影響 2022 年的十大科技應用趨勢

過去的一年是極不平凡的一年，新冠肺炎疫情持續延宕，世界經濟復甦震盪不定；與此同時，數字科技正前所未有地滲透到經濟社會的方方面面，一個更加智能泛在、虛實共生的時空正在全面展開。

我們於2020年發起了《數字科技前沿應用趨勢》研究項目，其中的很多預判已成為行業熱點。新的一年，我們繼續聚焦近未來有望落地的科技趨勢，先後訪談了重點領域的科學探索獎獲獎人、業界權威專家，以及騰訊8大科技實驗室的科學家和重點業務方向的專家，凝練出三大類、十個重點方向：

• 雲原生、人工智能、雲網融合、雲安全、量子計算等領域的新變革有望重塑信息基礎設施；
• 星地協同智能化、能源互聯網、複雜任務服務機器人與信息技術的融合正迸發出強勁的跨界創新勢能；
• 萬物孿生、擴展現實將進一步連通虛實世界，為人們創造全新的體驗和數字生產力，讓虛擬世界更真實、讓真實世界更豐富。

同時，我們對十大技術趨勢做了進一步的打開，根據技術成熟度和影響力，細分為IT重塑、網絡革命、智能世界和虛實共生四大領域。

一、專家點評

“25年前，尼葛洛龐帝在《數字化生存》一書中描繪了一幅在數字空間工作、生活和學習的全新生存方式。而今天，這些預言已經轉化為現實，數字科技正全面滲透到人類生產生活的各個角落，成為經濟社會發展的核心驅動力。

面對疫情和全球產業格局調整帶來的不確定性風險，我們更需要加強科技預判，瞄準世界科技前沿，引領科技發展方向。這份報告給我們提供了諸多有價值的洞見，我們看到雲原生、機器學習平台、零信任安全等技術將為實體經濟的新舊動能轉換提供更為堅實基礎；衞星互聯網、能源互聯網、智能機器人將帶來連接變革、能源革命和服務升級；隨着數字引擎和VR、AR的應用擴展，一個與物理世界共生的數字世界正在向我們走來。數字科技之力正在轉化為未來的新動能，推動我國經濟更高質量發展。”——中國工程院院士 鄔賀銓

“當前，全球正在加速進入科技革命躍遷、經濟範式轉換和生產要素重置的重要變革期。算力已經成為人類生產力和國家競爭力的重要基礎，雲計算、人工智能、未來網絡等技術與各行業持續深度融合，推動質量變革、效率變革和動力變革。隨着個人生活、企業運營和城市管理更多地轉移到數字世界中，雲原生安全能力在未來尤為重要。

虛擬現實構建了物理世界的數字鏡像，自然化了人機交互方式，數字孿生的發展實現了虛擬世界和物理世界的貫通融合，為人們認識、理解和改造世界提供了新手段。這將讓虛擬世界更真實、讓真實世界更豐富，不僅為人們帶來體驗的升級和認知的升維，還有望推動更多新物種、新產業、新經濟的湧現。

數字科技對各行業具有極強的交叉融合特性和支撐賦能作用，定會在碳中和、太空探索、裝備製造、醫療健康等重大國家戰略中發揮更大作用。數字科技的蓬勃發展，必將進一步推動實體產業的數字化和智能化，打通生產、分配、流通、消費各環節，助力構建國際國內雙循環的新發展格局。”——中國工程院院士 虛擬現實產業聯盟理事長趙沁平

“新一輪科技革命與產業變革正重構世界創新版圖、重塑全球經濟結構，加之新冠肺炎疫情給經濟社會發展增添了不確定性，國家迫切需要通過科技創新提供經濟發展新動能。該報告提出的一些信息領域新趨勢值得我們格外關注。

