2020年以后的未来十大新兴科技

今天是2020年八月的最后一天，突如其来的新冠疫情基本上把上半年完全打乱。随着新冠疫情继续在全球范围内肆虐，一些大型 科技 公司站在利用人工智能，大数据，机器人技术和传感器等新兴技术来研发疫苗和突破治疗方法的最前沿，以帮助受冠状病毒感染的人们。

2020年由于新冠病毒的“黑天鹅”事件，促进了人工智能（AI）在医疗，金融和制造业等许多领域的广泛应用。现在，我们正处于一个新的转折点，人工智能将永远改变我们的生活方式。一年还剩下四个月，我们想看看这些新兴技术迄今为止的发展情况。

以下列出了2020年以及之后将推动未来十年创新的十大新兴技术。

1 人工智能与机器学习 – AI和ML继续保持头把交椅。人工智能不仅统治着信息技术领域，而且渗透到我们的日常生活中。它管理着我们的电子设备和房屋，帮助我们导航，并建议我们观看，阅读，收听和购买什么。生物技术公司还将AI与其他技术集成在一起，以提供远程医疗，预防，诊断，医院护理，公共安全以及对行业，城市提供帮助的急需的解决方案。人工智能是新兴技术中的最大力量，其应用跨越其他领域，包括机器人技术，物联网（IoT），云计算，认知自动化，安全性，财务等等。今年，我们还看到了一种新型的人工智能，称为格式AI。与生成AI不同，形成性AI可以随着时间动态地适应并生成新颖的模型来解决特定问题。AI的其他新兴用途包括自适应机器学习，边缘AI，边缘分析，可解释的AI，AI平台即服务（PaaS），转移学习，生成对抗网络和图分析。

2传感和移动性 –当今世界各地有数百万人在远程工作，传感和移动性是对我们的生活产生影响的两项技术。正如Gartner的布莱恩·伯克（Brian Burke）所描述的那样，“感觉和移动性听起来好像是两个截然不同的事物，但实际上它们之间有着密切的联系，因为它感觉到了实现移动性的能力。” 传感和移动技术涉及例如3D传感摄像头，AR云，轻型货运无人机，自动驾驶飞行器和自动驾驶的使用。

3下一代认知计算 - 认知计算是我们列表中的新功能。它是一种神经形态技术，它使用计算机模型来模拟复杂的情况下的人类思维过程，在这种情况下答案可能是模棱两可和不确定的。与人工智能不同，认知计算是一系列技术平台的集合，从广义上讲，它们是基于人工智能和信号处理的科学学科。不同于AI更加注重通过增强人类思维来解决复杂问题来提供准确的结果，而认知计算或思维则旨在模仿人类行为并适应人类推理，旨在以类似于人类解决问题的方式。

4 5G – 5G是第五代移动网络，与4G相比提供了改进，例如低延迟，智能功耗和高设备密度。借助5G，5G现在正被用于从远在千里之外进行远程手术，这可能会改变整个医疗保健行业。2019年，我国的医生使用5G进行了远程手术，将刺激设备插入了将近3000多公里之外的帕金森患者的大脑中。除了医学之外，5G还将使增强现实，智慧城市和联网车辆成为可能。

5增强现实/虚拟现实 –今年年初，AR和VR排名第9位。随着冠状病毒和大流行后工作未来的永久转变，虚拟现实和增强现实有可能极大地改善远程工作并改变我们永远的工作方式。今年年初，在冠状病毒大流行之前，Facebook提出了使用增强和虚拟现实进行远程工作的想法。长期以来，Facebook一直认为这些技术可以广泛用于 娱乐 之外。Facebook的AR和VR负责人Andrew“ Boz” Bosworth早在5月份表示，这家社交巨头已经在投资使用AR和VR技术“增强远程工作和生产力”。AR和VR还具有改变人类与机器，数据以及彼此互动的方式的潜力。

