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新的十年，哪些技術(shù)將重塑生活？

來源：家居百科時間：2021年02月07日 21:00

來源| 京東科技（轉(zhuǎn)載請注明來源）

編輯| 石煜倩

2020年，疫情震蕩全球，經(jīng)濟波動劇烈，無論是國家還是企業(yè)，都希望通過把握未來科技“脈搏”，驅(qū)散經(jīng)濟下行陰影，實現(xiàn)組織升級迭代。

逝者如斯，新的十年，哪些關(guān)鍵技術(shù)將重新塑造我們的社會、改變我們的生活？

近日，京東集團技術(shù)委員會發(fā)布《技術(shù)重構(gòu)社會供應(yīng)鏈——未來科技趨勢白皮書》，向業(yè)界全面展示了京東數(shù)智化社會供應(yīng)鏈在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、自主系統(tǒng)、下一代技術(shù)等五大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)趨勢研究，以及在零售、健康、物流、金融、城市等五大場景的技術(shù)賦能成果。

其中，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、自主系統(tǒng)、下一代計算，正在成為未來科技趨勢的主要關(guān)鍵詞。

人工智能（包括機器學(xué)習、深度學(xué)習及聯(lián)邦學(xué)習等）將在機器學(xué)習、機器視覺、自然語言處理等領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)取得重要突破，從而加強AI的可信賴程度。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、5G通信技術(shù)、以及邊緣計算技術(shù)的發(fā)展將使物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)跨越式普及，數(shù)字孿生世界將成為可能。

區(qū)塊鏈的共識機制、分布式存儲、安全保護在保證數(shù)據(jù)可信可靠傳播中扮演著重要的角色。區(qū)塊鏈的發(fā)展將構(gòu)筑以互信合作商業(yè)模式為主的數(shù)智化供應(yīng)鏈新模態(tài)，形成人與人之間完全信任、共享共建的新社會生態(tài)

自主系統(tǒng)（自動駕駛、高精地圖、自主環(huán)境感知等）將進入高級自動化和自治時代，人腦、云腦、端腦與生物體、數(shù)字體、機械體融合共生，達到人機柔性智能融合。

下一代計算（包括量子計算、云計算、異構(gòu)計算等）具有多場景、安全、云邊端協(xié)同一體化的特性，將成為數(shù)智化社會的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

以下為《技術(shù)重構(gòu)社會供應(yīng)鏈——未來科技趨勢白皮書》的擴展解讀。

趨勢一：“人工智能”三大重點技術(shù)走向“深水區(qū)”

對于人工智能的未來發(fā)展方向，在此次白皮書中，主要分析了三項主流技術(shù)：

· 機器學(xué)習

· 機器視覺（視）

· 自然語言處理（聽、讀、說）

目前，人工智能技術(shù)表現(xiàn)出來的更多是“人工的”智能，依靠人工幫助機器拓寬可學(xué)習的范圍。

京東集團技術(shù)委員會認為，雖然目前的方法尚未賦予機器完全的認知智能或決策智能，但已經(jīng)在線上零售、金融風控、智慧城市等多個行業(yè)及應(yīng)用場景產(chǎn)生了商業(yè)價值。

機器學(xué)習領(lǐng)域發(fā)展最快的一個分支，又屬以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的深度學(xué)習。

目前業(yè)界大數(shù)據(jù)、無人車、計算機視覺、智能供應(yīng)鏈等工程項目均使用深度學(xué)習算法。其中，針對超大數(shù)據(jù)量的深度學(xué)習，模型訓(xùn)練是關(guān)鍵步驟，同時也是既耗時又耗費GPU資源的工作，嚴重限制了深度學(xué)習各項應(yīng)用的推進。

對于這一痛點，京東提出了新穎的深度學(xué)習分布式優(yōu)化理論和算法——特征回放算法（Features replay），并通過實驗驗證了在無性能損失的前提下，特征回放算法比傳統(tǒng)反向傳播算法（Backpropagation），在速率上節(jié)省至少34.4%的訓(xùn)練時間。

此外，隨著新場景問題的不斷出現(xiàn)，結(jié)合特定場景的機器學(xué)習范式也不斷被提出，代表了未來機器學(xué)習發(fā)展的方向，例如聯(lián)邦學(xué)習、遷移學(xué)習、對抗學(xué)習、分布式學(xué)習、元學(xué)習、可解釋學(xué)習、輕量學(xué)習和量子機器學(xué)習等。

