2024 年十大新兴技术

与边境合作 2024 年十大新兴技术 2024 年 6 月标志报告 Midjoury, Studio Miko. All images in this图片 ： 使用人工智能生成报告。 Contents 前言 3 Introduction 4 方法论 5 18用于科学发现的 AI 211隐私增强技术 314可重构智能表面 417高空平台站 520集成传感和通信 623建筑世界的沉浸式技术 7 Elastocalorics 26 8 碳捕获微生物 29 10 基因组学移植 35 尾注 43贡献者 40附录 38 免责声明 本文件由世界经济论坛发布，作为对某个项目、洞察领域或互动的贡献。文中所述的研究发现、解释和结论是世界经济论坛协作过程的结果，并得到其支持和认可，但其结果未必反映世界经济论坛的观点，也不一定代表其全体成员、合作伙伴或其他利益相关方的意见。 © 2024 世界经论坛. 保留所有权利。本出版物的任何部分均不得以任何形式或通过任何手段进行复制或传输，包括复印和录音，或通过任何信息存储和检索系统。 前言 Frederick Fenter 首席执行编辑 ， 前沿 Jeremy Jurgens 世界经济论坛董事总经理 组织在了解塑造未来因素的情况下能够做出更好的选择。自2011年以来，《十大新兴技术》报告一直是一份至关重要的战略情报来源，为专业人士提供指导。该报告汇集了科学家、研究人员和未来学家的见解，识别出在未来三到五年内有望对社会和经济产生重大影响的十项关键技术。 在各个领域中。从材料科学的进步到医疗领域的变革性技术以及其他领域，报告展示了多样化的解决方案，这些解决方案有望塑造未来。 编制本报告离不开我们新兴技术指导小组联合主席Mariette DiChristina和Bernard Meyerson的领导和支持，他们的专业知识对内容的形成以及确保其相关性和影响力起到了关键作用。我们衷心感谢所有致力于指导小组工作的成员们——其中许多人在过去的十年中一直是坚定的合作伙伴——他们对推动行业领先和社会有益的技术始终如一地保持着坚定的承诺。 在本第12版中，我们扩大了分析的范围和深度。我们汇集了来自论坛全球未来理事会和前沿全球编辑网络的超过300位世界顶尖学者的专业知识，确保了多样性和全面的观点。此外，我们引入了一种创新的趋势分析方法，涵盖了学术文献、资金趋势和专利申请，增强了选择过程的严谨性和准确性。 未来既是研究的领域也是塑造的景观。我们希望这份报告能够成为各行各业和地区专业人士共同行动的关键号召，共同努力构建一个技术改变并丰富全球社会和经济未来的愿景。 随着这些增强功能，今年的报告突出了具有巨大潜力以革命性地改变连接方式、应对气候变化的紧迫挑战并推动创新的技术。 Introduction 来自十大新兴技术指导小组联合主席的信息。 Bernard Meyerson IBM 首席创新官 Mariette DiChristina 院长 ，波士顿大学传播学院 利用传感器通过无线电信号扫描物理世界，提高通信性能并实现感测与通信的集成。 世界经济论坛改善世界状况的使命的核心在于相信人类的创新、创业精神、创新和合作的力量。这种力量在本年度《十大新兴技术报告》中得到了充分展现。 改善世界状况也意味着保护我们的星球和人民。今年，人类健康领域实现了将猪的首个基因工程器官成功移植到人体内的突破，为数以百万计等待器官移植的人带来了希望。沉浸式技术结合了计算能力和虚拟方法，有望迅速改进我们日常依赖的系统和物理基础设施。 人工智能领域的突破，如深度学习、生成式AI和基础模型，推动了人类创新的显著进步。世界正站在由AI驱动的科学发现革命的门槛上。凭借能够处理和组织大量信息的独特能力，AI驱动的发现有望改善疾病管理、提出新材料并加深对身体和心灵的理解。同时，合成数据可以在保护个人隐私的同时提供新的全球数据共享和协作机会。 