變量：影響2021年的14個科技應用趨勢 ! IAE全球產學研智庫 2020.12.21
當今世界正經歷百年未有之大變局，新一輪科技革命和產業變革深入發展。 科技創新已經成為關鍵變量，是推動經濟發展、社會進步和構建美好生活的重要引擎。
即將過去的一年，新冠疫情突發，一系列的“黑天鵝”和“灰犀牛”事件，給全社會原有的運行軌道帶來巨大挑戰。 我們要於危機中育先機、於變局中開新局，需要轉向創新驅動的發展，進一步發揮科技創新的支撐引領作用。
騰訊研究院特別邀請業界眾多權威專家給予指導，聯合騰訊公司AI Lab、多媒體實驗室、地圖平台部、反病毒實驗室、科恩實驗室、量子實驗室、Robotics X實驗室、騰訊CSIG市場部、騰訊 CSIG公關部、騰訊雲區塊鏈、天衍實驗室、未來網絡實驗室、希波實驗室、雲鼎實驗室、優圖實驗室、自動駕駛實驗室，將共同推出《變量——2021數字科技 前沿應用趨勢》報告。
本文簡要呈現了這14個趨勢。通過年度觀察科技創新對全社會經濟生態每一步的推動，讓科技點亮未來，去滿足那些經濟社會中的迫切需求，推動更高質量的發展。 科技發展的目的和最終歸宿是以人為本，這需要“科技向善”去劃定科技的邊界，從而讓新技術的變量，成為幫助每一個普通用戶享受數字紅利的最大增量，助力更多人成為 新一輪全球科技與產業革命的參與者和受益者。
14 大趨勢
趨勢1：深度學習走向多模態融合
深度學習近年來持續成為產業熱點，以計算機視覺為例，已廣泛應用於人臉識別、工業視覺、OCR和視頻內容理解等領域。 深度學習技術正從語音、文字、視覺等單模態向多模態智能發展。 通過對視覺、聽覺等感知，甚至未來對嗅覺、味覺、心理學等難以量化的信號進行融合，實現多個模態的聯合分析，加強高階認知技能開發，將推進深度學習從感知智能升級 為認知智能。 多模態融合技術還可以實現對人體姿態、表情和功能等的模擬仿真，打造高度擬人化的數字虛擬人，創造全新的人機交互方式。
趨勢2：沉浸式媒體向體驗和場景的縱深演進
沉浸式媒體實現了物理和虛擬世界的融合共生，被認為是改變未來生活和工作方式的顛覆性趨勢之一。 在5G、AI、VR、AR、MR等技術推動下，沉浸式媒體正走向體驗和場景的縱深化發展。 更深度的沉浸式體驗，主要體現在真實場景的6DOF（Degree of Freedom）、更清晰和流暢的內容顯示、多通道交互等方面。 依托三維重建、近眼顯示、渲染處理、感知交互等技術的產業化進程，沉浸式媒體將帶來聽視覺的逼真性、交互的流暢感和真實感升級。 從場景看，沉浸式正從面向個人娛樂的消費類市場，深化發展到企業級市場的垂直行業。 未來，隨著5G的大規模普及，沉浸式媒體硬件及技術的進一步突破、製作成本的下降以及更多優質內容的開發，沉浸式媒體產品和服務將被主流群體廣泛採納，應用場景和商業空間 將被全面激活。
趨勢3：產業區塊鏈推動數據要素市場化
區塊鏈在產業中的應用可有效加強多方間的協作信任，提升系統的安全性和可信性，並簡化流程、降低成本。 但區塊鏈在商業化場景的真正發力，需要服務於數據要素的市場化。 具體體現在兩個方面：第一，資產數字化，即以傳統金融資產為主流開始進行數字化遷移，這一過程對IOT設備的普及提出了更高要求，同時也催生了資產網關的全新角色。 這一角色將成為傳統資產上鍊的樞紐，確保真實性與可校驗。 第二，數字資產化，即以互聯網原生的產品為資產，如原創的文字、音樂、圖片作品等。 這需要推動跨鏈、輔助上鍊及周邊設施的發展，基於區塊鏈的確權與交易將成為基礎設施。
趨勢4：腦機接口有望在康復領域先行突破
