保健系統(tǒng)效率

人工智能輔助醫(yī)療將在未來幾年對(duì)醫(yī)療行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響但不會(huì)取代醫(yī)生，而是提供建議來提高醫(yī)生的工作效率。比如，人工智能可以在CT圖像上發(fā)現(xiàn)醫(yī)生碰巧忽略的關(guān)鍵細(xì)節(jié)。

在新冠大流行初期，許多醫(yī)院因?yàn)楣ぷ髁考ぴ龆霈F(xiàn)崩潰，醫(yī)療保健系統(tǒng)的缺陷令人震驚。為此，政府和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)已經(jīng)組建團(tuán)隊(duì)，將人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)整合到醫(yī)療保健中，以預(yù)測(cè)即將發(fā)生的流行病，以及幫助有效應(yīng)對(duì)。雖然目前這些行動(dòng)尚處于初始階段，但隨著將質(zhì)量數(shù)據(jù)集成到人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)模型中，其成效將愈發(fā)顯著。

醫(yī)療系統(tǒng)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)患者治療延誤情形，而延誤卻往往不是因?yàn)槟芰θ狈υ斐桑怯捎诂F(xiàn)有設(shè)施使用不均衡導(dǎo)致。人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)有一些醫(yī)療設(shè)施，極大地提升了患者獲得治療的機(jī)會(huì)。人工智能還會(huì)解決病人長(zhǎng)時(shí)間排隊(duì)等候問題，支撐監(jiān)測(cè)疫情、輔助決策，提升個(gè)性化治療和提高效率等醫(yī)療系統(tǒng)服務(wù)。預(yù)計(jì)在未來三到五年內(nèi)，基于人工智能的醫(yī)療保健將會(huì)越來越普遍。

人工智能輔助醫(yī)療面臨一些挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)隱私保護(hù)和收集、公眾接受度、患者合規(guī)性以及國(guó)家安全等問題。此外，管理大量人口健康的個(gè)人數(shù)據(jù)系統(tǒng)存在管理監(jiān)管問題，必須在精心制定的法律和道德框架內(nèi)運(yùn)作。