升維 - 2023年十大數字科技前沿應用趨勢 | 全文附下載

當今世界正加速邁入數字文明時代。數字科技在電路的運行中誕生，伴個人電腦和智能終端的普及而成長，隨互聯(lián)網飛速發(fā)展日益成熟。數字科技已成為全球經濟復蘇不可或缺的動力，也是我國數字經濟和科技強國建設的重要驅動力和連接器。

面向未來創(chuàng)新驅動的高質量發(fā)展，我們要進一步向科技要答案、要方法。騰訊研究院聯(lián)合百位內部科學家、技術專家和外部院士專家，連續(xù)3年發(fā)布《數字科技前沿應用趨勢》報告觀察。我們希望攜手全社會的科技生態(tài)伙伴，一起洞察未來趨勢，助力更多創(chuàng)新聯(lián)合體的組建，共同推動科技趨勢從方向成為現(xiàn)實，并通過以數強實，與大家共建更美好的真實世界。

專家點評

數字科技的迅猛發(fā)展，正推動生產方式、生活方式和治理方式的深刻變革，成為全球創(chuàng)新和經濟增長的新動能。

目前，數實融合已經上升為國家戰(zhàn)略，這股大潮正在席卷各行各業(yè)，全真互聯(lián)正是騰訊產業(yè)互聯(lián)網推進數實融合的重要戰(zhàn)略與路徑。其中，視頻/孿生、遠程交互是全真互聯(lián)的核心技術，泛在智能、可信協(xié)議、無限算力是關鍵支撐。

數字科技的加速發(fā)展，不僅讓“聯(lián)”更加泛在，也讓“真”更為身臨其境，在遠程也可以達成感知和操作。報告中提出的云計算、泛在OS、量子計算、Web3等正在重塑ICT的基礎設施，機器觸覺的增強，將讓遠程感知更為真實，基于遠程會議和協(xié)作文檔的數字辦公將走向無界、在場和知識共創(chuàng)，數字人正成為新的交互入口，安全共生為產業(yè)保駕護航，這些技術的迭代演進，將為全真的下一步發(fā)展提供堅實的助力。全真還要服務真實的場景，解決實際的問題，在城市、能源、制造、交通、教育、文旅、金融、零售等千行百業(yè)發(fā)揮更大的價值。

全真互聯(lián)既是技術驅動的必然方向，也是社會產業(yè)升級的關鍵推手。

我們希望攜手業(yè)界伙伴，在全真互聯(lián)的道路上以數強實，共建更美好的真實世界。

---- 騰訊集團高級執(zhí)行副總裁、云與智慧產業(yè)事業(yè)群總裁湯道生

人類文明的演進，就是一部科學技術進步的歷史。從火的發(fā)明到電的普及，從馬力、電力到算力，從宏觀宇宙到微觀量子，人類科技的進步一日千里，日益成為經濟社會發(fā)展的第一動力。

科技需要未來視角。站在明天看今天，才能更好地錨定我們的航向。科技的演進有其內在邏輯，很多革命性創(chuàng)新是源于日積月累的堅持和投入，而非一蹴而就。創(chuàng)新路上的點滴進步，構成了科技進步的一個個路標和信號。我們選取了部分數字科技前沿領域的信號，組成了一幅報告中展示的“科技星圖”。

科技也需要開放視角。當今的數字科技發(fā)展，多是基于開源開放理念，全球開發(fā)者共同參與協(xié)同創(chuàng)新。大家不必重新發(fā)明一個個輪子，而是站在巨人的肩膀上，以云等新型基礎設施為依托，用一個個微創(chuàng)新，去構筑更敏捷、更智能的數字科技體系。

科技更需要價值視角。科技創(chuàng)新的根本目的，是要給用戶帶來實實在在的價值，科技向善正在成為全社會的共識。同時，近年來，應用驅動的創(chuàng)新，也成為科技進步的源頭活水。在全球技術變革和產業(yè)重塑的機遇期，過去由理論研究起步，到實驗室研發(fā)，再到市場化嘗試和產業(yè)化推廣的長鏈條串行模式，正在變成以消費和產業(yè)需求為驅動的短鏈條并行模式。相信在我國超大規(guī)模的大國大市場優(yōu)勢下，各行各業(yè)持續(xù)涌現(xiàn)的需求，必將推動中國數字科技創(chuàng)新取得更大的發(fā)展。