6无服务器计算的下一代云计算 –如今，云计算已渗透到我们生活的许多方面。无论我们是否意识到，日常语音通信中使用的大多数数据都是由阿里，腾讯，亚马逊等 科技 公司存储在云中的。无服务器计算是一种云计算执行模型，其中提供商按使用情况提供后端服务。服务器仍在使用，但是从无服务器的供应商那里获得后端服务的公司是根据使用情况收费的，而不是固定数量的带宽或服务器数量。无服务器计算也称为功能即服务（FaaS），它使公司能够构建可实时扩展的应用程序，以便它们能够响应随数量级而立即变化的需求。如上所述，

7自然语言处理 – NLP是人工智能领域，使计算机能够分析和理解人类语言。NLP使用自然语言处理计算机与人之间的交互。语音到文本将人类语言转换为编程语言，文本到语音将计算机 *** 作转换为声音响应。NLP被用于我们日常生活中的各种设备。AI芯片（也称为AI加速）的出现将进一步加速NLP的发展。例如，Alexa和Siri等语音助手具有内置的NLP引擎，可将语音转换为单词，声音和想法。不幸的是，当今的主流语音助手解决方案（Alexa，Siri和Google Home）并不是针对工业环境而设计的。下一代NLP现在正在工业IoT设备中使用。早在2019年，我们就Onvego进行了报道，这是一家位于以色列特拉维夫的AI技术创业公司，专注于智能语音，语音和语言处理以及下一代NLP和语言处理领域。使用NLP技术，Onvego使物联网设备即使在离线状态下也可以通过语音命令激活。

8机器人技术 –机器人出现的时间比您想象的要长。我们今天所知的最早的机器人最早是由肯塔基州路易斯维尔的发明家George C Devol开发的。自从1950年代初期首次开发机器人以来，发生了许多变化。机器人技术是产生机器的科学，工程和技术的交集，称为机器人。与十年前不同，机器人技术已经从工业用途转变为服务和食品交付。机器人在物理上和虚拟上都在影响着家庭和企业。如上所述，随着5G技术的到来，医生现在正在使用机器人进行远程手术。除了外科手术机器人以外，医院和治疗中心现在还使用机器人来提高护理质量和患者预后。

9物联网（IoT） –简而言之，物联网是将任何设备连接到Internet以及彼此连接的想法。该设备也称为IoT设备，是一种带有传感器的硬件，该传感器通过Internet将数据从一个地方传输到另一个地方。物联网设备包括无线传感器，软件，执行器和计算机设备等等。与物联网的早期不同，下一代物联网迎来了第四次工业革命的新时代，也被称为工业40。具体而言，工业40专注于依赖物联网的智能工厂。它影响从制造业到物流和供应链的每个工业过程。物联网是工业40的九大支柱或组成部分之一。

10量子计算 –与使用以0或1表示的位存储信息的常规计算机不同，量子计算机使用量子位或qubit将信息同时编码为0、1或两者。量子计算始于1980年代初，当时物理学家Paul Benioff提出了图灵机的量子力学模型。从那时起，诸如Google和IBM之类的技术巨头一直在努力将该技术引入主流。早在9月，该搜索巨头成为第一家实现“量子至上”的公司。量子计算将开辟新的可能性领域，并有助于解决以前不可能的计算问题。

