2021数字科技前沿应用趋势.pdf
《2021数字科技前沿应用趋势.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2021数字科技前沿应用趋势.pdf(44页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、序科技无疑是经济增长、社会发展和美好生活构建的重要驱动力。刚刚过去的一年,突如其来的新冠肺炎疫情,对人类日常工作、生活等带来持续冲击。数字科技成为中国抗击疫情的一支“硬核”力量。我们看到,在“新基建”的帮助下,从消费互联网到产业互联网都在全面助力经济社会的复苏与增长,智能辅诊、远程会议、在线学习、云会展、互联工厂、无接触配送等新应用场景持续涌现,线上线下正在加速一体化,各类创新技术在各行各业快速渗透。这份 2021数字科技前沿应用趋势 报告,既有对AI、区块链、量子科技等通用技术领域的展望,也有对数字科技在医疗健康、交通出行等垂直行业创新应用的洞察。报告还指出,随着“上云用数赋智”的普及和产业
2、互联网的发展,安全领域面临着全新的挑战和变革。与此同时,一个虚实集成世界正在越来越近地向我们走来。以互联网为代表的数字科技,正在走向一个新的临界点。随着新的软硬件和通信网络在不同场景的落地应用,人机交互模式和信息环境将可能产生颠覆性变革。互联网不再仅仅是虚拟世界的连接,它将致力于帮助用户实现全面真实的应用体验,创造出线上线下一体、虚拟与现实融合的“全真互联网”。半个多世纪以来,数字科技日新月异。伴随着从大型机到个人计算机(PC)、从 PC 到智能手机的演进,我们也从 PC 互联网发展到移动互联网。在移动互联网时代,消费互联网和产业互联网正在全面发展,这是我们走向“全真互联网”的基础。今天,我们
3、奋战在数字产业一线的从业者,更需要努力学习,带着敬畏心为技术更新与产业变革做充足准备。科技是一种能力,向善是一种选择。科技发展的目的和最终归宿是以人为本,让人们过上更美好和幸福的生活。腾讯秉持“用户为本,科技向善”的使命愿景,就要与时代同呼吸,与国家共命运,推动科技创新去满足那些经济社会中的迫切需求,实现更高质量的发展,努力帮助每一个普通用户共享数字科技所带来的红利,助力更多人成为新一轮全球科技与产业革命的参与者和受益者。点亮新科技的火种马化腾以智能技术为代表的数字经济已经成为经济发展的新动力、科技创新的新空间,并直接影响新的国家核心竞争力的形成。人工智能、全联网、大数据、云计算、5G、区块链
4、等,正在加快融入各行各业,构成新的发展格局。进一步加强对未来科技发展和应用趋势的研判,部署前瞻性、战略性的重大应用方向,非常重要。物理世界和数字世界正在互相渗透,二者的边界逐渐趋于模糊,大大小小的智能物理系统将无处不在,人类有望进入一个万物智联、虚实共生和全真互联的新时代。在这个发展进程中,既需要注重产业生态的构建和协力推动,也更需要“科技向善”以更好地服务实体经济,让新技术的变量,成为经济高质量发展和全社会福祉民生的最大增量。原国家信息化专家咨询委员会常务副主任 周宏仁走过了举世难忘的 2020 年,新的一年究竟是延续百年未有之大变局还是柳暗花明又一村?2021 年国际形势仍然有很大的不确定
5、性,但信息技术主导的科技革命与产业变革的趋势将更加明显,全球经济在疫情过后的复苏对经济社会的数字化、网络化和智能化有更高的期待。哪些技术应用将会引发新模式、新业态出现,从而对 2021 年及今后产业发展、民生服务、社会治理、国家安全等方面有重要影响?本报告对信息技术的发展及其可能的应用前景进行了预见分析,凝聚为十多个方面的有价值的应用场景。从趋势到现实离不开创新实践,我们要从新技术变量中开新局,转化为经济高质量发展的新动能。中国工程院院士 邬贺铨当今世界正面临百年未有之科技革命与产业变革。近年来,人工智能、云计算、大数据、5G、区块链、信息安全、沉浸式媒体、数字孪生等新兴信息通信技术的应用快速