---- 騰訊集團高級執(zhí)行副總裁、技術工程事業(yè)群總裁 盧山

當今世界正在經歷一場源于信息技術的快速發(fā)展和廣泛應用而引發(fā)的大范圍、深層次的社會經濟革命，數字經濟作為繼農業(yè)經濟、工業(yè)經濟之后的新型經濟形態(tài)應運而生，數字化轉型已成為人類社會發(fā)展的必然選擇。

數字化轉型是一次根本性的變革，它帶來的是一次范式變遷，信息技術正從助力社會經濟發(fā)展的輔助工具轉變?yōu)橐I社會經濟發(fā)展的核心引擎，需要我們從多學科、跨領域的視角進行全方位的探索創(chuàng)新。本報告提供了對IT重塑、未來網絡、智能世界、數實交互四個方面新趨勢的觀察與思考。

軟件是數字經濟時代不可或缺的“基礎設施”，同時將“重新定義”傳統(tǒng)的物理世界基礎設施和社會經濟基礎設施，開啟人類社會、信息空間與物理世界三元融合的泛在計算時代。新的計算模式呼喚新的操作系統(tǒng)，泛在操作系統(tǒng)（Ubiquitous Operating System, UOS）作為支撐泛在計算新場景的核心系統(tǒng)軟件，正成為操作系統(tǒng)創(chuàng)新發(fā)展的新方向。期待“產學研用”協(xié)同努力，共建泛在操作系統(tǒng)發(fā)展新生態(tài)。

---- 中國科學院院士、中國計算機學會理事長梅宏

壬寅年仲冬與北京

在全球科技革命和產業(yè)重塑的當下，前沿科技對經濟社會發(fā)展的影響比以往任何時候都更加顯著，科技創(chuàng)新已成為國家發(fā)展的第一生產力和動力源泉。

未來具有不確定性，創(chuàng)新離不開對科技趨勢的理性判斷。以發(fā)展的眼光和廣闊的視野，從更高的維度思考當前遇到的問題，找準發(fā)力點，才能更好地集中力量攻堅克難，化解人類生存發(fā)展面臨的系列挑戰(zhàn)。騰訊研究院從IT重塑、未來網絡、數實交互和智能世界四個維度，梳理了上百個技術點，對當前主要的數字科技創(chuàng)新趨勢給出了有價值的思考和判斷。

以云為底座，以交互和孿生技術為支撐，以智能化、綠色化、融合化為特征的新業(yè)態(tài)和新模式持續(xù)涌現(xiàn)，將快速推動人類生產方式、生活方式發(fā)生深刻變化。科技的最終目的是服務于人類社會文明的進步，向善致美是科技應當秉持的價值觀。不忘初心，以人為本，我們才能乘前沿科技之舟駛向更美好的未來。相信騰訊研究院的工作保持了這些理念。

---- 中國工程院院士、中科院大連化學物理研究所所長 劉中民

數字科技星圖

課題組通過持續(xù)研究，遴選了數字科技前沿應用的百余個關鍵技術點，繪制成一幅“數字科技星圖”。根據這些技術點的相關性、影響力和成熟度，我們將其以“星座”的形態(tài)，分布在IT重塑，智能世界，數實交互和未來網絡四個領域。

IT重塑的星系，匯聚著計算、存儲、架構、安全、操作系統(tǒng)等數字科技底層設施的重塑；智能世界的星系，表達著AI、終端、機器人、數字空間等構筑未來世界的數字元素；數實交互的星系，描繪著音視頻、人機交互、XR、數字人、數字孿生等推動數實共生的技術動力；未來網絡的星系，預示著5G/6G、物聯(lián)網、Web3、能源互聯(lián)網等未來網絡形態(tài)的涌現(xiàn)；

我們愿與科技生態(tài)伙伴一起，持續(xù)校對、豐富和迭代這幅數字科技星圖，共同繪制行業(yè)探索數字科技星辰大海的導航圖。

觀點總覽

繼21年的“變量”、22年的“融合”，我們看到2023年數字科技的發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的“升維”特征。因此，我們將新一期的報告命名為《升維 - 2023年十大數字科技應用趨勢》（文末附下載）。報告從數字科技的科研突破、重大事件和創(chuàng)新應用等方面，對高性能計算、泛在操作系統(tǒng)、云計算、數字人、時空人工智能、能源互聯(lián)網、Web3、機器人、數字辦公、產業(yè)安全共10個熱點方向進行了深入分析，洞察前沿科技的重點趨勢。