1、从推动力量上看，二者都体现了由大企业主导的产学研密切配合。
工业40是由德国工程院、弗劳恩霍夫协会、西门子公司等联合发起的，并由德国政府纳入《高技术战略2020》，成为国家十大未来项目之一。工业互联网则是由美国通用电气公司发起的，并由AT&T、思科、通用电气、IBM和英特尔成立工业互联网联盟进行推广的。由于两大战略都是由企业提出的，企业具有内在动力去宣传、推广和实施，市场亲和度较高。因此，在推行过程中都得到了产业界的认可与欢迎。这反映出企业对创新活动的热情，以及对产业未来方向的深刻把握，也启示我们在工业发展战略制定过程中，应注重引导和支持企业开展产学研合作，激发企业的创新创业热情，充分调动企业及各方面的积极性，共同推进产业和技术的进步。
2、从发展目标上看，打造智能化的产业体系实现生产效率提升是两大战略的核心。
数字化、网络化和智能化已经成为制造业发展的重要特征，是制造业企业未来发展的主要方向。工业互联网和工业40战略都不约而同地提出，利用信息化、智能化技术改造当前的生产制造与服务模式，提高企业的生产效率，提升产品和服务的市场竞争力。其中，工业40战略提出，要把信息互联技术与传统工业制造相结合，打造“智能工厂”与“智能生产”，以提高资源利用率。工业互联网战略则提出，要将工业与互联网在设计、研发、制造、营销、服务等各个阶段进行充分融合，以提高整个系统运行效率。
3、从实现方法上看，依托互联网、物联网与大数据实现集成与互联是两大战略的基础。
集成与互联是实现智能化制造的核心，两大战略都是以物联网和互联网为基础，进行实时数据的收集、传输、处理和反馈。其中，工业40提出，通过信息网络与工业生产系统的充分融合，打造数字工厂，实现价值链上企业间的横向集成，网络化制造系统的纵向集成，以及端对端的工程数字化集成，来改变当前的工业生产与服务模式。工业互联网提出，要将带有内置感应器的机器和复杂的软件与其他机器、人连接起来，从中提取数据并进行深入分析，挖掘生产或服务系统在性能提高、质量提升等方面的潜力，实现系统资源效率提升与优化。
二、工业40与工业互联网的不同之处
从产业链环节上看，工业40战略偏重生产制造的“硬”环节，工业互联网战略偏重分析服务的“软”环节。工业40立足于“智能工厂”与“智能生产”两大主题，偏重于生产与制造过程，旨在推进生产或服务模式由集中式控制向分散式增强型控制转变，实现高度灵活的个性化和数字化生产或服务。工业互联网则旨在形成开放且全球化的工业网络，实现通信、控制和计算的集合，在智能制造产业体系中偏重于设计、服务环节，注重物联网、互联网、大数据等对生产设备管理与服务性能的改善。
从发展重点上看，工业40强调生产过程的智能化，工业互联网强调生产设备的智能化。工业40倡导的是以CPS为核心，将产品与生产设备之间、工厂与工厂之间的横向集成，实现生产系统的有机整合，进而实现生产过程的智能化与效率提升。工业互联网立足于全行业的信息资源，提高设备安全性与可靠性、降低能耗、物耗与维护费用等，同时，可以减少生产过程中的人力劳动需求，提高生产过程的柔性与智能化水平。　

