12种改变未来的颠覆性技术

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12种改变未来的颠覆性技术

日期：2013-07-04  
来源：文汇报 作者：方陵生

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12种改变未来的颠覆性技术

　　麦肯锡全球研究机构的研究人员最近在一项最新研究报告中称，他们对潜在的12种颠覆性技术将如何改变全球经济进行了量化分析，对认识颠覆性技术创新的影响具有重要意义。

　　麦肯锡机构认为，未来十年里对经济发展有着最重要意义的技术，将是那些正在蓬勃发展的技术，如在发达国家和新兴市场快速发展的移动互联网、电脑合成声音处理客户服务电话的高度自动化系统、将传感器嵌入物理对象以监控工厂产品流动的“物联网”以及云计算等。据麦肯锡预测，这些领域内的每一项创新，到2025年至少都将为世界经济带来1万亿美元的效益。

　　

移动互联网

　　仅在几年时间里，可与互联网相连的便携式设备就从少数人手中把玩的奢侈品成为日常生活中的常见物品，如1亿多人手中拥有的智能手机和平板电脑。在美国估计30%的网民和40%的媒体人都利用移动设备上网。

　　2015年，预计无线上网方式将超过有线上网。层出不穷的新颖电子产品以爆炸性速度快速融入人们的生活，在享受随处可上网之便捷的同时，也改变了人们与周围物理世界的交流方式。

　　移动互联网技术正在迅速发展，包括开发一些拥有直观界面、新颖的可穿戴设备。移动互联网的广泛应用，也为商业企业和公共部门创造了更多提高工作效率的机会。在快速发展的经济社会中，移动互联网将全球几十亿人紧密联系起来。

　　

知识型工作自动化

　　人工智能、机器学习能力以及更人性化的用户接口（如语音识别系统）等技术的发展，令机器人可以越来越多地承担长期以来一直被认为无法实现的自动化工作。例如，一些计算机系统可以回答一些“非指令化”的问题（即：以日常语言，而非软件设计预设的提问方式），未经专门培训的员工或客户也可通过这种提问方式获得需要的信息。这将给知识型工作带来巨大的变化，提供更多的可能性。由于机器可以执行更多的智能型任务，未来将有更多的工作可实现全面自动化。

　　

物联网

　　物联网技术也正在快速发展之中，通过在机器和其他物理对象中嵌入传感器和执行器，能够将物质世界融入互联网世界。物联网应用广泛，从工厂监测产品流通、测量农田作物含水量，到跟踪公用事业管道分布等，物联网可让企业和公共部门更好地管理资产，优化性能，创造新的商业模式等。通过远程监控，物联网在改善病患者健康状况、监测导致医疗保健成本不断上升的慢性疾病等方面，也拥有很好的应用前景。

　　

云计算技术

　　有了云计算技术，任何计算机应用或服务都可以通过互联网提交，只需很少或根本不需要本地软件或处理能力的配置。可根据需要为人们提供IT资源（如计算能力和存储能力），不需要投资硬件或编程，就可以获得这种额外能力。

　　云计算的出现导致互联网服务呈爆炸性增长，从信息搜索到离线个人资料存储（照片、书籍、音乐），其后台处理功能使一些移动互联网设备可以做更多的事情，如对问路要求等口头指令做出回应等。云计算可为企业和政府节省在IT上的投资，在应对突发事件时拥有更大的灵活性和应对能力。此外，云计算可产生全新的商业模式，包括各类现收现付制的服务模式。

　　

先进机器人技术

　　过去几十年里，工业用机器人通常用于承担困难、危险和肮脏的工作，如焊接和喷涂油漆等。这类机器人通常造价高昂，体型笨重，而且缺乏灵活机动能力，通常都被固定在地面上，或配以防护栏，以保护工人的安全。

　　如今，人工智能、机器对机器的通信以及传感器和执行器等技术的飞速发展，感官能力更强、更敏捷、智能化程度更高的先进机器人正在出现。这类机器人更方便编程，更易与人类交流，更小型化，适应性更强，可以安全地安置在工人附近。

