2022十大科技趨勢發佈:矽光晶片將突破摩爾定律限制
阿裡巴巴達摩院發佈2022十大科技趨勢,分別是:AI for Science、大小模型協同進化、矽光晶元、綠色能源AI、柔性感知機器人、高精度醫療導航、全域隱私計算、星地計算、雲網端融合、XR互聯網。
這是達摩院連續第四年發佈前沿科技趨勢預測,通過”定量發散”與”定性收斂”結合的研究方法,達摩院分析了近三年來的770萬篇公開論文、8.5萬份專利,覆蓋159個領域,深度訪談近100位科學家,提出了2022年可能照進現實的十大科技趨勢,覆蓋人工智慧、晶元、計算和通信等領域。
具體來看,達摩院首先關注到可能激發全域變革、令人心潮澎湃的科學基礎範式變化。 數百年來科學研究主要使用實驗科學和理論科學兩大基礎範式,如今可能迎來全新範式:AI for Science。 通過將人工智慧引入更底層的科研領域,處理多維、多模態的海量數據,科學家可能突破長久以來的研究瓶頸,抵達更遠的無人區。
人工智慧本身也將迎來模式變革。 超大規模預訓練模型是從弱人工智慧向通用人工智慧的突破性探索,它解決了傳統深度學習的應用碎片化難題,引發科研機構和企業重點投入。
達摩院認為,因性能與能耗提升不成比例,大模型參數競賽將進入冷靜期,大小模型雲邊端協同進化會是未來趨勢。
變革還將發生在晶元領域。 在電子晶元的製程競賽接近終點的情況下,矽光晶元異軍突起,融合光子和電子優勢,突破摩爾定律限制,滿足人工智慧、雲計算帶來的爆發性算力需求。 預計未來三年,矽光晶元將承載大型數據中心的高速資訊傳輸。
人工智慧的應用進一步延伸,有望對國計民生產生影響。 風電、光伏等綠色能源近年來快速發展,但由於波動性、隨機性、反調峰等特徵,帶來了併網難、消納率低等問題。
達摩院認為,AI可通過精準的計算和協調能力,成為電網的智慧「調度員」,幫助大規模消納綠色能源。 傳統醫療過於依賴醫生經驗,效果參差不齊。 人工智慧與精準醫療的深度融合,將打造出臨床醫學的高精度導航系統,實現重大疾病的可量化、可計算、可預測、可防治。
計算和通信領域的變革不斷加快,數據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。 隨著專用晶元、加密演算法、白盒化、數據信託等技術融合發展,隱私計算有望實現全域數據安全保護,為數位時代保駕護航。
網路的邊界將被不斷拓展。 星地計算將構建衛星及地面一體化的通信與計算,讓網路覆蓋海洋、沙漠、深空等無人區。 達摩院預計,未來三年內低軌衛星數量將快速增長,與高軌衛星組成衛星互聯網。
網路技術的發展還將推動形成雲網端融合的新計算體系,讓終端專注極致體驗,不斷催生雲上新物種,帶領我們進入以沉浸式體驗為核心的新一代互聯網。
以下是達摩院2022十大科技趨勢:
一、趨勢一 AI for Science
人工智慧成為科學家的新生產工具,催生科研新範式。
數百年來科學研究主要使用實驗科學和理論科學兩大基礎範式,如今可能迎來全新範式:AI for Science。 機器學習能夠處理多維、多模態的海量數據,解決複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。
人工智慧不僅將加速科研流程,還將幫助發現新的科學規律。 達摩院預計未來三年,人工智慧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。
二、趨勢二 大小模型協同進化
大模型參數競賽進入冷靜期,大小模型將在雲邊端協同進化。
超大規模預訓練模型是從弱人工智慧向通用人工智慧的突破性探索,解決了傳統深度學習的應用碎片化難題,引發科研機構和企業重點投入。
達摩院認為,因性能與能耗提升不成比例,受效率問題的限制,大模型參數競賽將進入冷靜期,大小模型雲邊端協同進化會是未來趨勢。
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行,同時小模型再向大模型反饋演算法與執行成效,讓大模型的能力持續強化,形成有機迴圈的智能體系。
三、趨勢三 矽光晶片
光電融合兼具光子和電子優勢,突破摩爾定律限制。
電子晶元的發展逼近摩爾定律極限,難以滿足高性能計算不斷增長的數據吞吐需求。 矽光晶元異軍突起,用光子代替電子進行資訊傳輸,可承載更多資訊和傳輸更遠距離,具備高計算密度與低能耗的優勢。
