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从AI解决风光电并网难题到硅光芯片,达摩院发布2022十大科技趋势!

发布时间:2021-12-31 点击数:263

【趋势概要】超大规模预训练模型是从弱人工智能向通用人工智能的突破性探索,解决了传统深度学习的应用碎片化难题,但性能与能耗提升不成比例的效率问题限制了参数规模继续扩张。人工智能研究将从大模型参数竞赛走向大小模型的协同进化,大模型向边、端的小模型输出模型能力,小模型负责实际的推理与执行,同时小模型再向大模型反馈算法与执行成效,让大模型的能力持续强化,形成有机循环的智能体系。

 

趋势三 硅光芯片

光电融合兼具光子和电子优势,突破摩尔定律限制

 

【趋势概要】电子芯片的发展逼近摩尔定律极限,难以满足高性能计算不断增长的数据吞吐需求。硅光芯片用光子代替电子进行信息传输,可承载更多信息和传输更远距离,具备高计算密度与低能耗的优势。随着云计算与人工智能的大爆发,硅光芯片迎来技术快速迭代与产业链高速发展。预计未来三年,硅光芯片将承载绝大部分大型数据中心内的高速信息传输。

 

趋势四 绿色能源AI

人工智能助力大规模绿色能源消纳,实现多能互补的电力体系

 

【趋势概要】风电、光伏等绿色能源近年来快速发展,也带来了并网难、消纳率低等问题,甚至出现了“弃风”、“弃光”等现象。核心原因在于绿色能源存在波动性、随机性、反调峰等特征,大规模并网可能影响电网的安全稳定运行。人工智能技术的应用,将有效提升电网等能源系统消纳多样化电源和协调多能源的能力,成为提升能源利用率和稳定性的技术支撑,推动碳中和进程。预计未来三年,人工智能技术将帮助电力系统实现大规模绿色能源消纳,实现电力系统的安全、高效、稳定运行。

 

趋势五 柔性感知机器人

机器人将兼具柔性和类人感知,可自适应完成多种任务

 

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【趋势概要】传统机器人依赖预编程,局限于大型生产线等结构化场景。近年来,柔性机器人结合柔性电子、力感知与控制、人工智能技术,获得了力觉、视觉、声音等感知能力,应对多任务的通用性与应对环境变化的自适应性大幅提升。机器人将从大规模、标准化的产线走向小规模、非标准化的场景。预计未来五年,柔性感知机器人将逐步替代传统工业机器人,成为产线上的主力设备,并在服务机器人领域开始规模化应用。

 

趋势六 高精度医疗导航

人工智能与精准医疗深度融合,助力诊疗精度与效率提升

 

【趋势概要】传统医疗依赖医生经验,犹如人工寻路,效果参差不齐。人工智能与精准医疗深度融合,专家经验和新的辅助诊断技术有机结合,将成为临床医学的高精度导航系统,为医生提供自动指引,帮助医疗决策更快更准,实现重大疾病的可量化、可计算、可预测、可防治。预计未来三年,以人为中心的精准医疗将成为主要方向,人工智能将全面渗透在疾病预防和诊疗的各个环节,成为疾病预防和诊疗的高精度导航协同。

 

趋势七 全域隐私计算

破解数据保护与流通两难,隐私计算走向全域数据保护

 

【趋势概要】数据安全保护与数据流通是数字时代的两难问题,破解之道是隐私计算。过去受制于性能瓶颈、技术信任不足、标准不统一等问题,隐私计算尚只能在少量数据的场景下应用。随着专用芯片、加密算法、白盒化、数据信托等技术融合发展,隐私计算有望跨越到海量数据保护,数据源将扩展到全域,激发数字时代的新生产力。预计未来三年,全域隐私计算技术将在性能和可解释性上有新的突破,或将出现数据信托机构提供基于隐私计算的数据共享服务。

 

趋势八 星地计算

卫星及地面一体化的通信与计算,促进空天地海全面数字化

 

【趋势概要】基于地面网络和计算的数字化服务局限在人口密集区域,深空、海洋、沙漠等无人区尚是服务的空白地带。高低轨卫星通信和地面移动通信将无缝连接,形成空天地海一体化立体网络。由于算随网动,星地计算将集成卫星系统、空中网络、地面通信和云计算,成为删除的内容:集成一种新兴的计算架构,扩展数字化服务的空间。预计未来三年,低轨卫星数量会迎来爆发式增长,卫星及其地面系统将成为新型计算节点。

 

趋势九 云网端融合

云网端融合形成新计算体系,催生云上新物种

 

【趋势概要】新型网络技术发展将推动云计算走向云网端融合的新计算体系,并实现云网端的专业分工:云将作为脑,负责集中计算与全局数据处理;网络作为连接,将多种网络形态通过云融合,形成低延时、广覆盖的一张网;端作为交互界面,呈现多元形态,可提供轻薄、长效、沉浸式的极致体验。云网端融合将促进高精度工业仿真、实时工业质检、虚实融合空间等新型应用诞生。预计未来两年,将有大量新型应用在云网端融合的新计算体系中运行。

 

趋势十 XR互联网

XR眼镜会成为重要交互界面,带动下一代互联网发展

 

【趋势概要】随着端云协同计算、网络通信、数字孪生等技术发展,以沉浸式体验为核心的XR(未来虚实融合)互联网将迎爆发期。眼镜有望成为新的人机交互界面,推动形成有别于平面互联网的XR互联网,催生从元器件、设备、操作系统到应用的新产业生态。XR互联网将重塑数字应用形态,变革娱乐、社交、工作、购物、教育、医疗等场景交互方式。预计未来三年,外形与重量接近普通眼镜的新一代XR眼镜将产生,成为下一代互联网的关键入口。

注:研究方法论阐述

《达摩院 2022 十大科技趋势》采用了“定量发散,定性收敛”的分析方法,整个分析流程分 为两部分:“定量发散”是对科学领域做广泛而全面的定量分析,抽取其中的热点领域并挖掘重点 突破的技术;“定性收敛”是对突破的技术点进行梳理,通过与领域专家充分的论证,找出多个技 术点代表的趋势,总结对未来的预判。

一 定量发散

以公开论文库和公开专利库作为基础数据进行分析,从 236 个领域中筛选出 159 个应用与基础 科学领域,基于论文与专利数量的绝对值与增长率,筛选出在学界与产业界需要重点关注的领域。本次总计分析了 770 万篇论文及 8.5 万份专利,时间跨度为 2018 年 1 月到 2021 年 10 月。

在筛选出的重点领域中运用 NLP 技术分析相关领域论文(特别是被高频引用的论文)内容,找 出过去 12 个月内被高频提及的关键词,并调查关键词背后的代表技术,挖掘可能驱动技术发展的关 键要素,以此作为下一阶段分析的重要基础。

二 定性收敛

通过访谈专家和组织研讨会,对热点领域内的技术发展方向进行讨论总结,最后结合专家观点 与技术情报提炼科技趋势候选清单。本次共计访谈了近百位产、学、研、用领域的专家和战略科学家。

最后,达摩院专家委员会组织了多轮讨论,基于影响力、技术可行性、社会价值等因素的综合考量, 最终选出了代表 2022 的十大科技趋势。