6、发展。量子科技、脑机接口等前沿领域取得了重要进展。更智能的产业互联网,更自然的人机交互,线上线下一体化、虚实共生的智慧互联网时代正在快速到来。这些基础研究、技术研发与应用领域专业技术深度融合的科技创新,正加速发挥着科技创新对推进国民经济、国计民生和国家安全等领域发展的乘数效应。本报告对近年来的科技应用趋势作了敏锐、深入、聚焦的前瞻预测与论述,它将积极推动我国科技创新更高质量的发展及其在我国现代化社会建设中的支撑引领与核心地位。中国工程院院士 李伯虎专家推荐前言当今世界正经历百年未有之大变局,科技创新已成为关键变量。数字科技不仅是疫情下推动经济复苏的重要动力,也为人类应对长期发展挑战提供了新解法
7、。面向未来,我们需要进一步转向创新驱动的发展,向科技要方法,在危机中育先机、于变局中开新局。站在下一个 5 年的起点上,全社会对数字科技既满怀期待,也在上下求索前行之路。为此,腾讯研究院发起了这样一个研究项目,先后访谈业界权威专家,以及腾讯公司AI Lab、多媒体实验室、地图平台部、反病毒实验室、科恩实验室、量子实验室、Robotics X 实验室、腾讯云区块链、天衍实验室、未来网络实验室、希波实验室、云鼎实验室、优图实验室、自动驾驶实验室的负责人和科学家,对十四项前沿科技的发展方向、应用场景、落地难点和路径等进行预判和总结,形成2021 数字科技前沿应用趋势报告。我们看到,深度学习正在走向多
8、模态融合,沉浸式媒体向更深度演进,产业区块链将推动数据要素的市场化,量子科技的算力有望得到进一步提升。在垂直行业,医疗 AI、数字生物标记物、脑机接口、5G-V2X、自动驾驶仿真、产业互联网地图等技术也在全面敲开应用的大门。随着更多的行业数字化、云化和智能化,安全将由“伴生”和“保值”成为“原生”和“增值”,并进入到人机协同的新时代。虚拟和真实世界的融通,正在开启一个全真化的数字世界。我们希望,通过每年发布这样的一份观察,尝试为探索数字科技的星辰大海提供一份导航图,让数字科技的变量转化为经济社会高质量发展的最大增量。受研究时间所限,报告难免有不足之处,恳望各界同仁予以指正。腾讯研究院院长 司晓
9、趋势 1深度学习走向多模态融合 1趋势 2沉浸式媒体向体验和场景的纵深演进 4趋势 3产业区块链推动数据要素市场化 6趋势 4脑机接口有望在康复领域先行突破 8趋势 5软硬融合推升量子算力 11趋势 6疫情按下医疗 AI 应用快进键 13趋势 7数字生物标记物照亮居家慢病诊疗 16目 录趋势 8基于 5G-V2X 的“人车路网云”体系加速形成 19趋势 9仿真推进自动驾驶成熟步伐 22趋势 10新一代数字地图迈向实时智能泛在 25趋势 11云数据安全成为必选项 28趋势 12基于身份的微隔离护航云原生安全 30趋势 13AI 推动信息安全告别手工业时代 32趋势 14虚实集成世界孕育新蓝海 3
10、5深度学习走向多模态融合深度学习近年来持续成为产业热点,如计算机视觉已广泛应用于人脸识别、工业视觉、OCR 和视频内容理解等领域。当前,深度学习正从语音、文字、图像等单模态向多模态智能发展。即通过对听觉、视觉,甚至未来对嗅觉、味觉、心理等难以量化的信号开展多个模态的融合分析,将有效加强高阶认知技能的开发,推进深度学习从感知智能升级为认知智能。此外,多模态融合技术还可以实现对人体姿态、表情和功能等的模拟仿真,打造高度拟人化的数字虚拟人,创造全新的人机交互方式。1随着算力的提升,数据的丰富,深度学习应用近年来实现了重大突破。机器通过大量数据的反复训练,提升了在不同感知场景中的“实用性”,助力产业智