在环境领域，前十名中的许多公司展示了技术在应对气候变化方面可以发挥多方面作用的方式，涵盖了减缓策略、可持续基础设施发展以及推广节能解决方案。弹性热学材料，在机械应力下释放热量并在放松时吸收热量，其效率和能耗远高于现有技术。同样，另一个积极的环保进展是替代饲料的出现，这些饲料可以减少农业工业废弃物或残留物、本土作物消耗和相关资源消耗。此外，直接应对全球变暖，通过工程微生物将排放转化为生物燃料等产品，为减少不断上升的二氧化碳水平带来了希望。 当然，合作依赖于连接，而前十大技术中的几项预示着向更加灵活、高效和包容的连接方式转变。可重构智能表面（RIS）能够动态改变形状以优化无线通信链路；它们结合了元材料、智能算法和高级信号处理技术，以控制和操控电磁波。高海拔平台站，通过飞机、气球甚至简单的气球，可以为缺乏部署地面系统所需基础设施的偏远地区提供移动网络接入。这种技术可以弥合数字鸿沟，为截至2023年仍缺乏互联网服务的100个国家中的26亿多人提供互联网接入。随着6G系统的出现，网络现在可以发挥作用 以下页面将探讨2024年最具前景的前10项新兴技术及其如何帮助改善世界状况。我们邀请您参与并欢迎您的反馈。 Methodology 2024 年清单的潜在技术是通过在世界经济论坛上进行的一项调查确定的全球未来理事会网络and大学和研究网络，该网络包含来自顶级机构的超过2,000位首席编辑，以及顶级十大新兴技术指导小组成员。 steering小组随后被提供了一份精心挑选的70项技术列表，最终选出了其中的10项。该小组根据以下标准审查并选择了这些技术： –： 技术正在兴起 ， 并且新颖性是发展的早期阶段 ， 但尚未广泛使用。 受访者被要求提供他们提出的技术的详细信息，包括技术名称和描述、潜在影响，以及为何该技术应被列入2024年名单的有力理由。 –： 该技术可能对社会和经济的重大使用和利益的适用性。 –： 技术正在开发中深度由一家以上的公司 ， 以增加投资兴趣和兴奋为重点。 该调查收到了来自29个国家的超过300项有效的技术提名。为了处理响应量增加的情况，Frontiers开发的一个AI辅助工具——AI趋势分析器被实施，用于自动化初步筛选调查回答的过程。该工具根据近年来学术出版物中识别出的趋势主题对回答进行了分类和聚类。 –： 这项技术可能是游戏 -权力向既定的方式和行业转变。 这些最后的10项技术接受了进一步评估，利用了来自CB Insights的专利、资金和地理分布数据。报告还使用了来自Dimensions的学术资助数据。 平台。读者可以了解每项技术的关键问题及其与全球议程上其他主题的联系，并从可信来源找到相关领域的最新文章。 这些描述主要基于本报告中的文章。关键问题是在指导小组作者和Frontiers编辑提供的指导下确定的。这些描述由Frontiers的编辑们进行研究并撰写。我们邀请您继续探索和监控推动经济、行业及全球问题变革的技术。在这里探索更多. 这一版深入探讨了这些技术在各个领域的 ramifications，包括行业、经济、社会、环境，以及最近的进展和成功规模化所需的关键要求。为了应对这些新兴技术的动态变化，前沿领域（Frontiers）与论坛的战略情报部门共同策划了每项技术的转型地图。 苏黎世联邦理工学院智能维护与运营系统助理教授 高级副总裁 ， 研究 ； 韩国高级科学技术学院特聘教授 托马斯 · 哈东 安德鲁 · 梅纳德 约翰 · 霍普金斯大学彭博公共卫生学院教授 亚利桑那州立大学未来社会创新学院教授 突破性的人工智能（AI）技术，如深度学习、生成式AI和其他基础模型，使科学家能够做出原本几乎不可能实现的发现，并加速了更广泛的科学发现过程。 科学家预测，通用人工智能将在未来几年内彻底改变科学发现的每一个环节。研究人员可以借鉴以往的研究成果来构想新的可能性——AI 允许建立和推断超出人类单独思维能力的联系与推论。 