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驱动工业革命4.0的三驾马车

2016-06-14 09:51
安娜PARKER
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  哪些技术将成为第四次工业革命的发展动力呢?基于世界经济论坛所做的研究和论坛全球议程理事会的工作成果,甄选出了一些值得关注的关键技术。

  所有的新进展和新技术都有一个重要特点:它们很善于利用数字化和信息技术无所不在的力量。本章提及的所有创新成果,无一不是借数字之力得以实现和发展的。例如,倘若没有计算能力和数据分析的进步,基因测序就不可能成为现实。同理,要是没有人工智能,高级机器人就无从谈起,而人工智能本身也高度依赖计算能力。

  为明确这些大趋势,全面反映第四次工业革命背后的技术驱动力,我将这些技术归为三类:物理类、数字类和生物类。这三个门类相辅相成,各项技术均可从彼此的发明和进步中受益。

  无人驾驶交通工具、3D打印、高级机器人和新材料

  物理方面的技术大趋势主要表现在如下4 个方面。

  无人驾驶交通工具

  无人驾驶汽车一直是媒体报道的热点话题,但现在人们还开发出很多其他类型的无人驾驶交通工具,包括卡车、无人机、飞行器和船只。随着传感器和人工智能等技术的进步,所有这些无人驾驶设备的性能将迅速提高,能够感知、对环境做出响应(变更飞行路线以避免发生碰撞),它们将能胜任电缆检查和战地医疗、物资运输等任务。再比如,在农业领域,用户通过使用无人机,再结合数据分析,便能更加精准、高效地进行施肥和灌溉。

  3D打印

  3D打印又名增材制造,根据数字3D 图像或模型,一层一层地打印出实物。这一技术已广泛应用于生产各类产品,大到风电机,小到医学植入材料。未来3D 打印的应用范围将变得更加广阔,比如用于制作电路板等集成电子元件,甚至是人体细胞和器官。事实上,研究人员已开始研究4D (四维)打印,这一工艺将创造出可自我调整的新一代产品,能够适应温度和湿度等环境因素的改变。这一技术可用于生产服装、鞋以及医疗卫生相关产品,比如可适应人体个体差异的植入材料。

  高级机器人

  机器人技术的快速进步,将使人机协作很快成为司空见惯的事。此外,随着其他技术的进步,机器人的适应性和灵活性也会得到进一步提高,它们在结构和功能设计方面从复杂的生物结构中获取灵感(仿生学工艺的扩展,即对自然世界中的模式和手段进行模仿)。

  新材料

  不少新材料很快都将投放市场,这些新材料具有几年前人们无法想象的属性。总的来说,新材料质量更轻、硬度更大,其可回收性以及适应性也更强。例如,现已投入使用的一些智能材料可以自我修复、自我清洁;一些金属具备记忆,可以恢复到原来的形状;有些陶瓷和水晶可以将压力转化为能源。

  有些新材料有望在缓解人类所面临的全球性危机中发挥重要作用。例如,对于一些过去普遍认为无法回收却又广泛用于生产手机、电路板乃至航空部件的材料而言,热固性树脂的创新有望实现这些材料的回收利用。

  物联网

  物联网是借助互联技术和各类平台,在物(包括产品、服务与地点等)与人之间建立起来的一种关系,是第四次工业革命中联结物理应用与数字应用的重要桥梁和纽带。

  传感器以及其他可将物理世界中的物品与虚拟网络接连起来的各种方式,正在以惊人的速度传播开来。我们的住房、服饰、城市、交通、能源网络以及生产制造过程都可以安装上体积更小、成本更低、更为智能的传感器。这一过程会给各行各业带来革命性影响,不管是制造业、基础设施行业还是医疗卫生,所有行业概莫能外。

  以在物联网中广泛应用的远程监控为例。如今,所有包裹、货盘、集装箱都可以安装传感器——信号发射器或射频识别标签,有了它们,企业便可以对物品在供应链中的移动情况进行追踪,包括追踪其实际性能和使用情况等信息。

  数字革命正在彻底改变个人与机构之间的互动与协作方式。比如,常被称作“已分配分类账”的区块链就是一种十分安全的交易协议。在区块链中,任何交易在获得记录与批准之前,都必须先由一组电脑进行集体核查。区块链采用的技术无须寻找保管人或中央分类账等中立部门作为中介,通过促成互不认识(没有信任基础)的人进行协作,从而建立信用。从本质而言,区块链是一种可共享、可编程、安全、可信的分类账,任何单一用户都无法控制它,但是所有人都能监督它。区块链技术最为知名的应用当属比特币,但这一技术很快将衍生出无数其他应用。区块链技术现在可记录比特币等数字货币的财务交易,未来将能为各类事物提供登记服务,包括出生证明、死亡证明、所有权证明、结婚证、学历证明、保险权益证明、医疗程序和投票等。

  在更广泛的范围内,凭借技术支持,各类平台使得如今所说的共享经济(也称按需经济)成为可能。在智能手机上就可以轻松使用这些平台,将人员、资产和数据汇集到一起,创造出全新的商品和服务消费方式。它们降低了企业和个人创造财富的门槛,也改变了个人环境和职业环境。

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