而京東科技也積極跟進這些機器學(xué)習發(fā)展方向，比如在2020年10月正式推出自主研發(fā)的聯(lián)邦學(xué)習平臺——Fedlearn。目前京東科技金條、白條業(yè)務(wù)模型已經(jīng)全面實現(xiàn)了傳統(tǒng)建模向聯(lián)邦建模的升級，聯(lián)邦模式下模型的風險識別能力和流量轉(zhuǎn)化率均得到了提升。除了在風控方面的應(yīng)用，F(xiàn)edlearn平臺還在智能城市等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。

除了機器學(xué)習外，白皮書還聚焦分析了機器視覺、自然語言處理這兩項主流技術(shù)。

京東集團技術(shù)委員會認為，在機器視覺領(lǐng)域，大規(guī)模視覺分析識別準確率不斷提升，落地于部分實際應(yīng)用場景，但復(fù)雜開放場景的應(yīng)用尚未廣泛鋪開。目前，機器視覺技術(shù)在安防、工業(yè)檢測、自動駕駛等場景下快速普及，具體可用于手機、行車記錄儀、安防攝像頭等。

在自然語言處理方面，“熟讀唐詩三百首，不會作詩也會吟”的概念不僅適用于人，同樣適用于機器。

未來，智能客服、智能營銷、旅游咨詢、醫(yī)療問診等場景，隨著數(shù)據(jù)的大量累積和使用，可以提供接近于行業(yè)專家水準的擬人化服務(wù)。

趨勢二：“物聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用場景將迎來大爆發(fā)

物聯(lián)網(wǎng)（IoT，The Internet of things）是人、物、服務(wù)泛在相連的互聯(lián)網(wǎng)。

持續(xù)創(chuàng)新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與社會消費、工業(yè)生產(chǎn)密切融合，逐步形成了消費物聯(lián)網(wǎng)（C端）、產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（B端）、數(shù)字城市等新型信息產(chǎn)業(yè)。

物聯(lián)網(wǎng)C端家居生態(tài)

以消費物聯(lián)網(wǎng)為例，消費級物聯(lián)網(wǎng)的場景包含智能家居、可穿戴設(shè)備等，這些場景與消費者的生活息息相關(guān)，其中智能家居屬于發(fā)展較快的領(lǐng)域，安防、照明、環(huán)境（三恒系統(tǒng)）等家庭乃至更大場所內(nèi)的場景均是智能家居的發(fā)展機會點。

物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展目標是成為物理世界和數(shù)字世界的連接樞紐，融合兩個世界的文化觀和世界觀，改善人類社會的生活體驗，提升產(chǎn)業(yè)效率。根據(jù)艾瑞咨詢的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截至2019年中國物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接量已達45.7億個，預(yù)計2019年到2025年中國物聯(lián)網(wǎng)連接量將以27.8%的年復(fù)合增長率持續(xù)增長。

同時根據(jù)中國工業(yè)和信息化部的統(tǒng)計，截至2020年6月，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)終端用戶數(shù)已達到11.06億，其中應(yīng)用于智能制造、智慧交通、智慧公共事業(yè)的終端用戶占比分別達21.1%、18.2%、21.4%。中國物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)備接入量增長迅猛，應(yīng)用場景百花齊放。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在京東業(yè)務(wù)體系中有著豐富的應(yīng)用場景，京東集中發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)技術(shù)，以提升自身物流、零售、健康、金融、城市等業(yè)務(wù)的運行效率。

AR/VR/MR技術(shù)的普及可以使人們通過遠程操控虛擬設(shè)備改變現(xiàn)實設(shè)備的運作；腦機接口的發(fā)展可以讓設(shè)備直接感知人們的需求，及時做出回應(yīng)，進一步簡化了設(shè)備的操作流程；殘障人士可以借助上述技術(shù)，通過操作數(shù)字孿生改變現(xiàn)實設(shè)備的運作，極大提高了生活及工作上的便利性。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，還可以讓產(chǎn)品供給側(cè)的廠商可以直接感知到需求側(cè)消費者的產(chǎn)品使用需求，調(diào)動自身產(chǎn)品服務(wù)消費者，跳出了消費者需“先擁有、后享受”的傳統(tǒng)商業(yè)模式。