11、能化升级。深度学习主要包括计算机视觉、语音、知识图谱和自然语言处理等领域。以计算机视觉为例,目前已广泛应用于人脸识别、工业视觉、OCR、内容理解等应用场景。随着计算机视觉技术精度和成熟度的提高,正不断渗透到娱乐、医疗、新零售等更多重点应用场景,推动技术变革和用户体验提升。例如,在泛娱乐领域,以计算机视觉为基础的人脸检测、人脸关键点定位、人脸融合以及人像分割等 AI 视觉技术,通过对泛娱乐场景各类基础数据的挖掘整合,打造出多项泛娱乐人像特效应用,为泛娱乐行业用户提供各类新奇酷炫的 AI 视觉特效和娱乐体验。在抗击疫情方面,计算机视觉帮助进行口罩遮挡下的人脸检测;依托人脸比对和活体检测技术构建的全
12、场景人脸核身解决方案,有效解决了用户远程实名制核身验证等难题。依托技术成熟和先发行业的经验积累,深度学习技术正在拓展到更广阔的产业领域,并通过搭建深度学习平台提速 AI应用开发,提高落地速度。同时,深度学习技术本身,也正在向多模态融合、认知智能、更安全和可解释的 AI 迈进。当前,深度学习正从语音、文字、图像等单模态向多模态智能发展。即通过对听觉、视觉,甚至未来对嗅觉、味觉、心理等难以量化的信号开展多个模态的融合分析,将加强高阶认知技能开发,推进深度学习从感知智能升级为认知智能。多模态融合技术还可以实现对人体姿态、表情和功能等的模拟仿真,打造高度拟人化的数字虚拟人,创造全新的人机交互方式。从端
13、到端打通各个模态之间的关系,可以形成真正多维度交互的智能机器,从而增强对功能属性、物理关系、因果逻辑、动机预测等认知的逻辑推断,让感知智能升级为认知智能。此外,从应用安全出发,深度学习还需进一步提升面临对抗攻击时的防御能力。对抗攻击通过施加人类视觉或听觉无法识别的轻微扰动,就可以使正常训练的2模型输出置信度很高的错误预测。在深度模型广泛应用的今天,随着对大型数据集的依赖越来越大,需要更多关注深度模型的脆弱性。很多高效的方法已经被提出,用于提升深度模型的可解释性和鲁棒性,特别是对现实物理场景的攻击和防御,是未来研究的重点之一。此外,面对深度合成等技术带来的潜在问题与风险,数字取证技术将有效遏制
14、AI 的滥用。近年来,大量的人脸编辑检测算法被提出,一定程度上遏制了 AI 技术的滥用,提升了人工智能的应用安全。但取证算法对未知伪造算法的检测能力还有待进一步加强。如何提升取证算法对不同人脸伪造算法的鲁棒性,也是未来研究的重点。3沉浸式媒体实现了物理世界和虚拟世界的融合共生,被认为是改变未来生活和工作方式的颠覆性趋势之一。在 5G 和 AI 等技术推动下,沉浸式媒体正走向体验和场景的纵深化发展。更深度的沉浸式体验,主要体现在真实场景的 6DoF(Degree of Freedom)、更清晰和流畅的内容显示、多通道交互等方面。依托三维重建、压缩传输、近眼显示、渲染处理、感知交互等环节的技术产业
15、化进程,沉浸式媒体将带来听视觉的逼真性、交互的流畅感和真实感升级。从场景看,沉浸式正从面向个人娱乐的消费类市场,深化发展到企业级市场的垂直行业。未来,随着 5G 的大规模普及,沉浸式媒体硬件及技术的进一步突破,制作成本的下降以及更多优质内容的开发,沉浸式媒体产品和服务将被主流群体广泛采纳,应用场景和商业空间将被全面激活。沉浸式媒体向体验和场景的纵深演进4*3 自由度(3DoF)的 VR 视频中,用户的观看姿态只能通过 x 轴、y 轴和 z 轴上的旋转来改变,纯粹的平移运动不会导致不同的内容呈现。更深度的沉浸式体验将为 6 自由度(6DoF)提供支持,6DoF 支持旋转和平移运动,不仅允许用户改