《纽约时报》2012年2月13日撰文称，“移动互联网、大数据、智能制造这三个技术结合在一起，正在彻底颠覆我们的生活”。2015年中国有几个概念非常的热火，第一是大众创业、万众创新，第二是工业40，第三个是“互联网+”。
“互联网+”
“互联网+”这个巨大无比的概念里，包含“互联网+金融”、“互联网+零售”等等，而“互联网+制造”就是工业40。中国政府积极推进工业40工程，明确提出“制定‘互联网+’行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合”。国务院提出的“互联网+”的本质是指产业互联网，与早期提出的两化融合，和现在提出的工业40不谋而合。“互联网+”是两化融合的升级版，将推动中国制造向中国创造转型。
中国发展“互联网+制造”具有三方面显著优势：首先，ICT产业领先，在移动通信领域，华为、中兴已经是全球领先的电信设备供应商，中国移动是TD-LTE标准的重要推动者之一，中国企业在该领域已经建立起自己的知识产权武器库。在应用端，中国移动互联企业也已取得全球领先地位；其次，市场前景广阔，2012年中国制造业增加值占全球制造业增加值的224%，居全球第一位，比排名第二的美国高5个百分点，是排名第三的日本的两倍多，而且中国的制造业中劳动密集型企业仍然占据很大份额，未来提升的空间很大；再次，政策支持，从中央到地方政府，已为制造业转型升级制定多项支持计划。2012年7月，国务院印发《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，将新一代信息技术、高端装备制造、新能源、新材料等七大产业列为国家重点发展的新兴产业，并把物联网、云计算单独列为重大专项工程。“中国制造2025”的出台，更将互联网和制造业的结合作为未来制造业发展的重要方向。
助推“互联网+中国制造”的三个基础分别是：软件一体化、创新生产硬件以及移动互联网。
移动互联网在中国扎根已有十五年的时间，移动互联网过去的所有的资源、资金都已经压在第三产业，所以我们称之为消费互联网。现在移动互联网来到工业、农业。按照马云的说法，互联网成为这个社会的底层基础设施，是水、电、煤和高速公路。那么，随着移动互联网对工业领域、农业领域的颠覆、侵袭，实际上整个移动互联网个人认为它进入深层次的再造，深层次的重新产生效率的一个阶段。这也就是我们中国政府提出“互联网+”的核心要义所在。
实际上在过去的15年当中，我本人不仅见证了自动化到互联网化，还洞察了万物互联所带来的技术变迁。以移动互联网为核心的工业制造业，它影响到整个中国的就业，因为在制造领域里，就业人员达8000万以上，它会影响到军事、国防，影响所有的产品生产、制造、流程、供应链，是对制造业中传统工业生产模式的彻底颠覆，称之为工业革命，是毫不为过的。
看世界工业的演进史会发现，工业革命是经济史上的“奇点”，它推动了一系列的政治、军事、经济和社会变革。工业革命在放大人类力量的过程中形成了一些重要特点，第一次工业革命以蒸汽机与大机械结合为代表，生产效率大幅提高，生产引领消费，延续时间86年；第二次工业革命以内燃机与电气结合为代表，物动人不动，生产线将产品随时送到工作台，工人站定岗位，每人完成单一任务，以“一对多”规模生产，延续时间99年；第三次工业革命以自动化与网络化结合为代表，人动物也动，灵活生产“一对一”产品，到现在已经44年，大概还会延续10到20年。
第四次工业革命以2013年德国汉诺威为起始，基于信息物理融合系统的智能制造诞生。此次新一轮全球工业革命实际上是工业和互联网融合。
美国提出了工业互联网标准，希望关注设备互联、数据分析、以及数据基础上对业务的洞察，他们对传统工业互联网互联互通，其关注点在大数据和云计算。德国提出工业40，拥有强大的机械制造技术，嵌入式以及控制设备的先进设备和能力，德国很关注生产过程智能化和虚拟化的深刻改变。
可以看到，美国工业互联网和德国工业40，实施路径和逻辑相反，但是目标一致。美国是以GE、IBM这些公司为支持，侧重于从软件出发打通硬件；德国是以西门子、库卡、SAP这些公司为主导，希望可以从硬件打通到软件。无论从软到硬，还是从硬到软，两者的目标是一致的，就是实现智能制造，实现移动互联网和工业的融合。
德国政府所定义的德国工业40，由一个信息，一个网络，四大主题、三项集成、八项计划组成的框架结构。德国推出工业40，目的在于重新引导全球制造业潮流、引导第四次工业革命。谁主导了这场工业革命，谁可以制订标准，就可以成为这个革命的王者，可以挽救欧盟的衰落，也可以使德国重新成为世界的霸主。
工业40带来的三大红利领域
第一类，智能工厂。也分为两小类：一是传统的工厂转型成智能工厂；二是一出生就是智能工厂的。