生產(chǎn)廠商將會從現(xiàn)在的售賣產(chǎn)品模式，過渡到售賣產(chǎn)品+服務(wù)模式，繼而發(fā)展到最終的售賣服務(wù)模式。汽車制造廠商可從現(xiàn)在的售賣汽車+售后保養(yǎng)服務(wù)模式發(fā)展到出行服務(wù)模式；航空發(fā)動機廠商（如Rolls-Royce）可從售賣發(fā)動機+維護服務(wù)模式發(fā)展到租用服務(wù)模式，解除了產(chǎn)品生產(chǎn)廠商與消費者需通過實體設(shè)備連接雙方的硬性要求。

趨勢三：聯(lián)盟鏈成為企業(yè)應(yīng)用“區(qū)塊鏈”的主流形式

“區(qū)塊鏈”是一個技術(shù)組合的統(tǒng)稱，它是將數(shù)學(xué)、密碼學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)通信、分布式存儲、共識協(xié)議等理論和技術(shù)結(jié)合后所誕生的信息技術(shù)術(shù)語，它支持數(shù)字信息的共享存儲和共同鑒證，可在司法、貿(mào)易、金融等域通過多方投票方式達成共同決議，實現(xiàn)多個主體之間的協(xié)作信任與一致行動。

當前區(qū)塊鏈技術(shù)仍處于快速發(fā)展與迭代階段，在“數(shù)字經(jīng)濟”、“新基建”等相關(guān)政策的引導(dǎo)下，區(qū)塊鏈技術(shù)正在從小規(guī)模應(yīng)用探索向大規(guī)模應(yīng)用實踐轉(zhuǎn)變。此外，隨著更多資源的注入和真實需求的挖掘，區(qū)塊鏈技術(shù)正加速著各行各業(yè)的變革，區(qū)塊鏈核心技術(shù)的自主創(chuàng)新，底層架構(gòu)體系的自研開發(fā)已成為其發(fā)展的基本趨勢。在國家主張自主知識產(chǎn)權(quán)的背景下，區(qū)塊鏈已上升至國家戰(zhàn)略，有望成為數(shù)字經(jīng)濟的新引擎。

區(qū)塊鏈發(fā)展歷程

智能合約是區(qū)塊鏈系統(tǒng)可以自動按照預(yù)設(shè)條件自動執(zhí)行的代碼，是區(qū)塊鏈2.0的核心組件。使用智能合約，用戶可以開發(fā)各種去中心化的應(yīng)用。如今，電子錢包、游戲、交易所、市場、投票系統(tǒng)等各式各樣的區(qū)塊鏈應(yīng)用的出現(xiàn)，都得益于智能合約。

未來，區(qū)塊鏈3.0是基于智能合約，深度嵌入社會生活的各種區(qū)塊鏈應(yīng)用，人們可以使用智能合約進行理財、娛樂、學(xué)習等。

區(qū)塊鏈有公有鏈、私有鏈、聯(lián)盟鏈之分。目前，聯(lián)盟鏈已經(jīng)成為企業(yè)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的主流形式。

在單鏈架構(gòu)下，現(xiàn)有區(qū)塊鏈技術(shù)在性能、容量、隱私、隔離性、擴展性等方面均存在的瓶頸，因而驅(qū)動了聯(lián)盟鏈的興起。

聯(lián)盟鏈通過面向聯(lián)盟成員的共識機制，實現(xiàn)多中心化，支持跨部門的業(yè)務(wù)協(xié)同。依托聯(lián)盟鏈技術(shù)和聯(lián)盟協(xié)作建立可持續(xù)、安全和可信的支撐框架，實現(xiàn)底層平臺與應(yīng)用需求多種形式的鏈通。

目前區(qū)塊鏈的落地場景中，主要還是企業(yè)之間組成的聯(lián)盟鏈開展業(yè)務(wù)，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展會形成一個一個聯(lián)盟鏈數(shù)據(jù)孤島。

未來各聯(lián)盟會相互聯(lián)通，依托工業(yè)級跨鏈互操作技術(shù)，可實現(xiàn)異構(gòu)云環(huán)境、異構(gòu)區(qū)塊鏈底層的相互通信和相互操作，實現(xiàn)跨鏈融合打通，支撐大規(guī)模異構(gòu)鏈跨鏈協(xié)同。

趨勢四：“自主系統(tǒng)”高級自動化，自動駕駛正批量落地

自主系統(tǒng)是指具有一定自治能力和自主性的控制系統(tǒng)，結(jié)合人工智能與物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，并通過實時控制決策來實現(xiàn)系統(tǒng)的自治。

目前，自主系統(tǒng)主要應(yīng)用于無人車、無人機、移動機器人等領(lǐng)域。自主系統(tǒng)可以替代或輔助人類在特定環(huán)境下完成任務(wù)，極大提高了人類的感知范圍，擴展了人類的行為能力。