　　由于机器人技术的巨大进步，在更多的制造任务中可用来代替人类，还可承担更多类型的服务型工作，如清洁和维护等。先进机器人技术还可以设计出新颖的外科手术机器人、机器人假肢，以及帮助行动困难的病人，设计出让他们恢复正常活动能力的“外骨骼”，提高患者的生存质量。

　　

新一代基因组技术

　　得益于新的大流量数据分析技术，新一代基因组学测序和修改遗传物质的成本越来越低，速度越来越快。如今人类基因组测序只需付出几千美元的代价，几个小时内就可以完成，而当年人类基因组计划花了13年时间和27亿美元的代价才得以完成。

　　快速测序手段和先进的计算能力可帮助科学家迅速确定某种疾病的成因，成本相对较低的诊断设备还可广泛应用于常规诊断。

　　合成生物学可通过DNA“书写”技术来“定制”生物体。基因科学的发展对于医药、农业，甚至如生物燃料等高价值物质的生产，都将带来深远的影响，并加速药物开发的过程。

　　

自动或半自动交通工具

　　现在已经可以制造出全自动或半自动驾驶的汽车、卡车、飞机、船舰等。从战场上的无人机到谷歌的无人驾驶汽车，交通工具的机器视觉、人工智能、传感器和执行器技术都在迅速提高。在未来十年里，低成本、商业化的无人驾驶飞机和潜艇技术将可得到广泛的实际应用。

　　自动驾驶汽车和卡车将给陆地运输带来巨大变革，自动化系统在导向能力、刹车功能和避免碰撞上，都将给司机提供极大的帮助。自动化交通工具的潜在好处还包括提高安全性、减少二氧化碳排放，提高运输效率等。

　　能量储存技术

　　能量储存技术包括电池和储存能量以备后用的其他系统。锂电池和燃料电池已广泛用于电动车和混合动力车辆，以及数十亿便携式电子器件上。锂离子电池在提高性能，降低成本方面表现尤为突出，单位存储能力成本在过去十年里也大幅下降。未来十年里，储能技术的发展可令电动汽车具备成本竞争力。

　　先进的电池存储系统还将有助于将太阳能和风能纳入电网，处理高峰负荷，降低成本，提高公用电网效率。电池/太阳能系统还可将可靠的电力供应输送到以前难以到达的偏远地区。

　　

3D打印技术

　　之前，3D打印技术在很大程度上只是产品设计师、兴趣爱好者以及少数制造应用程序的选择。然而，随着制造机械性能的提高，可应用材料范围的扩大，以及打印机器和材料价格的迅速下降，3D印刷技术已被越来越多的消费者和生产厂家所接受。利用3D印刷技术，可直接根据设计图打印出零部件或产品，省掉许多传统制造步骤。

　　更重要的是，3D打印技术可支持按需生产，大幅降低制造商库存产品的成本。3D打印还可减少产品制造过程中的大量材料浪费，打印传统技术难以制造或不可能制造出来的产品。科学家们甚至可以利用这一技术，“生物打印”人体器官。

　　

先进材料

　　过去几十年里，科学家研究开发了许多拥有奇特属性的材料，从拥有自愈功能或自净功能的智能材料，到可恢复原有形状的记忆材料；从可以将压力转换为电能的压电陶瓷和压电晶体，到神奇的纳米材料等。

　　其中纳米材料以其广泛的应用前景，以及推动经济发展的长期影响，在众多新材料中更为引人瞩目。纳米级（100纳米以下）的普通材料拥有强度更大、电性能更佳等新属性，在新型药物、超光滑涂层材料和超强化合物等的生产中，都有着广泛的应用前景。

　　先进的纳米材料如石墨烯和碳纳米管可生产新型显示器、超高效电池和太阳能电池。制药公司已在利用纳米粒子进行针对性更强的靶向药物的研究，以治疗癌症等疾病。

　　

