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標(biāo)題: 影響未來(lái)的六大“黑科技”，你知道是什么嗎？ [打印本頁(yè)]

作者: 希慕阿巴阿巴 時(shí)間: 2022-1-21 10:58
標(biāo)題: 影響未來(lái)的六大“黑科技”，你知道是什么嗎？
縱觀人類的歷史長(zhǎng)河，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的飛躍發(fā)展都離不開(kāi)先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)。從蒸汽機(jī)到電力，再到信息技術(shù)及數(shù)字化，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步在三次工業(yè)革命中都起到了至關(guān)重要的作用。
事實(shí)上，在這些科學(xué)技術(shù)被人類熟知以前，往往被賦予了某種神秘色彩。諸如兩千年前的水利工程都江堰、維多利亞時(shí)期的九大發(fā)明等，即使在當(dāng)下，被稱作為“黑科技”也絲毫不為過(guò)。
“黑科技”一詞，最初源于日本動(dòng)漫《全金屬狂潮》，指超越人類認(rèn)知范圍或現(xiàn)有科技水平的科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新及其產(chǎn)品，且具備隱形性、突破性、超越性和開(kāi)拓性等特點(diǎn)中的一點(diǎn)。本文就列舉能夠影響未來(lái)并可能顛覆世界的六大“黑科技”，并探究其將為未來(lái)各行各業(yè)帶來(lái)怎樣的變革。
3D打?。焊淖兩a(chǎn)制造的方式和模式

(, 下載次數(shù): 3)
3D打印，并非傳統(tǒng)的打印技術(shù)，而是包含快速成型和增材制造等技術(shù)特點(diǎn)，同時(shí)也離不開(kāi)數(shù)字技術(shù)的支撐。因此，它是一項(xiàng)多技術(shù)的綜合體。簡(jiǎn)單而言，就是借助數(shù)字技術(shù)進(jìn)行3D建模，并以此為依據(jù)，通過(guò)逐層構(gòu)造的方式，將粉末狀金屬或塑料等可粘合材料塑造成物體。
從中可知，3D打印與傳統(tǒng)打印機(jī)這樣的辦公設(shè)備完全不同，更偏重于生產(chǎn)制造、產(chǎn)品設(shè)計(jì)，是一種更前沿的制造技術(shù)和解決方案，將顛覆所有涉及制造的行業(yè)和領(lǐng)域。借助數(shù)字建模技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)零部件的快速?gòu)?fù)制，以縮短生產(chǎn)周期并減低誤差，大大提高效率，減少人工等成本，徹底改變傳統(tǒng)制造業(yè)。
同時(shí)，對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，3D打印有利于個(gè)性化定制。廠商只需要提供數(shù)字模型，供用戶選擇提交后，直接生產(chǎn)并交付到用戶手上。全過(guò)程完全自動(dòng)化，高效且便捷。因此，作為一種創(chuàng)新的制造技術(shù)，3D打印也能夠助推新的商業(yè)模式落地，即M2C（Manufacturers to Consumer），能夠讓廠商直接面對(duì)消費(fèi)者，不僅滿足其個(gè)性化需求，更能提高效率，減少成本，保障產(chǎn)品品質(zhì)和用戶滿意度。
目前，3D打印已經(jīng)應(yīng)用在工業(yè)、航空、建筑、醫(yī)藥等傳統(tǒng)行業(yè)。例如，俄羅斯國(guó)家技術(shù)集團(tuán)最近宣布將使用3D打印技術(shù)制造飛機(jī)零部件；意大利建筑師則建成了全球首座3D打印生態(tài)可持續(xù)房屋，為受災(zāi)害的人們帶去福音；早在2017年，蘇黎世瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院用3D打印技術(shù)打造了一個(gè)柔性的硅膠心臟；此外，用3D打印設(shè)計(jì)并制造假牙的案例，早已屢見(jiàn)不鮮。
VR/AR/MR/XR：讓虛擬世界和現(xiàn)實(shí)世界
無(wú)縫融合

(, 下載次數(shù): 2)
VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）與AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）兩大技術(shù)相輔相成。簡(jiǎn)單而言，VR是構(gòu)建一個(gè)虛擬場(chǎng)景，帶給人沉浸式的新體驗(yàn)；AR則是在原有場(chǎng)景中疊加相關(guān)信息，同樣增強(qiáng)體驗(yàn)和交互性。而MR（混合現(xiàn)實(shí)）是VR和AR的融合，在虛擬場(chǎng)景的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)信息的疊加和增強(qiáng)，為體驗(yàn)者打造身臨其境的全新體驗(yàn)。VR、AR和MR三大技術(shù)又被通稱為XR（擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)），在三大視覺(jué)交互技術(shù)融合的同時(shí)，讓虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接和轉(zhuǎn)換，大大提升沉浸感。
相比之下，VR的應(yīng)用最早，也最廣泛，在游戲和視頻中相當(dāng)常見(jiàn)。其中不得不提的是VR眼鏡或VR頭盔，谷歌、三星、索尼、華為等電子消費(fèi)廠商都推出了相應(yīng)的產(chǎn)品，為用戶帶來(lái)更好的視覺(jué)和游戲體驗(yàn)。同時(shí)，VR在商用領(lǐng)域的應(yīng)用也有大量案例。例如，將VR技術(shù)用在模擬飛機(jī)、駕校培訓(xùn)等領(lǐng)域，通過(guò)營(yíng)造逼真的場(chǎng)景和交互，讓學(xué)員能夠快速適應(yīng)并投入到實(shí)操中，避免不必要的風(fēng)險(xiǎn)。
AR的應(yīng)用也分為兩大類，首先是消費(fèi)端，智能手機(jī)上大量休閑娛樂(lè)工具都打造了AR技術(shù)。一個(gè)典型的例子就是攝像應(yīng)用，通過(guò)AR技術(shù)，在自拍的過(guò)程中疊加可愛(ài)、搞笑的特效，增添樂(lè)趣。日本人氣游戲《Pokemon Go》將高精地圖與AR技術(shù)相結(jié)合，引導(dǎo)人們走出去發(fā)現(xiàn)未知的世界。此外，支付寶春節(jié)掃福字集?？ǖ鹊?，也是典型的AR應(yīng)用。
另一方面，AR也可被應(yīng)用在航空、造船等領(lǐng)域的檢修場(chǎng)景中，工程師帶上特制的裝備，通過(guò)AR疊加提示，有助于快速發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，顯著提升效率。微軟的HoloLens是最典型的工業(yè)化AR頭戴式設(shè)備，同時(shí)還融合了VR技術(shù)，成為一款更先進(jìn)的MR設(shè)備。此外，公開(kāi)信息顯示，蘋(píng)果也在研發(fā)MR相關(guān)的頭戴設(shè)備，配合蘋(píng)果其他設(shè)備，為用戶提供更好的體驗(yàn)。
此外，目前“元宇宙”概念異?；鸨?，被認(rèn)為是下一代互聯(lián)網(wǎng)的代名詞，旨在打造一個(gè)逼真的虛擬場(chǎng)景甚至虛擬世界，而VR/AR/MR/XR正是虛擬場(chǎng)景和交互技術(shù)的融合體，因此業(yè)界普遍將其稱為元宇宙的入口和基礎(chǔ)技術(shù)。Facebook為了擁抱元宇宙，直接將公司名字改為“Meta”。然而，未來(lái)元宇宙究竟能否改變互聯(lián)網(wǎng)，依舊是未知數(shù)，但VR/AR/MR/XR正在為各行各業(yè)帶來(lái)非凡的新體驗(yàn)。
機(jī)器人：將人類從重復(fù)勞動(dòng)中解放出來(lái)
機(jī)器人，源于捷克作家卡雷爾·凱佩克（Karel Capek）的科幻劇本《羅薩姆的萬(wàn)能機(jī)器人》。該劇本將機(jī)器人稱為“Robot”，即捷克語(yǔ)的“奴隸”，即表示作為人類的輔助，幫助人類完成工作的工具?，F(xiàn)在，機(jī)器人一般被認(rèn)為需要具備感知、決策、執(zhí)行等基本特征，輔助人類完成危險(xiǎn)、重復(fù)的工作，提升效率，降低人力成本，讓人類可以將更多精力投入到更具創(chuàng)意的工作中。
