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瞬而无形且无法察觉的力量铺开瞬间将招凝三人掀飞出去年度十大前沿科技趋势：AIGC市场规模将超万亿量子计算临门一脚2023-01-19 13:43·量子位杨净 发自 凹非寺量子位 | 公众号 QbitAI再变幻莫测的技术发展周期如果以年为单位也能探寻到每一次的关键进程那么在全新的幂集创新中今年有哪些新技术新突破领衔又有什么样的趋势值得关注比如已在产业界大放光彩的AI双星：AIGC、AI for Science他们正在创造了什么新价值能否解决更多实际问题硬科技创新背景下屡屡传来进展的异构计算、人形机器人、卫星互联网、AR产物背后是什么引擎在驱动为了帮读者们准确把握前沿科技趋势也为了帮更多人串联起技术突破和产业风口的内在线索更为了大家提前看到技术驱动的未来年度十大前沿科技报告再度来袭量子位智库结合对科技领域的长期跟踪以及对70余家初创公司、研究院、投资机构的深度交流提名了2022年度十大前沿科技趋势根据趋势内容在此分为了三个板块：新价值、新引擎；新物种、新场景；新标准、新机遇先来一睹为快：新价值、新引擎AIGC技术价值验证：图像及视频生成大爆发；AI for Science开启新范式：数据驱动+机器猜想重塑多领域科研模式；计算生物成为新引擎：医疗健康赛道迎来新型基础驱动力；新物种、新场景新型基因编辑落地：临床试验开启进入罕见病治疗；人形机器人站上硬科技创新高地：跨界思路降低商用门槛；卫星互联网提速：打开商业航天新象限；AR产物消费级落地：提供XR和元宇宙增长新潜能；新标准、新机遇异构计算成为共识：新行业标准明确现有算力最优解；智能计算架构呼之欲出：新一代芯片探索颠覆冯诺依曼架构；量子计算落地临门一脚：软件硬件同步提速新价值、新引擎AIGC技术价值验证：图像及视频生成大爆发如果要论2022年已纵横于各行各业的AI诞生出哪些新价值、新引擎AIGC一定是当仁不让的一个技术模型端DALL-2、Imagen、Stable Diffusion等多种模型出现证明了AI绘画的可行性随后横空出世的文本生成视频模型Imagen Video、Phenaki再次突破了AIGC的技术边界基于对场景的理解量子位智库将AIGC适用的业务场景进行了整理在延展领域中最为看好的是个性化内容营销它主要指由AI生成系统与底层的客户数据系统/营销效果反馈系统进行数据联通实时根据数据反馈调整生成需求按照现有技术成熟度以及现有需求成熟度分析量子位智库预计2030年AIGC市场规模将超过万亿人民币AI for Science开启新范式：数据驱动+机器猜想重塑多领域科研模式同样引发关注、价值显性的AI for Science赛道在去年呈现出与AIGC截然不同的发展范式——进入产业冷静期催生多种价值路径AI承担的职责也正在发生变化与以往AI主要用于简单建模不同的是科学家们开始尝试用AI来解决问题定制开发相关算法等生物之外物理、数学、化学材料、半导体等领域也都有了全新探索比如辅助证明数学定理、流体力学等物理仿真、辅助新材料设计、指导半导体电路设计等基于多方访谈和调研量子位智库将AI for Science的价值实现路径分为三点第一基于对海量数据的高维建模能力对特定科学问题进行预测评估典型案例如AlphaFold2第二科学原理+高性能计算新方式将科学模型的AI精准解作为机器学习的部分数据来源催生第五范式的产生这种数据与原理双驱动组合未来将广泛用于药物研发、材料设计、能源节约、天体物理等场景第三、可从数据中总结和发现特定规律辅助科学定律的发现除此之外AI for Science还有加速实验过程、推进科学研究低门槛化、并行化等价值计算生物成为新引擎：医疗健康赛道迎来新型基础驱动力朝着更深入产业的方向走去的还有被AI激活的计算生物赛道——已在药物靶点发现、药物分子设计、挖掘致病机理等实际领域落地例如Insilico Medicine已利用 AlphaFold2在30天内发现 CDK20 