16、变方向,还允许用户在观察场景中移动位置,从而进一步提高沉浸感。沉浸式媒体能够提供真实与虚拟融合、可人机交互的环境,主要基于 VR(虚拟现实)、AR(增强现实)、MR(混合现实)等技术实现。沉浸式媒体在娱乐、文旅、教育、医疗、制造等领域有着广阔应用空间,被认为是改变未来生活和工作方式的颠覆性趋势之一。伴随 5G 商用部署的加快,叠加疫情带来人们宅家生活方式的转变,沉浸式媒体有望迎来新的发展机遇。当前沉浸式媒体正在走向体验和场景的纵深化发展。更深度的沉浸式体验,主要体现在真实场景的 6DoF*、更清晰和流畅的内容显示、多通道交互等方面。依托三维重建、近眼显示、渲染处理、感知交互等技术的产业化进程,
17、沉浸式媒体将带来听视觉的逼真性、交互的流畅感和真实感升级。从应用场景来看,沉浸式媒体正在从面向个人娱乐的消费类市场深化发展到企业级市场的垂直行业应用场景。根据IDC 数据,2019 年 VR+垂直行业市场中,教育、零售、制造为 TOP3 行业,占比近 50%。疫情也为沉浸式媒体的垂直行业市场培育按下加速键,包括 VR 看房、VR 会展、VR 文旅等迎来升温发展,未来基于精准场景的沉浸式商业应用将具备较大空间。整体而言,沉浸式媒体技术还处于发展初期,市场成熟度有待提升。面向未来,这种深度沉浸式媒体的发展和应用还需多个层面的突破:一是硬件设备性能和成本问题。如受限于高延时、低显示分辨率等问题,当前
18、终端体验有待提升。二是沉浸式内容制作还没有成熟的制作方法和工具,制作难度大。三是深度沉浸式媒体的交互性需求、超高清分辨率呈现以及 6DoF 的沉浸感实现,都迫切需要带宽的提升。未来几年,随着 5G 的大规模普及,深度沉浸式媒体有望在短期内迎来全面爆发。沉浸式媒体相关硬件算力提升、关键技术的突破和融合、制作成本的下降以及更多优质内容的开发,将推动沉浸式媒体产品和服务被主流群体采纳。可以期待,深度沉浸式媒体将进一步链接经济社会生活场景,更多的消费类和商业类应用将走向沉浸式和线上化。5区块链在产业中的应用可有效加强多方间的协作信任,提升系统的安全性和可信性,并简化流程、降低成本。但区块链在商业化场景
19、的真正发力,需要服务于数据要素的市场化。主要体现在两个方面:第一,资产数字化,即以传统金融资产为主流开始进行数字化迁移,这一过程对 IOT 设备的普及提出了更高要求,同时也催生了资产网关的全新角色。这一角色将成为传统资产上链的枢纽,确保真实性与可校验。第二,数字资产化,是互联网上的数据和内容(原创的文字、音乐、图片等)在区块链上进行数字化的确权,并形成资产。数字资产化还需要推动跨链、辅助上链及周边设施的发展。在未来的数据要素市场中,基于区块链的确权与交易有望成为基础设施。产业区块链推动数据要素市场化6区块链是首次将技术提升到“治理”这个层面去思考的一个复合领域。区块链的技术特性赋予了自身变革传
20、统产业的潜力,其应用已经从单一的数字货币延伸到各行各业的场景之中,脱虚向实,能加强传统产业多方间协作信任、提升系统的安全性和可信性,并简化流程、降低成本,进而在各领域中助推实体行业。区块链的应用前景主要包括两个方面:第一,资产数字化,即以传统金融资产为主流开始进行数字化迁移,以供应链金融为代表。在今年疫情的大环境下,产业和金融政策的扶持力度加大,各大银行加大力度对中小微企业进行普惠支持,传统金融也借机上链。这一过程对IOT 设备的普及提出了更高的要求。同时也提出了全新的角色,即资产网关。这一角色将成为传统资产上链的枢纽,确保真实性与可校验。第二,数字资产化,以互联网原生的产品为资产,开始探索资
21、产化的模式。如原创的文字、音乐、图片作品,通过基于 ERC-721/1155 等协议,形成数字资产。这类数字资产除了线上或链上原生之外,也开始探索资产化的道路,大量的内容作品开始探索如版权、金融等场景性应用。基于以上范畴,数据要素市场化是未来区块链服务新基建的最重要路径。由于政策的引导,加之数据交换与治理的需求越来越高,基于区块链的确权与交易将成为基础设施。在数据隐私保护的基础上,方便各方的数据使用。当前,产业区块链的应用还存在如下问题:第一,由于多链开花,产业界在技术层面已经开始推动跨链和资产互认,但依然缺乏商业层面的共识与有效的商业模式。因此仍需推动商业层面有效的跨链共识,让价值在更大范围
