達摩院發(fā)布2022十大科技趨勢：硅光芯片突破摩爾定律

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實驗科學和理論科學是數(shù)百年來科學界的兩大基礎范式，而人工智能正在催生新的科研范式。機器學習能夠處理多維、多模態(tài)的海量數(shù)據(jù)，解決復雜場景下的科學難題，帶領科學探索抵達過去無法觸及的新領域。

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

02

超大規(guī)模預訓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)深度學習的應用碎片化難題，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)同進化，大模型向邊、端的小模型輸出模型能力，小模型負責實際的推理與執(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)強化，形成有機循環(huán)的智能體系。

03

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行信息傳輸，可承載更多信息和傳輸更遠距離，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)，硅光芯片迎來技術快速迭代與產(chǎn)業(yè)鏈高速發(fā)展。預計未來三年，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”、“棄光”等現(xiàn)象。核心原因在于綠色能源存在波動性、隨機性、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。

人工智能技術的應用，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)定性的技術支撐，推動碳中和進程。

預計未來三年，人工智能技術將幫助電力系統(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)機器人依賴預編程，局限于大型生產(chǎn)線等結(jié)構(gòu)化場景。近年來，柔性機器人結(jié)合柔性電子、力感知與控制、人工智能技術，獲得了力覺、視覺、聲音等感知能力，應對多任務的通用性與應對環(huán)境變化的自適應性大幅提升。

機器人將從大規(guī)模、標準化的產(chǎn)線走向小規(guī)模、非標準化的場景。

預計未來五年，柔性感知機器人將逐步替代傳統(tǒng)工業(yè)機器人，成為產(chǎn)線上的主力設備，并在服務機器人領域開始規(guī)?；瘧?。

06

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。人工智能與精準醫(yī)療深度融合，專家經(jīng)驗和新的輔助診斷技術有機結(jié)合，將成為臨床醫(yī)學的高精度導航系統(tǒng)，為醫(yī)生提供自動指引，幫助醫(yī)療決策更快更準，實現(xiàn)重大疾病的可量化、可計算、可預測、可防治。

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

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

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

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基于地面網(wǎng)絡和計算的數(shù)字化服務局限在人口密集區(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。

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、地面通信和云計算，成為一種新興的計算架構(gòu)，擴展數(shù)字化服務的空間。

預計未來三年，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)絡技術發(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，負責集中計算與全局數(shù)據(jù)處理；網(wǎng)絡作為連接，將多種網(wǎng)絡形態(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用誕生。預計未來兩年，將有大量新型應用在云網(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)絡通信、數(shù)字孿生等技術發(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、設備、操作系統(tǒng)到應用的新產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

XR互聯(lián)網(wǎng)將重塑數(shù)字應用形態(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)的關鍵入口。