【高性能計算】

高性能計算邁向“CPU+GPU+QPU”時代

算力，是數字經濟時代一種新的生產力，廣泛融入社會生產生活各個方面。高性能計算，是先進算力的代表，也是“國之重器”。高性能計算前沿技術的發(fā)展和應用，引領著整個計算領域的發(fā)展走向，甚至引發(fā)劃時代的飛躍，值得產業(yè)和社會持續(xù)關注。

近年來，AI大模型，AIGC，自動駕駛，蛋白質結構預測等各類人工智能應用大量涌現(xiàn)，對高性能計算的發(fā)展產生重大的影響。2022年，是高性能計算技術發(fā)展的蓄力之年。高性能計算在架構、硬件和軟件等方面的迭代和積累，將在“應用驅動”的持續(xù)塑造下，加速完成2.0的代際過渡，進入3.0新時代。

【泛在操作系統(tǒng)】

泛在操作系統(tǒng)加速人-機-物全面融合

操作系統(tǒng)是計算機系統(tǒng)中最為關鍵的一層系統(tǒng)軟件，是計算系統(tǒng)的核心。

人類社會、信息空間、物理世界深度融合的泛在計算時代正在開啟，融合“人機物”海量、異質、異構資源的新場景正在涌現(xiàn)，所需管理的資源復雜度呈指數級增加。構建一個對下管理各類泛在設施/資源、對上支撐各類場景下數字化與智能化應用的泛在操作系統(tǒng)已成為發(fā)展趨勢。

【云計算】

云計算向精細化、集約化和異構計算演化

云平臺從計算、網絡、存儲等基礎能力的提升，到大數據、人工智能、數字孿生、AR/VR等數字技術與云緊密耦合形成云原生服務， 再到混合云、專有云、無服務器計算、分布式云等不斷形成精細化的交付模型，并伴隨全真互聯(lián)的需求，云上融合GPU、DPU等加速形成豐富的計算服務，云計算不斷向精細化、集約化和異構計算演進。

【時空人工智能】

城市復雜系統(tǒng)的時空AI應用將會普及

時空人工智能是一組數字工具、模型和方法的集合，可以增加我們對如何、在哪里以及為什么我們在城市中定位和移動的理解。它還幫助我們設計和管理未來的城市，使其變得更加可持續(xù)、公平和高效。作為人工智能的新技術，時空AI將在城市計算、分析和預測方面釋放出巨大潛力。（英國皇家科學院院士Michael Batty）

“未來城市將涌現(xiàn)出城市的信息空間，打破物理空間與社會空 間之間的隔閡，并交織重組。未來城市實際上是物理空間、 社會空間和信息空間的融合體。”（清華大學城市規(guī)劃系主任武廷海）基于數字技術實現(xiàn)設施與服務的高效供需匹配，是數字技術背景下未來城市的核心特征。而實現(xiàn)這種基于動態(tài)時空的資源供需匹配所需要的核心技術之一，就是時空人工智能。

【能源互聯(lián)網】

軟件定義能源網絡成為電網平衡先決條件

軟件定義能源網絡（SDEN）通過綜合運用相關數字技術，支撐業(yè)務應用遠程部署，組織方式和運行模式靈活調整，按需定制能源網絡的運行狀態(tài)和功能，從而實現(xiàn)軟件定義能源系統(tǒng)，從而實現(xiàn)靈活組網的技術手段。

隨著新能源市場發(fā)展，當下是軟件定義能源網絡（SDEN）的重要發(fā)展契機。在新能源轉型的背景下，電網波動性加劇，無法單純憑借電氣裝置達到平衡，需要依靠數字化手段進行調節(jié)，數字技術從原本的降本增效轉向，成為實現(xiàn)電網平衡的剛需。因此，軟件定義能源網絡是未來數字化能源系統(tǒng)基礎設施的一個核心，代表了未來能源電力系統(tǒng)、尤其新型電力系統(tǒng)的發(fā)展方向。

