達(dá)摩院發(fā)布2022十大科技趨勢:硅光芯片突破摩爾定律

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  • 發(fā)布時間:2022-01-04 05:01:58
  • 阿里巴巴達(dá)摩院發(fā)布2022十大科技趨勢,這是達(dá)摩院連續(xù)第四年發(fā)布前沿科技趨勢預(yù)測。

    達(dá)摩院分析了近三年來的770萬篇公開論文、8.5萬份專利,覆蓋159個領(lǐng)域,深度訪談近100位科學(xué)家,提出了2022年可能照進(jìn)現(xiàn)實的十大科技趨勢,覆蓋人工智能、芯片、計算和通信等領(lǐng)域。



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    實驗科學(xué)和理論科學(xué)是數(shù)百年來科學(xué)界的兩大基礎(chǔ)范式,而人工智能正在催生新的科研范式。機(jī)器學(xué)習(xí)能夠處理多維、多模態(tài)的海量數(shù)據(jù),解決復(fù)雜場景下的科學(xué)難題,帶領(lǐng)科學(xué)探索抵達(dá)過去無法觸及的新領(lǐng)域。


    人工智能不僅將加速科研流程,還將幫助發(fā)現(xiàn)新的科學(xué)規(guī)律。預(yù)計未來三年,人工智能將在應(yīng)用科學(xué)中得到普遍應(yīng)用,在部分基礎(chǔ)科學(xué)中開始成為科學(xué)家的生產(chǎn)工具。


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    超大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練模型是從弱人工智能向通用人工智能的突破性探索,解決了傳統(tǒng)深度學(xué)習(xí)的應(yīng)用碎片化難題,但性能與能耗提升不成比例的效率問題限制了參數(shù)規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)張。


    人工智能研究將從大模型參數(shù)競賽走向大小模型的協(xié)同進(jìn)化,大模型向邊、端的小模型輸出模型能力,小模型負(fù)責(zé)實際的推理與執(zhí)行,同時小模型再向大模型反饋算法與執(zhí)行成效,讓大模型的能力持續(xù)強(qiáng)化,形成有機(jī)循環(huán)的智能體系。


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    電子芯片的發(fā)展逼近摩爾定律極限,難以滿足高性能計算不斷增長的數(shù)據(jù)吞吐需求。硅光芯片用光子代替電子進(jìn)行信息傳輸,可承載更多信息和傳輸更遠(yuǎn)距離,具備高計算密度與低能耗的優(yōu)勢。


    隨著云計算與人工智能的大爆發(fā),硅光芯片迎來技術(shù)快速迭代與產(chǎn)業(yè)鏈高速發(fā)展。預(yù)計未來三年,硅光芯片將承載絕大部分大型數(shù)據(jù)中心內(nèi)的高速信息傳輸。


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    風(fēng)電、光伏等綠色能源近年來快速發(fā)展,也帶來了并網(wǎng)難、消納率低等問題,甚至出現(xiàn)了“棄風(fēng)”、“棄光”等現(xiàn)象。核心原因在于綠色能源存在波動性、隨機(jī)性、反調(diào)峰等特征,大規(guī)模并網(wǎng)可能影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。


    人工智能技術(shù)的應(yīng)用,將有效提升電網(wǎng)等能源系統(tǒng)消納多樣化電源和協(xié)調(diào)多能源的能力,成為提升能源利用率和穩(wěn)定性的技術(shù)支撐,推動碳中和進(jìn)程。


    預(yù)計未來三年,人工智能技術(shù)將幫助電力系統(tǒng)實現(xiàn)大規(guī)模綠色能源消納,實現(xiàn)電力系統(tǒng)的安全、高效、穩(wěn)定運行。


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    傳統(tǒng)機(jī)器人依賴預(yù)編程,局限于大型生產(chǎn)線等結(jié)構(gòu)化場景。近年來,柔性機(jī)器人結(jié)合柔性電子、力感知與控制、人工智能技術(shù),獲得了力覺、視覺、聲音等感知能力,應(yīng)對多任務(wù)的通用性與應(yīng)對環(huán)境變化的自適應(yīng)性大幅提升。


