《科技创新与品牌》杂志社2022年度未来视点

2022 年度 未来视点

未来已来,科技,触手可得。

时光轮转,又是一年,2022年,虽疫情的阴霾仍然笼罩,但是科技点亮的希望之光照亮了全世界。这一年,人工智能、超级计算、元宇宙等概念脱骨而出,成为一个又一个可看、可听、可触的切实成果,不断拉高人类科技文明的天花板。

量子计算、脑机互联、核聚变、高分子材料等领域的前沿性突破,犹如浩瀚宇宙中颗颗繁星,聚成了人类科技文明的乾坤苍宇。纳米产品技术已经日臻成熟,人工智能开始向人类的大脑发起挑战,新材料大放异彩,智能衣物、智能材料、物联材料纷至沓来。畅享中的科技生活席卷而来,我们,准备好了吗?


“未来十年最被广泛关注、最被资本青睐、用户最先体验到的科技产品一定非AIGC莫属”,这是“科技狂人”马斯克对于未来人工智能行业的大胆预测,从2022年的资本布局以及科技研发成果来看,马斯克本人对于AIGC的前景十分看好,11月份马斯克的公司推出了AI智能聊天应用ChatGPT,短短一周之内就吸引了百万用户注册,也足以看出马斯克的信心,不无道理。

几乎所有人对于AI、人工智能都并不陌生,即便如此,2022年依旧被科技界和金融界视为“AIGC元年”,何故?

其实单从技术角度,AI技术已经发展相当成熟,其底层技术早已经应用于各个领域,但是绝大多数AI系统都应用于商用企业或系统中,普通消费者、用户所能使用的AI场景十分有限。而2022年,以大语言模型(large language models)为基础的 text-to-X(文本到任意)技术在2022年有了突破性进展。简而言之,经过2022年的技术发展,AI的产出时间更短、精度更高、应用范围更广,商业化、民用化开始大范围铺开,AI开始成为内容生产工具,带来商业价值的转化,因此被称为“AI元年”一点都不为过。

以马斯克的OpenAI公司开发的ChatGPT为例。ChatGPT于2022年11月30日正式发布,它能够通过学习和理解人类的语言来进行对话,还能根据聊天的上下文进行互动,真正像人类一样来聊天交流,甚至能完成撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。而它的应用范围不仅如此,通过聊天对话,甚至都可以不用教授,ChatGPT就可以根据用户的需求扮演女友、演对手戏、协助撰写小说、探讨哲学问题,甚至帮助用户编写请假条、求婚誓词、演讲发言等,几乎无所不能。最令人不可置信的是,曾经的AI系统产出的内容,犹如驴唇不对马嘴的“机翻”,然而ChatGPT所输出的内容,几乎可以用完美来形容。

ChatGPT的惊人表现迅速吸引全球资本入局,目前单是2022年风投资本已经实现了21亿元的投资,而随着AIGC技术快速发展,细分赛道已经出现,比如 Disco Diffuison 和 Stable Diffusion 正在加快艺术创作的速度,copy.ai 和 Jasper 在通过 AI 完成文案写作,Mutable.ai 和 Github Co-pilot 以 AI Coding 的方式提高编程效率。一个行业领域,如果出现如此精细规模的赛道划分,那么几乎可以断言,下一步就是广泛的应用化。

也许不远的将来,AI画家、AI诗人、AI女友、AI朋友将随处可见。


2022年初的俄乌冲突已经持续接近一年仍不见缓和,受此影响,世界范围内的能源系统首先备受冲击,欧洲天然气告急、中东石油价格飙、美国页岩气开发规模增大……世界是一个整体,人类以命运共同体的形式生存在这颗星球上,牵一发而动全身。回首人类文明史上的诸多纷争,绕不开资源、能源两个字,当今化石能源日渐消耗,人类的未来何去何从,所有人的目光转向了新能源。好在,在新能源领域不断传来令人振奋的消息,甚至让很多社会学家嗅到了一丝“平息人类本源性纷争”的可能。

2022年新能源领域带给世界诸多令人期待满满的消息,它们有些仍处于实验室中,但是却成了普罗米修斯手中的火炬,有些成果已经踏上了规模性商用化的旅途,有望借此助推全球能源加速向新能源轨道靠拢。

比如美国能源部2022年12月13日宣布,其下属的劳伦斯利弗莫尔国家实验室科研人员实现了“核聚变点火”,称这一“重大科学突破”将为国防及清洁能源未来发展奠定基础。

美能源部在一份声明中说,2022年12月5日,科研人员在劳伦斯利弗莫尔国家实验室“国家点燃实验设施”进行了历史上首次可控核聚变实验,意味着核聚变实验中产生的能量多于用于驱动核聚变的激光能量。这一实验将为推动清洁能源发展提供宝贵见解,有助于实现零碳经济目标。如果这一成果成功落地,人类自己为自己创造了一颗几近于“永动”的“人造太阳”,太阳神就是人类自己!