【Web3】

隱私和擴容技術突破加速應用向Web3遷移

2021年，伴隨海外以太坊等公鏈上的應用和交易劇增，Web3的概念受到廣泛關注。隨著NFT市場的火熱，區(qū)塊鏈應用層被進一步打開。2021年被業(yè)界認為是web3飛速發(fā)展的元年，web3產業(yè)層面的發(fā)展剛剛拉開序幕。

目前，業(yè)界就Web3的概念形成的初步共識是：Web3是區(qū)塊鏈技術出現(xiàn)后，基于web技術框架產生的概念，是一個由用戶和建設者共同擁有的互聯(lián)網，具有資產上鏈及可編程、可組合的特點。

【機器人】

柔性材料革新推動機器人仿生精進

觸覺感知是目前機器人感知補全領域的攻關重點。作為五個知覺形式之一，觸覺在機器人理解作業(yè)環(huán)境（壓力、滑動、接觸等），獲取接觸對象特征（形態(tài)、質地、光滑程度、溫濕度等）并與之交互等關鍵環(huán)節(jié)發(fā)揮著無可替代的作用。盡管觸覺獲取的信息僅占所有模態(tài)的1.5%，但對于機器人實現(xiàn)智能感知和人機交互，執(zhí)行家庭等非結構化場景的復雜真實任務至關重要。

觸覺感知體系分為傳感器和執(zhí)行器。受益于柔性材料的突破性進展，觸覺傳感技術在科研界屢有代表性成果發(fā)布，已在機器人手、觸覺手套、健康檢測設備、智能座艙等領域研發(fā)測試。觸覺執(zhí)行器復雜性更高，在個人穿戴設備場景向市場化走的較遠，利用機械制動的力反饋手套邁入個人消費品時代；此外，利用微流體技術研發(fā)的觸覺手套已經在CES年展亮相。

未來1-3年，隨著柔性電子技術和機器學習算法的進步，觸覺傳感器的空間分辨率和精度有望大幅提升。對于提高機器人靈巧操作水平、帶來人機交互體驗升維意義重大，從而進一步拓展智能機器人應用空間和服務能級。包括工業(yè)機器人遙操作、醫(yī)療手術機器人、仿真培訓、空天探索、智能座艙等場景將更多補足觸覺感知，向將向虛擬現(xiàn)實下一代交互終端、末端假肢器等場景擴展。

【數字人】

數字人成為全真互聯(lián)交互新入口

目前數字人產業(yè)正處于快速發(fā)展期間：離線渲染、非交互類型的數字人仍是主流，在數字化營銷、文娛等領域應用廣泛；而AI驅動的數字人在行業(yè)服務領域以及虛擬分身數字人在虛擬空間的應用都處于爆發(fā)前期。

近年光場掃描、AI等技術不斷推動數字人提高制作效能，并讓數字人”大腦“更加智慧，伴隨全真互聯(lián)時代的到來，數字人將會成為其重要的元素和新入口。

【數字辦公】

數字辦公加速走向在場協(xié)同和知識共創(chuàng)

數字辦公協(xié)同正風靡全球，據遠程工作空間提供商IWG估計，全球70%的員工每周至少遠程工作一次；此外，IDC數據顯示至2023年，全球2000家企業(yè)或組織中，70%將采用遠程或混合辦公優(yōu)先的工作模式。

云平臺、音視頻處理、數字協(xié)同、數據操作、人工智能、表達渲染基本構建了數字辦公技術棧。同時知識數字化、數字協(xié)同工具的廣泛應用也進一步推動數字辦公協(xié)同的發(fā)展，使得未來數字辦公日益走向“多模態(tài)”（包括文本、圖像、視頻、音頻等信息）與“大協(xié)同”（包含設計、研發(fā)、生產、管理等環(huán)節(jié)），并引發(fā)知識共創(chuàng)的范式革新。

【產業(yè)安全】

多元技術促進產業(yè)安全一站式和場景化

隨著“數實融合”的深入發(fā)展，數字技術的在各行業(yè)中廣泛應用，引發(fā)了潛在的新型基礎設施安全、數據安全、數字產業(yè)鏈安全、網絡安全等一系列安全問題，面對挑戰(zhàn)，一體化防護和一站式數據治理、零信任安全體系、威脅情報、AI、大數據、隱私技術等技術及理念驅動解決新型安全問題的新思路、新方法和新路徑。

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