第二类，技术解决方案公司。为制造业提供智能工厂、顶层设计、转型路径图、软硬件一体化设施的“工业40”解决方案公司，总集成商。在“工业40”解决方案里，包括软件、硬件。软件有工业物联网、工业网络安全、工业大数据、云计算平台、MES系统、虚拟现实，人工智能，支持工作的自动化等。硬件有机器人（包括高端的零部件）、传感器、RFID、3D打印，机器视觉，智能物流，也是AGV，PLC，数据采集器，工业交换机等。
实际上中国有400万传统的制造业企业，在未来10年，甚至20年的时间，他们都会逐渐地分步骤地转型成“工业40”工厂。那么，这里就面临一个巨大的市场。
第三类，为中国的制造业转型成“工业40”过程当中的九大技术供应商，包括工业物联网，工业网络安全，工业大数据，云计算平台等等。
工业40的两大目标：智能制造&智能工厂
第一个目标是智能制造，第二个是智能工厂。过去智能制造商有几种说法：第一数字化制造，第二智慧制造，这些表述都不准确。工信部和中国工程院把中国版的工业40的核心目标定义为智能制造，这个词表述非常准确。由智能制造再延伸到具体的工厂而言，就是智能工厂。
智能制造是工业40的核心，作为广义概念，智能制造包含五个方面，实现这五个方面的智能化之后，才可以实现大的智能制造的概念。
智能制造是一个巨系统，工业40就意味着超复杂的巨系统正在形成，车间里面的机器如同智能手机，通过更新 *** 作系统实现功能升级，通过工业APP实现各种功能，通过API不断拓展制造生态系统。
所有的机器、产品、零部件、人员、原材料、所有的研发工具、测试验证平台、虚拟产品和工厂，所有的产品管理、生产管理、运营管理流程，所有的研发、生产、管理、销售员工，各级供应商以及成千上万的客户，都将是这一个系统的重要组成部分，一个基于云端、管道、端到端的信息复杂的体系正在形成。在这里面，车间的机器就像智能手机一样，整个 *** 作会形成一个巨大无比的巨系统。
在智能工厂，德国人希望实现两个概念目标。第一个是机器生产机器，或者说自己生产自己。第二个就是无人工厂，或者是黑灯工厂，或百分百全智能工厂，人与智能机器并存。智能工厂是现代工厂发展的新阶段，是在数字化基础上，利用物联网技术和设备监控技术，来加强信息和服务。