腦機接口指在腦與外部設備之間建立的通訊和控制通道，是理解、改造自然和人類的“終極疆域”。 “腦-機”簡單運動控制持續取得突破，在康復場景下有很大的應用潛力，可輔助殘障人士獲得部分肢體功能，幫助腦疾病患者進行主動運動康復、重塑部分腦功能。 目前主要方向是提升腦電信號採集信噪比、高帶寬雙向讀寫、無創/微創植入等。 長期來看，其應用突破有賴於多學科合力推進、軟硬件技術協同發展，包括硬件方面更精密的電極、更生物友好的材料、更豐富的數據庫、更明確統一的數據標準更強大的機器學習 算法以及腦科學研究的關鍵性進展等。
趨勢5：軟硬融合推升量子算力
量子計算是利用量子物理特性高效進行信息處理任務的新型計算方式，是人類探究微觀世界的重大成果。 量子比特的製備和操作，計算信息的存儲和測量，都需要特殊環境和工藝，而目前的技術還有不容忽視的差錯率。 因此近期的量子計算機有規模小，含噪聲的特點。 為了在當前不完美的量子計算機上，也能完成一些有意義的計算任務，中短期內有可能通過改變過去相對獨立的軟硬件研究，把軟硬件結合到一起進行專有化設計。 同時，未來幾年將有更多的量子算法被發現，更多的量子系統特點被揭示，以及更多的硬件設計加工工藝在精進。
趨勢6：疫情按下醫療AI應用快進鍵
醫療AI泛指AI技術在醫療各領域的應用，通過人機協同擴大醫療供給並提升醫療效率和質量。 在小樣本學習技術、域自適應方法、注意力機制等關鍵創新的加持下，醫療影像AI、疾病監測預警AI和輔助醫療決策AI等，有效突破了醫療數據量小等障礙，在疫情期間獲得 了明顯加速發展。 未來隨著更多醫療AI的可用性被驗證，醫療AI的數據整合、軟硬件集成和多病種通用化，將是更長遠需要關注和把握的重要趨勢。
趨勢7：數字生物標記物照亮居家慢病診療
數字生物標記物(DigitalBiomarkers)，即通過數字化手段將生物標記物所釋放的“數字信號”變成一種可量化具有臨床可解釋性的客觀標準，用於發現、解釋或預測疾病走向。 典型的例子，如通過視頻分析和手機傳感器測量評估帕金森綜合症、心功能、腎功能、骨質酥鬆、脊柱側彎等；通過面部、語音、呼吸音、咳嗽音、運動功能來測量和評估 心功能惡化等。 基於智能手機傳感器、攝像頭等的便攜式數字生物標記物測量方式，未來實用化門檻低、普及的可能性大。 這將促進居家慢病管理服務市場進入高速發展通道，最終推動全生命週期健康管理和個性化精準醫療成為現實，提高疾病預防和診療的質量，減輕疾病對個人生活和社會經濟的影響。
趨勢8：基於5G-V2X的“人車路網雲”體系加速形成
5G網絡具有大連接、低時延和高可靠等特點，是推動車聯網和自動駕駛產業發展的重要推動力之一。 當前，5G-V2X技術標準的應用前景逐漸明朗，相關研究、標準和落地工作不斷提速，汽車、信息通信和道路交通運輸等行業的連接與融合持續深化，推動著“人-車-路-網 -雲”互聯互通的應用體系加速形成。 隨著中國、美國等更多的國家和地區採用5G-V2X技術標準，更加完善的汽車、通信與交通行業能力配套，以及跨界測試與示範活動進入公眾視野，我國5G-V2X進入了從應用 示範走向規模商用的關鍵階段。
趨勢9：仿真推動自動駕駛成熟步伐
在各地鼓勵政策支持下，自動駕駛測試和智能網聯先導示範在全國數十個城市全面鋪開。 支持在限定場景脫手的自動駕駛輔助巡航和自主泊車系統，已經開始商業化落地，預計2021年滲透率會有大幅攀升。 開放區域完全的自動駕駛落地，需要百億公里級別的測試數據，只依靠實際路測，在效率和成本方面都是無法完成的挑戰。 而仿真測試平台真實還原測試場景，高效利用路採數據生成仿真場景，結合雲端大規模並行加速等能力，能滿足自動駕駛感知、決策規劃和控制全棧算法的閉環，符合汽車V字開發流程。 隨著仿真技術水平的提高和應用普及，仿真平台有望完成99.9％的行業測試量，有力推動自動駕駛技術的成熟。