在信息通信方面，信息網絡將更智能、更彈性，人網物三元萬物互聯以及網絡與各行業深度融合，將為數字經濟發展提供大連接、廣覆蓋、智能化、無人化、高可靠的一體化網絡體驗。在信息計算方面，算力成為人類生產力和國家競爭力的基礎，雲計算、人工智能、量子計算、類腦計算的演進，讓數字發動機更快運轉，進一步釋放數據要素的巨大價值。在信息交互方面，VR、AR、數字孿生等技術的不斷成熟，構建了虛實世界互動的新通路、新模式。在信息控制方面，更柔性、多模態的機器人有望執行更為複雜的任務，成為人類的幫手，為解決國家老齡化等問題帶來新思路；此外，能源互聯網將助力人類加快解決能源的管理和控制問題。星地協同智能化將加速數據中心資源更大範圍靈活調用，網絡將繼續由地面的平面互聯向空間三維互聯、太空和星際互聯延伸。”——中國工程院院士 餘少華

二、2022 年十大數字科技前沿應用趨勢

趨勢1：雲原生加速IT體系邁進全雲時代

雲原生是一種IT技術方式，使組織能夠在雲計算環境中構建和運行可擴展的應用程序。在多雲、混合雲等多元化部署的主流環境下，隨着容器、無服務器等關鍵技術及工具不斷創新與兼容，以及分佈式雲服務的興起，雲原生能更有效應對業務和數據動態多變的環境，促進新一輪的軟硬件相互定義乃至融合發展，推動IT體系向全面雲化的新階段演進。當然，雲原生涉及整個IT體系的變革，其發展也面臨可視化、複雜性、安全性等諸多挑戰，需要跳出傳統IT思維，用雲原生的技術和管理模式進行系統應對。未來，伴隨着雲原生操作系統的持續發展和完善，在多元場景下提供一致的雲計算產品服務和體驗將成為業界共同努力的方向。

趨勢2：量子計算NISQ時期仍將持續

2021年是量子計算備受矚目的一年，國際國內均有較為明顯的科研成就。量子比特數量實現較大規模增長，各量子計算硬件技術也皆有發展；越來越多的機構開始研發上層軟件和算法，並有越來越多的算法在小規模實際問題上得到實驗。

未來幾年，仍是量子計算積蓄力量的階段，量子計算有望突破1000個量子比特，量子糾錯的進展對實現可用邏輯量子比特至關重要，量子計算與經典計算相結合的混合計算體系或將成為更加有效的應用方案，而量子計算在組合優化、化學制藥、機器學習等領域也有望產生實際的應用價值。

趨勢3：人工智能邁向普適化和工業化新階段

人工智能已經在一些特定的任務上超越了人的能力，但大規模應用仍存在瓶頸，包括依賴大量標註數據、模型泛化能力不強、研發效率低和安全風險等問題，限制了產業的進一步發展。

未來，多種人工智能技術將加速演進，超大模型有望推動通用人工智能進程，小樣本學習技術將破解行業數據不足的難題，一站式機器學習平台正成為人工智能研發的基礎設施，針對人工智能算法優化的專用芯片可望在更多場景落地，加之可信和安全AI的持續探索，人工智能將與更多的行業深度融合，向更加普適化和工業化的方向邁進。

趨勢4：雲網融合構建“連接升維”

通過引入雲計算技術，信息通信網絡的核心功能將在虛擬機和容器上構建，這讓未來網絡核心網的擴容更加靈活便捷、彈性即用。感知與智能將成為網絡技術演進的新趨勢，推動連接能力升維。無線通信與無線感知能力相融合實現了通信感知一體化，網絡由此具備了原生感知能力，從連接信息變成連接行為，從交互認知延伸到交互感知。

同時，新型無線AI網絡架構和協議可以高效捕獲信道特徵、適應未知環境，帶來物理層面的性能提升。此外，空天地一體化的網絡將實現人聯與物聯、無線與有線、廣域和近域、空天和地面等的智能全連接，不僅可以在全球實現寬帶和物聯網通信，為用户提供泛在通信服務，還可以將增強定位導航、實時地球觀測等新能力集成到網絡系統中。

趨勢5：疫後新需求按下雲原生安全發展快進鍵

後疫情時代，開放網絡架構、技術應用場景泛化將導致多種不同安全風險疊加。新一代網絡攻擊技術使攻擊變得更加隱蔽、快速，攻擊範圍從個人向企業、基礎設施蔓延，造成的攻擊損失成指數增長。