小分子抑制剂；David Baker 团队目前已实现了基于 AI 为各类靶点蛋白设计结合蛋白分子或者更概括地来说在量子位智库看来从底层计算推演生物性质及原理、搭建预测及判断模型（比如疾病诊断与AI制药）、以及对生物体进行控制改造都离不开计算生物学提供的模拟计算与底层机制推演量子位智库判断目前计算生物学正进入基础沉淀期后半段2025年将进入到普遍验证期相关产业价值将远超于科研价值新物种、新场景新型基因编辑落地：临床试验开启进入罕见病治疗以CRISPR/Cas9为代表的新型基因编辑凭借着成本低廉操作方便效率高等优点快速在产业推进被认为是继ZFN、TALEN之后出现的第三代基因编辑技术过去的基因编辑技术领域需要让同一个蛋白质同时完成靶向定位和切割两个动作针对目标DNA进行蛋白质设计的挑战极大在效率、便携性、成本等方面存在明显短板而新型基因编辑方法可以让导向RNA与蛋白质分别完成靶向定位和编辑动作且因为RNA序列易于设计大幅降低基因编辑整体难度和投入成本目前CRISPR、碱基编辑（Base Editing）、先导编辑（Prime Editing）以及RNA编辑正在飞速发展从应用价值来划分主要有医疗领域、物种改造两大类医疗领域又以基因治疗为代表截至2022年8月据公开数据统计基因组编辑已在全球药物研发热门作用机制中位列第7有217个相关药物进入研发此外还有异体细胞/器官改造、高通量自动化的致病基因筛选、类器官培养、新型诊断测试等应用物种改造方面主要有农作物开发、工业微生物制造、病毒检测等场景目前我国进展最快的是齐禾高科等公司所在的分子育种领域人形机器人站上硬科技创新高地：跨界思路降低商用门槛在机器人板块诸多跨界玩家在人形机器人板块汇合这其中包括传统造车公司、仿生机器人公司、智能硬件相关公司、消费电子公司等量子位智库认为人形机器人主要有这两方面的应用价值一方面拟人形态能让机器人更好适应人类环境与人类工具在日常服务中更有优势；另一方面拟人形态便于更好与人类产生情感链接与互动可落地在教育、引导、会展等场景中但由于硬件及软件配套等因素目前人形机器人尚未展开产业级大面积推广而跨界玩家的加入为行业提供新的解决思路多项能力在此处融合教会有望降低商用门槛典型如特斯拉环境感知部分采用自动驾驶中的FSD、Dojo芯片、纯视觉系统等技术增强了人形机器人的商业化规模成本优势卫星互联网提速：打开商业航天新象限作为商业航天传统三大应用领域之一的卫星互联网在去年提速明显它通过多次发射数百颗乃至上千颗小型卫星在低轨组成卫星星座并以这些卫星作为空中基站从而完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络具有广覆盖、低延时、宽带化、低成本等特点它可以与5G和光纤网络互补发展与传统运营商开展合作在偏远地区提供网络服务其中极地科考、海上通信、机载WiFi以以及陆地边远地区互联网接入是四大应用领域在海陆空三类环境中为全球用户提供实时互联网服务量子位智库根据公开数据推算2023年卫星互联网服务市场规模将达6亿美元2027年将达11亿美元目前国内的卫星互联网发展模式开始由国家主导转变为国家与公司共同推动量子位智库预计今年将迎来卫星发射的高峰期AR产物消费级落地：提供XR和元宇宙增长新潜能XR也在持续性发展过程中这当中AR时代的到来更值得关注2022年Micro-Led 显示器的量产让 AR 眼镜有更高的分辨率阵列、衍射光波导光学结构的使用让 AR 眼镜亮度更高更容易户外场所Nreal Air、OPPO Air Glass、谷歌AR概念机One More Thing、Mojo