在軍事和民用領(lǐng)域，自主系統(tǒng)可以滿足多場景的自動化和智能化需求，通過整個集成系統(tǒng)的有機協(xié)作，大幅提升系統(tǒng)性能，從而滿足對總體效益和生產(chǎn)能力的要求。

自動駕駛技術(shù)是自主系統(tǒng)的重要組成部分，旨在沒有任何人類主動的操作下，自動安全地操作機動車輛。

目前，隨著產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟，自動駕駛正批量落地。自動駕駛公司與車輛生產(chǎn)公司形成產(chǎn)業(yè)鏈上下游關(guān)系，車輛生產(chǎn)公司聚焦于降低車輛生產(chǎn)成本，提高其穩(wěn)定性和一致性，而自動駕駛公司則聚焦于提供高性能的自動駕駛服務(wù)，將其變成商品提供給客戶。自動駕駛的普及激活了相關(guān)智能組件市場，計算單元、芯片、傳感器、高精地圖、仿真云平臺技術(shù)將得到快速發(fā)展，促進自動駕駛技術(shù)的快速升級迭代。

趨勢五：云計算、量子計算等“下一代計算”將迎來新發(fā)展

近年來，隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷增長，人工智能特別是深度學(xué)習算法在越來越多的行業(yè)內(nèi)得到應(yīng)用，對計算系統(tǒng)提出了越來越高的要求與挑戰(zhàn)。在新技術(shù)、新場景、新挑戰(zhàn)的驅(qū)動下，計算領(lǐng)域正經(jīng)歷著一場深刻的變革。

在下一代計算中，計算任務(wù)從用戶端逐步向計算能力更強大的邊緣端和遠程云服務(wù)器處移動，正朝著云、邊、端協(xié)同計算的層級結(jié)構(gòu)發(fā)展。

云計算硬件已經(jīng)成為計算技術(shù)創(chuàng)新的主戰(zhàn)場。目前已經(jīng)開發(fā)了多種新計算構(gòu)架和處理器，并投入使用。在少數(shù)一些邊端應(yīng)用領(lǐng)域，如自動駕駛、安防，專用的計算芯片已經(jīng)獲得認可并投入使用，還有廣闊的應(yīng)用空間等待被新的計算技術(shù)所覆蓋。

因此，很難有一種通用的計算硬件適用于所有邊端的計算需要。

集成電路工藝在突破5nm之后逐漸在接近晶體管直徑的物理極限。盡管目前集成電路工藝仍繼續(xù)向著1nm邁進，但其制造成本卻大幅提高。

在同等成本水平下是否可以維持算力的指數(shù)增長可能成為下一代計算前進的關(guān)鍵。在尋找集成電路工藝替代算力的嘗試中，量子計算被認為是最有可能補充傳統(tǒng)集成電路算力的技術(shù)。

在實驗中的一個計算案例，用目前最先進的超級計算機需要計算一萬年，而量子計算機只用了二百秒。而中國的“九章”量子計算原型機則實現(xiàn)了76量子比特。

我國量子計算逐漸走出實驗室，量子計算在特定計算任務(wù)上具備指數(shù)加速能力，有望成為“后摩爾定律”時代新的計算形態(tài)，對潛在商業(yè)應(yīng)用形成良性激勵。

白皮書指出，云平臺已成為量子計算應(yīng)用探索和產(chǎn)業(yè)推廣的重要方式，國內(nèi)外多家科技企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)，包括本源量子和深圳量旋等都陸續(xù)推出了自己的量子計算云平臺和服務(wù)。

登高遠眺，踏路而行

睜開雙目，機器視覺、自然語言處理、5G通信、自動駕駛等技術(shù)有的快速迭代、有的大規(guī)模落地、有的已漸趨成熟；

登高望遠，量子計算、AR/VR、腦機接口等技術(shù)應(yīng)用的大量普及，三五年內(nèi)想要完成雖然還有極大的難度，但將時間線拉長又豁然開朗。

2020年底，國家發(fā)布“十四五規(guī)劃”，并制定了中國2035年遠景目標?！笆奈逡?guī)劃”強調(diào)要加快數(shù)字化發(fā)展、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，更是提到了大數(shù)據(jù)、人工智能、量子信息等科技關(guān)鍵詞。

疫情雖動蕩，但科技興國的戰(zhàn)略始終不變，2021年的畫卷已緩緩展開，人們既然選擇了遠方，踏路而行，自有前程。

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