隨著雲計算與人工智慧的大爆發,矽光晶元迎來技術快速反覆運算與產業鏈高速發展。 達摩院預計未來三年,矽光晶片將承載絕大部分大型數據中心內的高速資訊傳輸。
四、趨勢四 綠色能源AI
人工智慧助力大規模綠色能源消納,實現多能互補的電力體系。
風電、光伏等綠色能源近年來快速發展,但由於波動性、隨機性、反調峰等特徵,帶來了併網難、消納率低等問題,甚至出現了”棄風”、”棄光”等現象。 核心原因在於綠色能源存在波動性、隨機性、反調峰等特徵,大規模併網可能影響電網的安全穩定運行。
人工智慧技術的應用,將有效提升電網等能源系統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定性的技術支撐,推動碳中和進程。 達摩院預計未來三年,人工智慧技術將説明電力系統實現大規模綠色能源消納,實現電力系統的安全、高效、穩定運行。
五、趨勢五 柔性感知機器人
機器人將兼具柔性和類人感知,可自適應完成多種任務。
傳統機器人依賴預程式設計,局限於大型生產線等結構化場景。 近年來,柔性機器人結合柔性電子、力感知與控制、人工智慧技術,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境變化的自適應性大幅提升。
機器人將從大規模、標準化的產線走向小規模、非標準化的場景。 達摩院預計未來五年,柔性感知機器人將逐步替代傳統工業機器人,成為產線上的主力設備,並在服務機器人領域開始規模化應用。
六、趨勢六 高精度醫療導航
人工智慧與精準醫療深度融合,助力診療精度與效率提升。
傳統醫療依賴醫生經驗,猶如人工尋路,效果參差不齊。 人工智慧與精準醫療深度融合,專家經驗和新的輔助診斷技術有機結合,將成為臨床醫學的高精度導航系統,為醫生提供自動指引,幫助醫療決策更快更準,實現重大疾病的可量化、可計算、可預測、可防治。
達摩院預計未來三年,以人為中心的精準醫療將成為主要方向,人工智慧將全面滲透在疾病預防和診療的各個環節,成為疾病預防和診療的高精度導航協同。
七、趨勢七 全域隱私計算
破解數據保護與流通兩難,隱私計算走向全域數據保護。
數據安全和隱私保護正得到前所未有的關注。 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。 過去受制於性能瓶頸、技術信任不足、標準不統一等問題,隱私計算尚只能在少量數據的場景下應用。
全域隱私計算將成為安全領域的基石性技術。 隨著專用晶元、加密演算法、白盒化、數據信託等技術融合發展,隱私計算有望跨越到海量數據保護,數據源將擴展到全域,激發數字時代的新生產力。 達摩院預計未來三年,全域隱私計算技術將在性能和可解釋性上有新的突破,或將出現數據信託機構提供基於隱私計算的數據共享服務。
八、趨勢八 星地計算
衛星及地面一體化的通信與計算,促進空天地海全面數位化。
基於地面網路和計算的數位化服務局限在人口密集區域,深空、海洋、沙漠等無人區尚是服務的空白地帶。 高低軌衛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路。
由於算隨網動,星地計算將集成衛星系統、空中網路、地面通信和雲計算,成為刪除的內容:集成一種新興的計算架構,擴展數位化服務的空間。 達摩院預計未來三年,低軌衛星數量會迎來爆髮式增長,衛星及其地面系統將成為新型計算節點。
九、趨勢九 雲網端融合
雲網端融合形成新計算體系,催生雲上新物種。
新型網路技術發展將推動雲計算走向雲網端融合的新計算體系,並實現雲網端的專業分工:雲將作為腦,負責集中計算與全域數據處理;網路作為連接,將多種網路形態通過雲融合,形成低延時、廣覆蓋的一張網;端作為交互介面,呈現多元形態,可提供輕薄、長效、沉浸式的極致體驗。
雲網端融合將促進高精度工業模擬、即時工業質檢、虛實融合空間等新型應用誕生。 達摩院預計未來兩年,將有大量新型應用在雲網端融合的新計算體系中運行。
十、趨勢十 XR互聯網
XR眼鏡會成為重要交互介面,帶動下一代互聯網發展。
隨著端雲協同計算、網路通信、數位孿生等技術發展,以沉浸式體驗為核心的XR(未來虛實融合)互聯網將迎爆發期。 眼鏡有望成為新的人機交互介面,推動形成有別於平面互聯網的XR互聯網,催生從元器件、設備、操作系統到應用的新產業生態。
XR互聯網將重塑數位應用形態,變革娛樂、社交、工作、購物、教育、醫療等場景交互方式。 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。