智能工厂有三大特征：第一个特征是信息基础设施高度互联，包括生产设备、机器人、 *** 作人员、物料和成品；第二是制造过程数据具备实时性，生产数据具有平稳的节拍和到达流，数据的存储与处理也具有实时性；第三是可以利用存储的数据从事数据挖掘分析，有自学习功能，还可以改善不优化制造工艺过程。
智能工厂的发展趋势是从柔性化到敏捷化到智能化再到信息化。
工业40的五个特点
互联
互联工业40的核心是连接，当然今天移动互联网的整个世界核心在连接，就像百度一样，在连接人和信息，就像腾讯一样，连接人和人。工业40要把设备、生产线、工厂、供应商、产品和客户紧密地联系在一起。
数据
当传感器无处不在，智能设备无处不在，智能终端无处不在，连接无处不在，必然的结果就是数据无处不在。这些数据包括产品数据、设备数据、研发数据、工业链数据、运营数据、管理数据、销售数据、消费者数据等等。
马云说过，阿里巴巴本质上是一家数据公司，雷军也讲过，小米本质是一家数据公司，从IT到DT，未来整个社会变成大数据的社会。
从工业30到工业40，我提出一个自己的观点，实际上从模具到数据，30的工业是以模具为核心，40的工业是以数据为基础，所有的工厂都会变成数据工厂。
集成
集成是工业40的关键词，也是中国推动两化融合的关键词，工业40将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过CPS形成一个智能网络。
通过这个智能网络，使人与人、人与机器、机器与机器、以及服务于服务之间，能够形成一个互联，从而实现横向、纵向和端到端的高度集成。
创新
工业40的实施过程是制造业创新发展的过程，制造技术、产品、模式、业态、组织等方面的创新，将会层出不穷，从技术创新到产品创新，到模式创新，再到液态创新，最后到组织创新。
转型
对于中国的传统制造业而言，转型实际上是从传统的工厂，从20、30的工厂转型到40的工厂，整个生产形态上，从大规模生产，转向个性化定制。阿里巴巴在三年前就提出，整个制造业的生产流程，从B2B、B2C，转成C2B。他们很敏锐地看到了这样的一个方向，整个生产的过程更加柔性化、个性化、定制化。这是工业40一个非常重要的特征。
工业40是从生产型制造转型成服务型制造。未来生产和服务的界限会更加模糊，按照德国工业40整个框架来说，未来的工厂有可能从集中式生产转成分布式生产。3D打印会快速使用，未来工厂的概念，可能是一个全新的概念，不是我们今天所看到的，有几百人、几千人和设备。未来的工厂可能在客户的客厅，通过3D打印来完成，有可能每一个客户的客厅都是一个生产的车间。
举一个例子，过去生产一台电饭煲，可能在中国的广东生产，然后运到非洲送给客户。但是在未来，工业40时代，这个广东的电饭煲公司只需要电脑设计图纸，传到非洲客户的电脑，客户就可以通过客厅的3D打印机把这台电饭煲打印出来，就意味着客厅已经成为生产车间，所以未来工厂的概念是需要刷新我们的想象的。
工业40是从过去要素驱动向未来的创新驱动。过去是基于人口红利，是基于整个生产的大规模化、定制化，基于汇率低估，破坏环境所导致的要素驱动。未来工业40时代，整个生产制造业向40工厂转型、向创新驱动，科技的含量会变的越来越多，工厂人数在急剧减少，过去蓝领工人会转向黑领工人，是由电脑 *** 作人员在 *** 作整个机器，车间里面会大量使用低成本自动化装备，启用工业机器人，生产过程当中机器可以实现德国40所定义的自己生产自己，机器生产机器。
中国制造2025
由中国政府在2015年初提出，将信息技术与制造技术深度融合的数字化、智能化制造作为今后发展主线，以未来十年为发展周期，目标是驱动制造业转型升级，推动中国由制造业大国向制造业强国转型。
从本质上看，工业互联网是数据流、硬件、软件和智能的交互，由智能设备和网络收集的数据存储之后，利用大数据分析工具进行数据分析和可视化，由此产生智能信息供决策者进行实时判断处理。从工作流程上来看，工业互联网通过三个步骤实现其效能：工业数据的获取、工业数据的分析、调度执行，分别对应于物联网、云计算和大数据、专网通信，这是工业互联网的关键元素。
在我国当前阶段，工业互联网具体表现为将互联网作为当前信息化的核心，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，推动两化融合深度发展。我们认为，工业互联网是2015年政府工作报告中提出的互联网+行动计划的关键部分，即互联网+工业。而中国制造2025也为后续产业升级指明了方向。在人类的发展史上，经历了两次技术的飞跃，分别是工业革命、计算机与互联网革命，我们认为，第三次技术的飞跃将是工业互联网革命。
工业革命：18世纪蒸汽机的发明，开创了以机器代替手工劳动的工业革命时代。工业革命在推进的过程中，分别出现了蒸汽机、内燃机，然后是电报电话和电力。
计算机与互联网革命：1947年，第一款点接触晶体管在贝尔实验室研制成功，标志着计算机与互联网革命的到来。1986年，思科推出第一款多协议路由器产品，市场需求强烈，有力的推动万维网的发展。1981年8月只有不到300台电脑可以连接到互联网，而今天连接互联网的设备则以数十亿计，信息传输的速度和数量大幅增长。然而，目前互联网在工业领域的渗透率还比较低。
工业互联网革命：经过工业革命的发展，大型机器在工业生产中得到了广泛的应用，促进了社会进步和经济大发展。但是机器的性能还没有完全发挥，系统性的效率低下问题比较严重。于是，在过去的十年中，部分企业开始逐步将互联网技术应用到工业生产，发展开放的工业计算机和通信系统。工业互联网将有助于工业系统各层面更好的运转，通过优化检查、维护和修理过程，资产的可靠性和运行的效率得以提高。

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