趨勢10：新一代數字地圖邁向實時智能泛在
隨著產業互聯網、消費互聯網和智慧城市的加速發展，地圖和地理信息服務正在成為工業、農業、服務業、政府及民眾全面互聯和智慧升級的基礎設施。 這對時空數據的全面、準確和鮮活性，以及應用的深度和廣度都提出了新的要求。 新一代地圖將實時感知採集人、車、路、地、物等要素的動態變化，深度融合自然資源、規劃、城市、建築建造、社會、經濟、行業業務等多源數據，實現數字地圖和真實 世界的共生共建、虛實一體。 新一代數字地圖具備實現“實時感知、全面融合、智能服務、泛在應用”的特徵，將高效助力數字經濟和智慧社會的建設。
趨勢11：雲數據安全成為必選項
隨著越來越多的用戶上雲，“雲數據安全”必然成為用戶的核心需求之一。 雲數據安全已經從傳統安全技術的“伴生”和“保值”，轉變為數字經濟形態下的“原生”和“增值”，將成為產業發展的重要推動力。 伴隨可信計算等數據安全技術概念的逐漸清晰，數據安全和隱私保護法規的建設完善，國密體系和多方安全、同態加密等新型密碼軟硬件技術的逐步成熟，可以預見的是，雲數據 安全產品和解決方案將呈現百花齊放的發展態勢，迎來市場和技術的雙輪爆發。
趨勢12：基於身份的微隔離護航雲原生安全
在應用服務上雲過程中，採用雲原生架構及微服務化是很多應用廠商的選擇，這讓應用服務具有了更好的功能解耦、更靈活的資源調度和更敏捷的開發運營流程。 但是，這種架構上的改變也給微服務的安全帶來了新挑戰。 基於身份的微隔離技術支持服務粒度的策略制定，可自動適應服務實例的變化，有效執行隔離策略。 結合內網流量的安全檢測，可以進一步發現內網中存在的webshell、爆破等攻擊行為，指導管理員對隔離策略和內網環境進行加固。 該技術在雲原生快速發展的背景下，已經成為雲原生平台中不可缺少的安全能力，是保護雲原生服務的重要基礎設施。
趨勢13：AI推動信息安全告別手工業時代
在物聯網、人工智能、5G、雲計算和大數據等新興技術風口下，網絡安全生態正在被賦予新的定義。 結合人工智能技術，提升傳統安全問題的處理速度和效果，將推動網絡和信息安全從依靠專家經驗的手工業時代，向機器學習自動化和人機協同的工業化時代演進。 一是7*24的工作模式將突破當前安全領域的人力資源限制，低成本地實現專家經驗複製，大幅提升漏洞發現效率。 二是藉助AI，機器不僅能精准定位漏洞，還可以在安全事件發生之前發現漏洞，進行提前預防，實現安全左移。 三是AI賦能開發商安全生命週期的安全管理，有效縮短軟件安全開發的時間，提升研發效率。
趨勢14：虛實集成世界孕育新藍海
隨著人工智能、VR、AR、5G和機器人等技術的持續成熟，數字化的虛擬世界和真實世界將進一步緊密結合，呈現虛實集成的新特徵。 現實虛擬化主要藉助數字化的感知、AI渲染、NLP等多種技術，既可以實現真實世界在數字空間的完美重現，還可以形成聽、說、讀、寫、想能力的虛擬人；虛擬真實 化不僅可藉助3D打印等技術，將虛擬設計中的複雜結構物體在現實中呈現，還可以將虛擬信息帶入真實世界中，讓人們和虛擬角色、物體進行交互；全息互聯網進一步把分佈於世界 各地的人、事、物同步“投影”到一起，跨越時間、地點和語言，甚至跨越虛擬和真實世界的界限，讓所有人進行更真實和更親密的互動；未來，在虛實集成的世界裡 ，還將出現穿梭於虛擬和真實之間，改變時間和遊戲規則的智能執行體。(騰訊研究所)