Vision的AR隐形眼镜正引发广泛关注B端工厂、安防等场景有了相当的渗透率具体有工业生产、智慧城市、教育教学、展陈导航等而C端的市场也正在展开已在AR游戏、AR社交、AR营销以及AR-HUD开始拓展基于技术成熟度评估量子位智库认为AR技术已进入稳步爬升期但B端定制化特色明显垂直赛道的标准化产物仍需一定时间提炼C端产物相较更易标准化生产但需一定时间寻找关键场景并进行推广部分技术也需进一步完善比如AR空间感知及计算能力、异构计算体系等新标准、新机遇异构计算成为共识：新行业标准明确现有算力最优解新技术新模型下计算、算力究竟诞生了什么新标准、新机遇异构计算正在成为行业共识在过去一年中各头部公司都在通过先进设计、先进制程、先进封装或扩充产物线等方式来实现对异构计算的布局这其中由英特尔牵头AMD、Arm、高通、台积电、三星、Meta、微软等十大行业巨头联合成立的Chiplet标准联盟Universal Chiplet Interconnect Express为重要节点异构计算的价值在于能让最适合的专用硬件去服务最适合的业务场景实现性能、成本、功耗三者间的平衡基于不同技术细节它可以分为板卡集成异构计算、芯片级异构计算、超异构计算近年来异构计算主要应用在HPC高性能计算、AI、5G通信、物联网以及云计算等场景中软件栈和生态建设进度明显部分产物已规模化落地未来有两大发展趋势值得关注一是超异构与Chiplet的相互成就；二是异构计算仍需技术流程协同、软硬件标准统一以及由于不同系统架构、指令和程序导致的技术难度提升智能计算架构呼之欲出：新一代芯片探索颠覆冯诺依曼架构除此之外新一代的智能计算架构也受到广泛关注当前摩尔定律已逼近极限依靠器件尺寸微缩来提高芯片性能的技术路径在功耗和可靠性方面都面临巨大挑战传统的冯诺依曼架构已无法适应现如今AI计算对算力和低功耗的需求存算一体芯片、类脑芯片、硅光芯片作为More than Moore的代表开始受 到关注存算一体是直接利用存储器做数据处理通过拉近或消除计算单元与存储单元之间的距离打破存储墙和功耗墙瓶颈近年来存算一体经历了从学术界到工业界的转变头部公司已初步实现量产未来有两大趋势值得关注：新型存储器件与终端推理类脑计算产业落地角度讲模仿人脑价值在于解决当前AI在信息处理和计算模式上遇到的困难为实现通用人工智能奠定基础目前类脑计算已在移动终端设备、低维离线信息处理、事件相机、触觉感知等领域发挥低功耗、 低延时等优势未来将逐步建立起围绕类脑计算的生态以及加快跨学科融合研究硅光芯片技术核心理念是以光代电即利用激光束代替电子信号进行数据传输能同时满足长距离数据传输以及微电子芯片间的短距离大容量的数据传输可应用场景包括数据中心、5G、光计算以及自动驾驶-硅光激光雷达量子计算落地临门一脚：软件硬件同步加速还有一个不容忽视的计算机遇当属于量子计算相关数据显示到2031年左右有将近8000亿的市场规模将会直接与量子计算相关全球70%的公司想在这方面做一些布局去年诺奖颁向了量子纠缠其核心应用领域量子计算也在此等加持中加速落地与发展以谷歌、霍尼韦尔为代表的积极投入下量子计算进入到探索如何解决实际应用中高难问题的NISQ阶段国内以百度、图灵量子等机构则正在探索实际场景中的落地应用归结起来量子计算近期突破主要在两个方面：一方面是量子计算的核心硬件即量子计算机本身的进展包括量子比特数量、量子纠错效果、量子体积另一方面则是基础研究、基础设施、应用研发、生态网络等相关配套设施的完善量子位智库认为其落地价值主要在量子模拟、直接建模/辅助机器建模等方面除此之外还有这些提名技术值得关注：数据安全及隐私增强计算技术、新型能源、绿色科技、AGI通用人工智能、生物信息研究、游戏引擎等感兴趣的朋友们可前往量子位微信公众号了解更多内容量子位智库自2021年起启动了年度前沿技术趋势的总结及展望计划并以年度前沿科技报告的形式对外发布今年基于自身对科技领域的长期跟踪并结合对70余家合作初创公司、 研究院、投资机构的深度访谈给出了2022年度十大前沿科技趋势从关键数据、技术突破、产业资本动向、重大催化剂等关键角度出发对各趋势进行深入分析并提名代表机构通过《2022年度十大前沿科技报告》量子位智库期待能够从科研、投资、创业、转化等不同角度帮助每位更好地把握前沿科技的发展趋势以及随之而来的重大变革本文系头条科技 #瞭望2023# 特约稿件；— 完 —量子位 QbitAI · 头条号签约关注我们第一时间获知前沿科技动态