颠覆未来的十大科技

纵观人类漫长的历史，社会经济的快速发展离不开先进科技的推动。从蒸汽机到电力，再到信息技术和数字化，科技进步在三次工业革命中都起到了至关重要的作用。

其实这些科技在被人类知晓之前，往往被赋予了某种神秘的色彩。如两千年前的水利工程都江堰，维多利亚时代的九大发明，即使在今天，被称为“黑科技”也不为过。

“黑科技”一词最早源于日本动漫《全金属狂潮》。是指超出人类认知范围或现有科学技术水平的科技创新及其产品，具有无形性、突破性、超越性、开拓性等特征。本文列举了六项可以影响未来、可能颠覆世界的“黑科技”，探讨它们在未来会给各行各业带来怎样的改变。

3D打印:改变制造的方式和模式。

图片来源:视觉中国

3D打印不是传统的打印技术，而是包含了快速成型和增材制造的技术特征，也离不开数字技术的支持。因此，它是一个多技术的综合。简单来说，就是借助数字技术进行3D建模，并以此为基础，通过逐层构建的方式，将粉末金属或塑料等可粘合材料成型为物体。

可以看出，3D打印与传统打印机等办公设备完全不同，更侧重于制造和产品设计。是更前沿的制造技术和解决方案，将颠覆制造业涉及的所有行业和领域。借助数字化建模技术，可以快速复制零件，从而缩短生产周期，减少误差，大大提高效率，降低人力成本，彻底改变传统制造业。

同时，对于消费者来说，3D打印有利于个性化定制。厂商只需要提供数字模型供用户选择提交，然后直接生产交付给用户。整个过程完全自动化，高效便捷。因此，作为一种创新的制造技术，3D打印还可以促进一种新的商业模式，即M2C，它可以使制造商直接面对消费者，不仅满足他们的个性化需求，还可以提高效率，降低成本，保证产品质量和用户满意度。

目前，3D打印已经应用于工业、航空空、建筑、医药等传统行业。例如，俄罗斯国家技术集团近日宣布将使用3D打印技术制造飞机零部件；意大利建筑师建造了世界上第一座3D打印的生态可持续房屋，为受灾民众带来福音；早在2017年，位于苏黎世的瑞士联邦理工学院就利用3D打印技术制造出了柔性硅胶心脏；此外，用3D打印设计制造假牙的案例早已屡见不鲜。

VR/AR/MR/XR:虚拟世界与现实世界的无缝融合

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VR的两种技术是相辅相成的。简单来说，VR就是构建虚拟场景，带给人们沉浸式的新体验；AR在原场景中叠加相关信息，也增强了体验性和互动性。MR是VR和AR的融合，在虚拟场景的基础上实现信息的叠加和增强，为体验者创造沉浸式的新体验。VR、AR、MR也就是俗称的XR。三种视觉交互技术融合的同时，虚拟世界和现实世界可以无缝连接和转换，大大提升了沉浸感。

相比之下，VR是最早的，也是应用最广的，在游戏和视频中也相当普遍。其中不得不提的就是VR眼镜或者VR头盔。谷歌、三星、索尼、华为等电子消费厂商都推出了相应的产品，为用户带来更好的视觉和游戏体验。同时，商业领域也有很多VR应用的案例。比如VR技术在模拟飞机、驾校培训等领域的应用。通过创建真实的场景和互动，学生可以快速适应并付诸实践，避免不必要的风险。

AR的应用也可以分为两类，第一类是消费端，智能手机上大量的休闲娱乐工具造就了AR技术。典型的例子是照相机应用。通过AR技术，在自拍的过程中叠加可爱搞笑的特效，增添乐趣。日本热门游戏Pokemon Go将高精地图与ar技术相结合，引导人们外出探索未知世界。此外，支付宝的春节扫货财富集合弗卡等。也是典型的AR应用。