22、内流转。第二,联盟链的基础技术已经成熟,但需要推动辅助上链以及周边设施的发展。如 DID,数字/数据资产确权,基于智能合约的支付清分体系等依然滞后,还未进入到规模化普及期。总体而言,区块链已经完成技术化到产品化的落地,正向商业化进行探索,并终将完成产业化。未来几年,随着经济转向国内大循环,降低交易成本将会是结构性的机会。开放式的 BaaS 服务将会逐步转型服务于各产业联盟,在产业链上下游打造价值闭环。区块链将围绕各行业场景需求,解决资产确权、交易等环节的问题,通过数字化、智能化和物联化,进一步推动资产的价值透明,降低交易成本。7脑机接口指在脑与外部设备之间建立的通讯和控制通道,是理解、改造自然
23、和人类的终极疆域。脑-机简单运动控制持续取得突破,在康复场景下有很大的应用潜力,可辅助残障人士获得部分肢体功能,帮助脑疾病患者进行主动运动康复、重塑部分脑功能。目前主要方向是提升脑电信号采集信噪比、高带宽双向读写、无创/微创植入等。长期来看,其应用突破有赖于多学科合力推进和软硬件技术的协同发展,包括硬件方面更精密的电极,更生物友好的材料,更丰富的数据库,更明确统一的数据标准,更先进的机器学习算法,以及脑科学研究的关键性进展等。脑机接口有望在康复领域先行突破8脑 机 接 口(英 文 为 brain-computer interface,简称 BCI),指在脑与外部设备之间建立直接的通讯和控制通道
24、。脑机接口与脑科学不仅为人类的健康和强化带来想象空间,也是理解、改造自然和人类本身的“终极疆域”,成为全球各国科技竞争的战略高地,美国、欧盟、日韩等相继发布“脑计划”战略。2016年,我国“十三五”规划纲要将包括脑机智能新技术在内的“脑科学和类脑研究”列入国家重大科技创新和工程项目,2020 年“十四五”规划进一步将脑科学列为国家战略科技力量。脑机接口技术在康复领域已初步展现出应用潜力。自二十世纪七十年代起,伴随神经科学、材料学、工程学持续发展,脑机接口技术在运动、视觉、听觉皮层信号解读方面取得进展,在医疗健康领域也实现了多种类型的应用。一是辅助感觉接收器官,将声光刺激转化为电信号,如人工耳蜗
25、(1978 年)、人工视网膜(2004 年)等。二是“脑-机”简单运动控制,构建运动想象模型,识别双手、脚、舌的多模态运动信号,帮助残障人士实现机械辅助进食、行走、打字等。三是支持中风患者进行主动运动康复,以脑运动信号驱动机械外骨骼带动肢体活动,帮助脑区中相应神经元参与学习,重塑部分脑功能。此外,脑机接口在了解注意力状态、增强记忆、帮助睡眠和冥想解压等场景也具有应用空间。脑机接口辅助康复的核心任务,是接收和准确识别大脑发出的指令。这一过程可分解为四个环节,即信号采集、特征提取、设备控制和反馈。从成本和易用性看,非侵入式(脑电帽等)方案更具大规模商用潜力。短期发展方向来看,一是要提升数据采集量和
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2021 数字 科技前沿 应用 趋势
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【宇***】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【宇***】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。