在此背景下，零信任將重塑安全新邊界，成為遠程辦公時代有效的安全解決方案；面對攻擊更加複雜、贖金不斷增長的勒索攻擊，雲上安全防禦將成為最優解；面對快速的網絡攻擊，全面覆蓋網絡、端點以及雲基礎架構的擴展威脅檢測與響應（XDR）升級，將促進更多的組織增強“主動免疫力”。

趨勢6：多路徑並行演進推動萬物孿生

在行業數字化變革進程中，數字孿生成為理解和優化物理實體的中間件。數字孿生具備實時感知、虛實映射、人機交互等多種能力，可以幫助人們通過對虛擬空間的觀察和交互，去理解和優化真實的物理空間。伴隨3D建模、物理仿真、影像技術、實時渲染等單點技術的突破及交叉融合，各類數字孿生工具百花齊放。

其中，遊戲引擎為行業數字孿生提供了新路徑。通過融合行業知識和新興技術，數字孿生的功能和性能得到了進一步提升，從設備、產線到工廠，從街道、區域到城市，從細胞、器官到人體，各領域的孿生體正在加快構建中。

趨勢7：硬件迭代驅動擴展現實（XR）產業拐點到來

VR光學、顯示、定位和交互等硬件技術發展方向和思路比較明確，超短焦的光學設計、Micro-LED、更輕便的交互控制器將是未來方向。而AR光學模組是AR產品的核心，目前仍在不斷演進中，自由曲面BirdBath、光波導等技術路線各有優劣，短期內仍將共存。

未來，VR發展需要優質內容和生態助力硬件在消費端的普及，而AR設備在算力、電池限制條件下，需要進一步優化實時的環境識別、定位、虛擬與現實交互等算法。此外，互聯網平台將與虛擬現實行業不斷融合，在內容分發、優質生態資源虛擬化，以及虛擬現實原生概念和場景方面深入合作，讓真實世界更豐富，虛擬世界更真實。

趨勢8：多模態融合驅動複雜任務服務機器人進入家庭生活

在消費升級等需求驅動下，家庭服務機器人有望成為新藍海。隨着多模態融合感知、非結構化場景AI分析與柔性本體等核心技術的突破，家用機器人感知、理解、控制的能力將進一步提升，從而更自如地在非結構化家庭環境中執行復雜任務。

感知方面，觸覺傳感技術突破，以及多模態感知融合技術的迭代，將提升機械臂工作的精度和準確率，實現對不同材質、形狀和軟硬性狀物品的抓握推舉；

理解方面，基於計算機視覺和NLP技術的進步，機器人對複雜服務任務和家庭環境的理解將進一步深入；

控制方面，柔性、仿生機器人本體技術的持續進展，將顯著提升人機互動的體驗和安全性。

未來3-5年，家庭服務機器人有望實現更自然的人機交互、完成更復雜的操作任務，逐步成為家政、娛樂、教育、陪伴等細分場景的生活助手。

趨勢9：雙碳目標倒逼能源互聯網加快發展

隨着新能源技術與信息技術的發展和成熟，能源互聯網成為雙碳背景下能源結構轉型的重要解決方案。可以預見，未來電網的源、荷、儲三端將會發生重大變化：在源端，波動的清潔能源將大規模、高比例地接入電網；在負荷側，大量用户將迎來參與發電和儲能的“新身份”；在儲能方面，大量電化學儲能技術的發展，尤其是氫儲能技術，將大大降低能量的存儲與運輸成本。

這些變化將給能源互聯網發展帶來重大變革：在能量層，建設多能互補的綜合能源系統，以匹配多變的能源供需；在信息層，通過建設電力-交通耦合網絡、電力-算力耦合網絡等，實現智慧的能源管理和控制；在價值層，能源互聯網的建設需要探索能源共享經濟，引導全民參與，實現共建共享共贏。

趨勢10：星地協同智能化開啓“大航天”時代

航天科技作為國家綜合競爭力的體現，其發展模式正由國家主導向國家和企業共同推進演化。星地協同、智能化、大眾化成為航天科技關鍵技術突破新趨勢：星地協同實現了衞星對地面數據中心資源的靈活調用；人工智能技術加快了星上數據智能化處理與衞星數據深度挖掘；航天服務正在“下沉”到大眾用户，亞軌道旅行、衞星影像私人訂製、時空信息數字化等新物種加速湧現。

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