    機(jī)器人將從大規(guī)模、標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)線走向小規(guī)模、非標(biāo)準(zhǔn)化的場景。


    預(yù)計未來五年,柔性感知機(jī)器人將逐步替代傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人,成為產(chǎn)線上的主力設(shè)備,并在服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域開始規(guī)?;瘧?yīng)用。


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    傳統(tǒng)醫(yī)療依賴醫(yī)生經(jīng)驗,猶如人工尋路,效果參差不齊。人工智能與精準(zhǔn)醫(yī)療深度融合,專家經(jīng)驗和新的輔助診斷技術(shù)有機(jī)結(jié)合,將成為臨床醫(yī)學(xué)的高精度導(dǎo)航系統(tǒng),為醫(yī)生提供自動指引,幫助醫(yī)療決策更快更準(zhǔn),實現(xiàn)重大疾病的可量化、可計算、可預(yù)測、可防治。


    預(yù)計未來三年,以人為中心的精準(zhǔn)醫(yī)療將成為主要方向,人工智能將全面滲透在疾病預(yù)防和診療的各個環(huán)節(jié),成為疾病預(yù)防和診療的高精度導(dǎo)航協(xié)同。


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    計算和通信領(lǐng)域的變革不斷加快,數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)得到前所未有的關(guān)注。全域隱私計算將成為安全領(lǐng)域的基石性技術(shù)。


    隨著專用芯片、加密算法、白盒化、數(shù)據(jù)信托等技術(shù)融合發(fā)展,隱私計算有望實現(xiàn)全域數(shù)據(jù)安全保護(hù),為數(shù)字時代保駕護(hù)航。


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    基于地面網(wǎng)絡(luò)和計算的數(shù)字化服務(wù)局限在人口密集區(qū)域,深空、海洋、沙漠等無人區(qū)尚是服務(wù)的空白地帶。高低軌衛(wèi)星通信和地面移動通信將無縫連接,形成空天地海一體化立體網(wǎng)絡(luò)。


    由于算隨網(wǎng)動,星地計算將集成衛(wèi)星系統(tǒng)、空中網(wǎng)絡(luò)、地面通信和云計算,成為一種新興的計算架構(gòu),擴(kuò)展數(shù)字化服務(wù)的空間。


    預(yù)計未來三年,低軌衛(wèi)星數(shù)量會迎來爆發(fā)式增長,衛(wèi)星及其地面系統(tǒng)將成為新型計算節(jié)點。


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    新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展將推動云計算走向云網(wǎng)端融合的新計算體系,并實現(xiàn)云網(wǎng)端的專業(yè)分工:


    云將作為腦,負(fù)責(zé)集中計算與全局?jǐn)?shù)據(jù)處理;網(wǎng)絡(luò)作為連接,將多種網(wǎng)絡(luò)形態(tài)通過云融合,形成低延時、廣覆蓋的一張網(wǎng);端作為交互界面,呈現(xiàn)多元形態(tài),可提供輕薄、長效、沉浸式的極致體驗。


    云網(wǎng)端融合將促進(jìn)高精度工業(yè)仿真、實時工業(yè)質(zhì)檢、虛實融合空間等新型應(yīng)用誕生。預(yù)計未來兩年,將有大量新型應(yīng)用在云網(wǎng)端融合的新計算體系中運行。


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    隨著端云協(xié)同計算、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)字孿生等技術(shù)發(fā)展,以沉浸式體驗為核心的XR(未來虛實融合)互聯(lián)網(wǎng)將迎來爆發(fā)期。眼鏡有望成為新的人機(jī)交互界面,推動形成有別于平面互聯(lián)網(wǎng)的XR互聯(lián)網(wǎng),催生從元器件、設(shè)備、操作系統(tǒng)到應(yīng)用的新產(chǎn)業(yè)生態(tài)。


    XR互聯(lián)網(wǎng)將重塑數(shù)字應(yīng)用形態(tài),變革娛樂、社交、工作、購物、教育、醫(yī)療等場景交互方式。預(yù)計未來三年,外形與重量接近普通眼鏡的新一代XR眼鏡將產(chǎn)生,成為下一代互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵入口。


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