隨著人工智能等新一代信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，無(wú)論是“第一個(gè)獲得國(guó)家公民身份的機(jī)器人”索菲亞，還是會(huì)“跑酷”的波士頓動(dòng)力機(jī)器狗Spot，機(jī)器人已經(jīng)在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、建筑業(yè)、軍事等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
機(jī)器人的定義和分類相當(dāng)復(fù)雜，主要分為服務(wù)機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人、特種機(jī)器人。其中，服務(wù)機(jī)器人主要為人提供服務(wù)，包括家用機(jī)器人和商用機(jī)器人兩大類。例如，現(xiàn)在家庭中流行的陪伴型機(jī)器人，其具備了計(jì)算機(jī)視覺(jué)、語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言等人工智能技術(shù)，猶如一個(gè)“機(jī)器人保姆”，起到陪伴兒童和老人的作用；現(xiàn)在的餐廳、酒店、醫(yī)院、商場(chǎng)都會(huì)有服務(wù)機(jī)器人的身影，可為顧客提供指引、查詢等服務(wù)。此外，還有清潔機(jī)器人、物流機(jī)器人、配送機(jī)器人等，讓生活更便捷。
與服務(wù)機(jī)器人不同的是，工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人更注重專業(yè)性。工業(yè)機(jī)器人包括焊接、搬運(yùn)、裝配、噴涂等多個(gè)工業(yè)場(chǎng)景，輔助人實(shí)現(xiàn)效率的提升。特種機(jī)器人則面向警用、特殊環(huán)境、農(nóng)業(yè)及安防等領(lǐng)域，以實(shí)現(xiàn)替代人力的目的。
如今，在“用工荒”的大背景下，機(jī)器人也開(kāi)始進(jìn)入建筑行業(yè)。目前，建筑機(jī)器人不僅能帶來(lái)效率的提升，還能降低人力成本，并促進(jìn)農(nóng)民工向技術(shù)工發(fā)展，推動(dòng)建筑行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。但是，在建筑機(jī)器人這一賽道上，大部分企業(yè)仍處于研發(fā)和測(cè)試階段，推出的產(chǎn)品較少，而且未能形成系統(tǒng)化、規(guī)?；牟季?。同時(shí)，目前建筑機(jī)器人的難點(diǎn)在于導(dǎo)航系統(tǒng)，影響機(jī)器人的定位感知、識(shí)別及移動(dòng)的精度。
自動(dòng)駕駛：讓AI機(jī)器人取代駕駛者

(, 下載次數(shù): 3)
自動(dòng)駕駛，亦被稱作“無(wú)人駕駛”，是一門交叉學(xué)科，集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體，并融合計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊、人工智能、人機(jī)交互及自動(dòng)控制等新型技術(shù)。通俗來(lái)講，自動(dòng)駕駛就是為了解放駕駛者，實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)駕駛，也就是一種車輛的高級(jí)自動(dòng)化控制技術(shù)。同時(shí)，隨著人工智能發(fā)展的日益深入，自動(dòng)駕駛也已成為其重要的應(yīng)用場(chǎng)景之一，車輛也越來(lái)越趨于機(jī)器人化。
事實(shí)上，受到計(jì)算機(jī)智能、基礎(chǔ)設(shè)施、互聯(lián)通信等各種因素的制約，自動(dòng)駕駛的落地一直是一道難題，亟待攻破。美國(guó)國(guó)家公路管理局（NHTSA）和美國(guó)汽車工程師學(xué)會(huì)（SAE）將自動(dòng)駕駛分為L(zhǎng)0-L5級(jí)。目前，市面上的自動(dòng)駕駛主要處于L2-L3之間，即部分自動(dòng)化和有條件自動(dòng)化。典型的例子就是特斯拉，盡管其新能源汽車一直在全球熱銷，但其交通事故和安全問(wèn)題頻出。究其原因就是自動(dòng)駕駛?cè)圆唤∪虼藰I(yè)界對(duì)自動(dòng)駕駛是否能落地產(chǎn)生了懷疑。