在过去几年中，人工智能在科学研究中的应用发生了转变。从Deep Mind的AlphaFold——一个能够准确预测蛋白质结构三维模型的AI系统，到发现新的抗生素家族和更高效的电池材料，世界正站在由人工智能驱动的科学发现与应用革命的门槛上。1,2,3根据美国总统科技顾问委员会最近的一份报告，“ 伦理考量和挑战依然存在——这些强大技术对个人隐私、自主权和身份构成的风险程度以及可能引发的社会动荡尚不完全清楚。5此外，还必须考虑由能源消耗和资源开采以支持AI增长所导致的环境影响。 人工智能有潜力变革每一个科学学科以及我们开展科学研究的许多方面。”4 同样 ， 需要更多的研究来有效管理技术的影响。6例如，解决数据集中的固有偏见并提高模型生成内容的可靠性对于科学诚信至关重要。确保道德的数据使用和保护研究对象隐私需要严格的安保措施。导航知识产权问题，尤其是模型生成内容的所有权和版权问题，对于协作环境而言至关重要，必须予以解决。 尽管人工智能在研究中已应用多年，但近期深度学习、生成式人工智能和基础模型的进展具有革命性意义。科学家们正在构建和使用大型语言模型来挖掘科学文献，与AI聊天机器人合作以脑力激荡新的假设，创建能够分析海量科学数据的AI模型，并利用深度学习进行发现。他们还探索了如何将人工智能和机器人技术与实验室方法结合，以创新方式加速研究。 因此，人工智能正在成为科学研究中的一个变革性的通用技术，能够揭示原本可能被隐藏的发现。以当前创新的速度，这些进展很可能在以下领域取得突破： 科学家们正在构建和使用大型语言模型来挖掘科学文献，与AI聊天机器人合作以brainstorm新的假设，创建能够分析大量科学数据的AI模型，并利用深度学习进行发现。 图像: AI 在深度学习和生成模型方面的突破正在改变科学发现。 中途旅行信用 ： 和米科工作室。 - 疾病的诊断 ， 治疗和预防。 提示(缩写) ： “复杂的数据点聚集在一起并被简化 ” - 使下一代绿色技术成为可能的新材料。 - 生命科学领域的突破 ， 扩展了当前对生物学的理解。 阅读更多 ： 有关更多专家分析 ， 请访问用于科学发现的 AI转换图。 - 如何理解人类的思想 ， 以及更多的变革飞跃。 创新区域 从 2021 年至 2023 年 ， 人工智能用于科学发现的商业和学术资助最多的国家 领先的行业 从 2021 年至 2023 年 ， 在科学发现方面获得 AI 资金最多的行业 隐私增强技术促进全球大规模协作 Olga Fink 苏黎世联邦理工学院智能维护与运营系统助理教授 Lisette van Gemert - Pijnen 特温特大学教授 ， 说服健康技术 访问日益庞大的数据集——尤其是在使用人工智能的情况下——变革了研究、发现和创新。然而，围绕隐私、安全和数据主权的担忧限制了高价值数据在国内和全球范围内的共享与使用程度。一系列新兴且强大的技术使得能够以解决这些担忧的方式共享和使用敏感数据成为可能。 有效的保护隐私、安全和数据主权的数据共享与利用技术对于实现人工智能的新兴潜力至关重要。然而，尽管这些技术具有潜在优势，合成数据和同态加密仍存在若干局限性。合成数据的局限性包括可能无法充分代表潜在的重要边缘案例或异常值；而同态加密则可能存在即使经过脱敏处理也有可能推断或重构敏感数据的风险。因此，有必要进一步研究这些技术及其使用政策，以确保其成功。11 近年来 ， 人们对 “合成数据 ” 的兴趣与日俱增。7这些数据复制了敏感数据集中的模式和趋势，但不包含可能与个人关联或损害组织或政府的具体信息。借助人工智能的进步，合成数据消除了处理敏感数据的许多限制，并为全球数据共享以及生物现象、健康相关研究、训练AI模型等领域的协作研究打开了新的可能性。然而，即使在国家层面出现了合成数据，源国的健康趋势仍将被暴露，这些问题需要得到解决。 得益于人工智能的进步，合成数据消除了处理敏感数据的许多限制，并开启了在全球范围内共享