当然距离那一天还有很长的路要走,不妨看看已经有所眉目的成果——液体太阳燃料电池。说完“人造太阳”,接下来说说“液体太阳”。

所谓液体太阳燃料项目即利用太阳能、水和二氧化碳产生甲醛的过程,将太阳的能量转移到液态的加权重,并储存起来,因此形象地被喻为“液态阳光”。其本质是本质上是一种人工光合成反应,可以类比自然界中的光合作用,但是效率增加了数十倍,可达14%以上,工业化规模生产是可行的。倘若能够稳定生产,那么将太阳能转化为动力,将二氧化碳变废为宝,实现碳的资源化循环利用,可以最大程度减少碳排放,帮助人类实现可持续发展。

此外,目前应用难度最低的当属钠离子电池,该电池作为一种二次电池(充电电池),主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作,与锂离子电池工作原理相似。不过相比于锂离子电池,钠离子电池作为替代品具有更多优势,比如储量丰富、价格低廉、重量小、安全系数高等,虽然全面取代锂电池、铅酸电池仍有一定困难,但是黎明后的那抹初生之光已见端倪,钠离子电池也被认为是最有可能成为下一代低速电动车辆和储能的电池。


纳米时代是什么样子?这个概念或许太过抽象,我们用一些可预见性的实例来描摹一下纳米科技科技下的未来。

正值严冬,天寒地冻,毛衣是必不可少的保暖穿搭,然而在北方,天气干燥,穿脱毛衣的时候自不必多少,就连动作幅度稍微大一些,浑身上下就犹如海底电鳗一般噼里啪啦释放静电。然而,只要在生产时往布料中加入少量金属纳米微粒,就可以摆脱令人头皮发麻的静电现象。

当然这只是纳米科技的应用的冰山一角,再比如在一些加湿器等家电设备上使用纳米材料,可以起到“自杀菌”“长久抗菌”的效果;在建筑材料上使用纳米技术,建材的硬度、韧性、抗腐蚀能力都将大幅度提升;在医药领域,纳米机器人的应用可以让智能机器人直接进入患者体内,直达病灶,施用微创手术,达到“机到病除”的效果……

纳米技术的应用仍由更多更为广阔的空间,然而以上畅想绝大多数成果仍停留在实验室阶段。

2022年,有几款纳米技术全新成果问世,让人们看到了纳米技术推开实验室的大门,以“润物细无声”之姿态走入千家万户的可能。

比如被称为“结合天然和人工催化的力量”的纳米酶,它可以模拟天然酶的特性,但是却不会轻易被破坏,即便是温度和pH环境已经足以破坏天然酶了,纳米酶仍旧可以保持活性。基于纳米酶稳定性、可回收性、成本节约性等优良特点,纳米酶被广泛生物、农业、医学、环境治理和国防安全等多个领域。

比如其可以为肿瘤诊断提供新的方法:“将磁性纳米粒子与抗体偶联可特异性地识别肿瘤细胞。微量的磁性纳米粒催化产生的自由基亦可杀死癌细胞。”纳米酶还可以应用于延缓衰老、消除炎症、治疗不孕症、神经退行性疾病和癌症。研究者使用纳米酶对所有这些问题进行实验,验证其有一定的治疗效果,并且实验结果表明纳米酶还促进了干细胞的生长,这对于组织工程和其他疗法很有帮助。除生物医学外,纳米酶已成为水处理和污染物去除的有效解决方案。

或许距离我们设想的纳米生活还有一定的距离,但是纳米时代切实已经来临,不消多久,纳米技术终将屹立于你我指尖。


几年前,可折叠手机屏幕还仅仅停留在想象和设计图中,现如今,几乎各大主流厂商都推出了自己柔性屏可折叠手机。《三体》小说中,衣服中的纤维可以蓄电、发光,还能穿着随身,而现如今,织物显示器已经在各个领域大放异彩,曾经只存在于科幻小说中的幻想,正在一步一步变成现实,各类新材料的多种场景应用,突破了人类的基础想象,天马行空中赋予了更多实用意义。

说起新材料领域的应用王者,“气凝胶”可谓当之无愧。作为隔热指望,气凝胶是目前所有材料中已知的导热系数最低、密度最低的固体材料,具有防火等级、防水效果好、使用寿命长等优良特性,被广泛应用于航天、军工、石化等领域。

随着应用场景的不断铺陈,近些年来,商用、民用场景逐渐丰富,新能源电动车也有气凝胶的一席之地,并且随着技术的迭代升级,气凝胶生产技术不断降本增效,应用范围进一步扩大,现如今绿色节能建材、新基建、服饰等领域均出现了气凝胶的身影。根据产业相关数据显示气凝胶材料未来在新能源汽车及储能行业的应用场景广泛,细分产业未来3至5年的年复合增长率高达150%~200%。

如果说气凝胶是已知材料通过技术迭代升级,助推应用场景外延的典范的话,那么织物显示屏则是科幻黑科技映射到现实生活的经典案例。

复旦大学高分子科学系主任彭慧胜教授带领团队,在国际上率先研制出织物显示器件后,引发了业内的惊叹。与热门的薄膜电池研究相比,纤维电池这个研究方向过去鲜有人研究。这是因为纤维电池的内阻随长度增加而显著增大,导致无法实现电池高性能化和应用。因此,很多科学家不相信能研制出纤维电池,更不相信纤维电池可以大规模应用。

纤维锂离子电池系统的电化学性能与商业锂离子电池相当,而稳定性和安全性更加优异,在柔性电池领域开辟出一个新方向。同时科学家创建出织物显示器件,颠覆了人们对传统显示器件和纺织品的认知。这种可以像衣服一样轻薄、透气、可贴合在不规则基底上的织物显示器件,被评述为“世界电子织物领域一个卓越的里程碑”。