另一方面，以谷歌旗下Waymo為代表的自動(dòng)駕駛初創(chuàng)企業(yè)一直在不斷的通過(guò)道路測(cè)試，向自動(dòng)駕駛的目標(biāo)邁進(jìn)。例如，美國(guó)加州的道路測(cè)試就吸引了全球的企業(yè)參與，并推出Robotaxi（自動(dòng)駕駛出租車）的試運(yùn)營(yíng)。中國(guó)在北京、上海、廣州等多個(gè)城市，也開(kāi)放了自動(dòng)駕駛路測(cè)，目的也是推動(dòng)其落地，搶抓紅利。但是，這些路測(cè)嘗試均處于封閉場(chǎng)景或特定區(qū)域，難以擴(kuò)大和普及。尤其在路況復(fù)雜的道路和場(chǎng)景中，自動(dòng)駕駛車輛依舊難逃安全問(wèn)題的困擾。
然而，不少?gòu)S商開(kāi)始嘗試“降維落地”的方式，先從封閉場(chǎng)景著手，例如礦場(chǎng)、園區(qū)、停車場(chǎng)等。從而催生出采礦車、RobotBus、物流配送車、掃地車以及自動(dòng)泊車技術(shù)等解決方案和技術(shù)，逐步推進(jìn)商業(yè)化落地。所以，目前自動(dòng)駕駛?cè)圆荒芊Q作為“無(wú)人駕駛”，而應(yīng)稱為“自動(dòng)輔助駕駛”或“輔助駕駛”。無(wú)論如何，其目的原本就是輔助駕駛者，帶來(lái)更輕松、更安全的駕駛體驗(yàn)。
腦機(jī)接口：挖掘人腦的無(wú)限潛力

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腦機(jī)接口，同樣是一個(gè)交叉和跨學(xué)科的研究領(lǐng)域，涉及神經(jīng)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)、影像醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程、材料科學(xué)、電子工廠、型號(hào)處理與模式識(shí)別、人工智能等學(xué)科。簡(jiǎn)而言之，就是指將人腦或動(dòng)物大腦與外部設(shè)備相連，實(shí)現(xiàn)信息的交換，甚至被稱作為“意念控制”。
一直以來(lái)，腦機(jī)接口都存在于科幻電影中，但科學(xué)家通過(guò)多年的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)具備了一定的經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)方案也越來(lái)越成熟，證明了其可行性。目前，腦機(jī)接口的嘗試主要用于恢復(fù)聽(tīng)覺(jué)損傷及視覺(jué)和肢體部分的運(yùn)動(dòng)能力。
但從腦機(jī)接口的功能來(lái)看，除了監(jiān)測(cè)（監(jiān)測(cè)人體意識(shí)和狀態(tài)）、替代（替代損傷和疾病而喪失的自然輸出）、改善及恢復(fù)（改善某種疾病的癥狀或恢復(fù)某種功能）之外，還包括增強(qiáng)（為健康人增加或擴(kuò)展某種機(jī)能）、補(bǔ)充（補(bǔ)充和增加大腦控制方式，實(shí)現(xiàn)多模態(tài)控制）等用途。從中可知，腦機(jī)接口不僅面向醫(yī)療健康，還將涉及娛樂(lè)、智能家居和軍事等領(lǐng)域，帶來(lái)更大的想象空間。去年8月29日，埃隆·馬斯克的腦機(jī)接口Neuralink公司展示了大腦被植入腦機(jī)接口設(shè)備的小豬，實(shí)時(shí)讀取其腦部活動(dòng)信號(hào)的新技術(shù)，震驚業(yè)界。
另一方面，在腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，其相關(guān)的倫理、道德問(wèn)題依舊存在，更受到動(dòng)物保護(hù)組織的關(guān)注。同時(shí)，還有另一種聲音，即一旦有人通過(guò)腦機(jī)接口實(shí)現(xiàn)對(duì)人的控制，尤其是該技術(shù)被黑客利用的話，結(jié)果不堪設(shè)想。不過(guò)，腦機(jī)接口對(duì)于醫(yī)療健康等行業(yè)，依舊具有積極的意義，值得人類不斷地嘗試。
量子計(jì)算：顛覆傳統(tǒng)通用計(jì)算機(jī)的計(jì)算方式

