趨勢一:AI for Science
近年來,人工智能已被證明能夠做到科學規(guī)律發(fā)現,不僅在應用科學領域,在基礎科學領域也能發(fā)揮作用:2021 年 12 月,DeepMind 首次使用人工智能幫助數學家們提出了兩個全新的數學猜想,輔助數學家形成對復雜數學的直覺。
實驗科學和理論科學是數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)的海量數據,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工具。
趨勢二:大小模型協同進化
在 AI 助力科學家成為可能的背后,AI模型背后的大規(guī)模預訓練模型功不可沒。谷歌的 BERT、Open AI 的 GPT-3、達摩院的 M6 等大規(guī)模預訓練模型近幾年均有了飛躍性提升:先是 3 億參數的BERT,而后 1750 億參數的 GPT-3,最后 10 萬億參數的 M6 更是直接提升了一個量級。
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規(guī)模繼續(xù)擴張。
人工智能研究將從大模型參數競賽走向大小模型的協同進化,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。
趨勢三:硅光芯片
目前電子芯片發(fā)展來看,已逼近摩爾定律極限,集成技術進步也趨于飽和,但高性能計算對數據吞吐要求依舊不斷增長,此時,用光子代替電子進行信息傳輸、同時結合了光子和電子優(yōu)勢的硅光技術顯然是個值得期待的突破口。
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業(yè)鏈高速發(fā)展。
趨勢四:綠色能源AI
綠色能源的大規(guī)模開發(fā)和利用是當今世界能源發(fā)展的主要方向,但風電與光伏發(fā)電的波動性、隨機性、反調峰等特性會在一定程度上影響電網的穩(wěn)定性和可控性。
風電、光伏等綠色能源近年來快速發(fā)展,也帶來了并網難、消納率低等問題,甚至出現了“棄風”、“棄光”等現象。核心原因在于綠色能源存在波動性、隨機性、反調峰等特征,大規(guī)模并網可能影響電網的安全穩(wěn)定運行。
人工智能技術的應用,將有效提升電網等能源系統(tǒng)消納多樣化電源和協調多能源的能力,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)實現大規(guī)模綠色能源消納,實現電力系統(tǒng)的安全、高效、穩(wěn)定運行。
趨勢五:柔性感知機器人
近年來,柔性機器人結合人工智能技術,使得機器人具備感知能力,提升了通用性與自主性,降低對預編程的依賴,可適應多種工作環(huán)境,并在不同任務中進行調節(jié)。此外,柔性感知機器人的出現也讓機器人從大規(guī)模、標準化走向小規(guī)模、非標準化的產線,降低了使用門檻。
由此,達摩院預測柔性感知機器人將會是許多企業(yè)用來補足用工缺口的一種方式: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,成為產線上的主力設備,并在服務機器人領域開始規(guī)?;瘧?。
趨勢六:高精度醫(yī)療導航
人工智能與精準醫(yī)療深度融合,專家經驗和新的輔助診斷技術有機結合,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同。
趨勢七:全域隱私計算
數據安全保護與數據流通是數字時代的兩難問題,破解之道是隱私計算。過去受制于性能瓶頸、技術信任不足、標準不統(tǒng)一等問題,隱私計算尚只能在少量數據的場景下應用。
隨著專用芯片、加密算法、白盒化、數據信托等技術融合發(fā)展,隱私計算有望跨越到海量數據,數據源將擴展到全域,激發(fā)數字時代的新生產力。
預計未來三年,全域隱私計算技術將在性能和可解釋性上有新的突破,或將出現數據信托機構提供基于隱私計算的數據共享服務。
趨勢八:星地計算
數字化需求的不斷演變,使通信不再只局限于服務人口密集的區(qū)域,各種深空、海洋、沙漠等無人區(qū)也不容忽視,僅基于地面網絡和計算的數字化服務已無法有效滿足需求。
由于算隨網動,星地計算將集成衛(wèi)星系統(tǒng)、空中網絡、地面通信和云計算,成為一種新興的計算架構,擴展數字化服務的空間。
預計未來三年,低軌衛(wèi)星數量會迎來爆發(fā)式增長,衛(wèi)星及其地面系統(tǒng)將成為新型計算節(jié)點。
趨勢九:云網端融合
云計算在經歷了基礎設施云化和架構云原生化后,如今正在邁向第三層變化:云、網、端的協作關系發(fā)生變化,走向云網端融合的新體系架構。
云網端融合將促進高精度工業(yè)仿真、實時工業(yè)質檢、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端融合的新計算體系中運行。
趨勢十:XR互聯網
今年,“元宇宙”、“Web 3”無疑是技術圈年度科技熱詞之一,被許多人視作互聯網的終極形態(tài)。而隨著 VR、AR 為代表的虛擬現實技術產業(yè)化,下一代的 XR 互聯網將對數字時代產生巨大影響——以沉浸式體驗為核心的 XR(未來虛實融合)互聯網將迎爆發(fā)期。達摩院指出,XR 互聯網將改變人與科技互動的方式,包括娛樂、社交、工作、購物、教育、醫(yī)療等多種場景。
在此熱潮下,達摩院預計未來三年,外形與重量接近普通眼鏡的新一代 XR 眼鏡將產生,成為下一代互聯網的關鍵入口。