先进油气田勘采技术

　　水平钻井和水力压裂技术的潜在影响已受到了广泛的关注，可开采常规钻井方法无法开采的石油和天然气资源。

　　持续的技术改进可延长化石燃料的开采年限，对石油化工产品制造等能源密集型行业具有很大的促进作用。石油和天然气勘探开采技术的提高甚至还可能开发出新的能源，如煤层甲烷、甲烷水合物等，甚至有可能导致下一个能源革命。

　　

可再生能源

　　太阳能、风能、水力能、波浪能等都是大有发展前景的可再生能源，这类能源不会产生资源枯竭、气候变化等问题，可缓解人们对化石燃料前景的担忧。太阳能电池技术的发展尤其迅速，在过去20年里，太阳能电池成本大幅下降。与此同时，风能在电力生产中所占比率也在迅速增长。在美国和欧盟等经济发达体中，太阳能和风能等可再生能源的利用率大幅增长，更重要的是，中国、印度等经济崛起国家为减轻化石燃料污染，也在大力开发太阳能和风能技术。

　　（本版文章由方陵生编译）

　　

其他五种广受关注的技术

　　除了上述12种将对经济产生颠覆性影响的技术之外，以下5种技术也受到广泛的关注：

　　●下一代核裂变技术将可能改变全球能源构成格局，但在2025年前不太可能对经济产生重大影响。

　　●核聚变技术同样潜力巨大，但无论从技术成熟度，还是从时间框架角度考虑，与核裂变技术相比，核聚变技术目前还只是停留在构想阶段。

　　●碳封存技术对降低大气中二氧化碳浓度将产生重要影响，但尽管有着持续的研发投资，在2025年前可能也无法开发出符合成本效益的相关技术。

　　●先进的水净化技术将使数百万面临水资源短缺的人们受益，但比目前水净化技术更经济的方法在2025年前不可能得到大规模实施。

　　●量子计算机有可能替代数字计算机，但其适用性的广泛程度以及影响力目前还不清楚，实现这一技术的商业化时间框架目前也不确定。

　　

未入选榜单的五项技术

　　●私人太空飞行在2025年之前主要限于太空旅游和私人卫星发射，但在2025年之后，其他一些项目，如小行星采矿可对经济产生较大影响。

　　●OLED/LED照明对人们的生活有潜在的广泛影响，但除了影响范围较小的一些行业之外，在2025年之前似乎不太可能对经济价值产生影响。

　　●无线充电具有某些应用前景，但因其应用成本较高，总体影响有限。目前还不清楚这项技术的重要性是否能与其他替代技术相比，如改良后的能量储存技术。

　　●柔性显示技术（或称折叠显示技术）一直在发展之中，可为移动设备和移动电视提供新的令人兴奋的可能性，但其本身似乎不太可能在2025年之前成为影响广泛的颠覆性技术。

　　●三维立体显示已受到大量关注，但目前还不清楚这类技术在2025年前是否会产生推动经济发展的广泛影响。

　　

数字 颠覆性技术对经济的影响

　　500万美元∶400美元

　　1975年速度最快的超级计算机的价格与如今拥有同等性能的iPhone4的价格对比

　　27亿美元，13年

　　2003年完成的人类基因组计划所花经费和时间

　　30万英里

　　谷歌自动驾驶汽车安全行驶里程，只有1例事故（因人为失误造成）

　　3倍

　　2007年至2011年，北美天然气井开采效率增长3倍

　　85%

　　从2000年开始，太阳能光伏电池成本下降85%

　　

2025年前颠覆性技术对经济的潜在影响

　　20～30亿人

　　2025年上网人数

　　5～7万亿美元

　　知识型工作自动化产生的经济效益

　　100美元，1小时

　　未来10年里人类基因组测序费用和所需时间

　　150万美元

　　至2025年因自动行驶车辆降低交通事故死亡率可减少的经济损失

　　16%

　　2025年，太阳能和风能产量将占全球电力生产总量的百分比