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“遇事不決，量子力學(xué)”這句網(wǎng)絡(luò)流行語(yǔ)，生動(dòng)地表達(dá)了量子計(jì)算的重要地位和前景。量子計(jì)算，是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單元進(jìn)行計(jì)算的新型計(jì)算模式。相比傳統(tǒng)通用計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，量子計(jì)算由于量子力學(xué)疊加性的存在，效率和處理問(wèn)題的速度更高，尤其面對(duì)海量數(shù)據(jù)，量子計(jì)算將發(fā)揮出巨大的作用。
在互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展之下，數(shù)據(jù)爆炸已經(jīng)成為不爭(zhēng)的事實(shí)。如何利用海量數(shù)據(jù)，成為人們無(wú)法回避的課題。盡管大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等新一代信息科技的不斷涌現(xiàn)，但算力提升的遲緩，依舊無(wú)法對(duì)海量數(shù)據(jù)實(shí)施快速處理、分析和挖掘。
2016年，AlphaGo以4:1擊敗了李世石，宣告計(jì)算機(jī)智力已經(jīng)可以超越人類智力。但其背后離不開(kāi)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)等人工智能算法的助力，更重要的是計(jì)算機(jī)算力的突破。但是，盡管目前芯片的發(fā)展已經(jīng)突破了摩爾定律，但算力依舊難有質(zhì)的飛躍。而如今，量子計(jì)算則帶來(lái)了新的可能和更廣闊的空間。
2019年9月，谷歌宣布其研發(fā)的量子計(jì)算機(jī)成功在3分20秒時(shí)間內(nèi)完成了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)需1萬(wàn)年時(shí)間處理的問(wèn)題，聲稱為全球首次實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”。這就意味著量子計(jì)算在特定測(cè)試案例上，已經(jīng)超越了所有傳統(tǒng)通用計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，成為重要的里程碑。今年10月，中科院超導(dǎo)量子計(jì)算研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了66比特可編程超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之二號(hào)”，其比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快一千萬(wàn)倍，也足以證明量子計(jì)算所具備的強(qiáng)大算力，將對(duì)未來(lái)計(jì)算帶來(lái)巨大變革。
當(dāng)今世界，科技正在深刻地影響著人類社會(huì)，并融入到我們生活和工作的方方面面。尤其在疫情的催生下，新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)層出不窮，讓世界各國(guó)對(duì)科技的重視程度達(dá)到了全新的高度，大量“黑科技”也開(kāi)始走進(jìn)我們的視野。
可以預(yù)見(jiàn)的是，包括“黑科技”在內(nèi)的前沿科技的不斷推陳出新，都有一個(gè)鮮明的特征，就是必須立足于某個(gè)行業(yè)或垂直領(lǐng)域，以改變這個(gè)行業(yè)為終極目標(biāo)。例如，3D打印改變了我們的生產(chǎn)制造的方式；VR/AR/MR/XR正不斷創(chuàng)造出人機(jī)交互的新模式；機(jī)器人將人類從重體力勞動(dòng)和危險(xiǎn)作業(yè)中解放出來(lái)；自動(dòng)駕駛顛覆人們的出行和交通方式；腦機(jī)接口幫助人類充分挖掘大腦的潛能；量子計(jì)算徹底改變計(jì)算方式，助力各行各業(yè)獲得突破性的發(fā)展。
毋庸置疑的是，“黑科技”始終在推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)步邁向新的高度。

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