另一方面，AR还可以应用于航海空、造船等领域的维修场景。工程师带来特殊设备，通过AR叠加提示，有助于快速发现和解决问题，显著提高效率。微软HoloLens是最典型的工业AR头戴设备，它还集成了VR技术，成为更先进的MR设备。此外，公开信息显示，苹果也在研发MR相关的耳机，它将与苹果其他设备合作，为用户提供更好的体验。

此外，目前“超宇宙”的概念极为流行，被认为是下一代互联网的代名词，旨在打造逼真的虚拟场景甚至虚拟世界。VR/AR/MR/XR是虚拟场景和交互技术的融合，所以业内一般称之为元宇宙的入口和基础技术。为了拥抱元宇宙，脸书直接把公司名字改成了“元”。然而，未来的超宇宙能否改变互联网还是个未知数，但VR/AR/MR/XR正在给各行各业带来非凡的新体验。

机器人:将人类从重复劳动中解放出来。

机器人，源于捷克作家卡雷尔·凯佩克的科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。剧本将机器人称为“机器人”，即捷克语中的“奴隶”，即作为对人类的辅助，帮助人类完成工作的工具。现在普遍认为机器人具有感知、决策、执行等基本特征。，可以辅助人类完成危险重复的工作，提高效率，降低人力成本，让人类可以将更多的精力投入到更有创造性的工作中。

随着人工智能等新一代信息技术的发展和应用，机器人已经广泛应用于工业、医学、农业、服务业、建筑业、军事等领域，无论是第一个获得国家公民身份的机器人索菲亚，还是会“跑酷”的波士顿动力机器狗Spot。

机器人的定义和分类相当复杂，主要包括服务机器人、工业机器人和特种机器人。其中，服务机器人主要为人提供服务，包括家用机器人和商用机器人。比如现在家庭中流行的陪伴机器人，搭载了计算机视觉、语音识别、自然语言等人工智能技术。，就像一个“机器人保姆”，起到陪伴孩子和老人的作用；现在的餐厅、酒店、医院、商场都会有服务机器人，可以为顾客提供引导、查询等服务。此外，还有清洁机器人、物流机器人、配送机器人等。让生活更方便。

与服务机器人不同，工业机器人和特种机器人更注重专业性。机器人包括焊接、搬运、装配、喷涂等很多工业场景。，帮助人们提高效率。特种机器人用于警务、特殊环境、农业、安保等领域，以达到替代人力资源的目的。

如今在“用工荒”的大背景下，机器人也开始进入建筑行业。目前，建筑机器人不仅可以提高效率，还可以降低人工成本，促进农民工向技术工人发展，推动建筑行业转型升级。而在工程机器人的赛道上，大部分企业还处于研发和测试阶段，产品较少，没有形成系统化、规模化的布局。同时，工程机器人的难点在于导航系统，影响机器人的定位感知、识别和移动精度。

博之林测量机器人

其中，碧桂园旗下博之林的施工机器人依托丰富的应用场景资源和需求，其产品已经覆盖了大部分施工流程。目前，它们正在应用于中国18个省份的近120个建筑项目，积极探索提供全周期智能建筑解决方案，缓解行业痛点。同时，公司成为全球为数不多的系统性投入机器人大规模研发的企业，正在将传统建筑工地推向智能施工时代。

自动驾驶:让人工智能机器人取代司机

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自动驾驶又称“无人驾驶”，是一门集环境感知、规划决策、多层次驾驶辅助等功能于一体，融合了计算机、现代传感、信息融合、通信、人工智能、人机交互、自动控制等新技术的交叉学科。总的来说，自动驾驶就是解放驾驶员，实现车辆的自动驾驶，是一种先进的车辆自动控制技术。同时，随着人工智能的发展，自动驾驶成为其重要的应用场景之一，车辆越来越机器人化。

事实上，受到计算机智能、基础设施、互联网通信等各种因素的制约。，自动驾驶的落地一直是个难题，需要突破。美国国家公路管理局和美国汽车工程师协会将自动驾驶分为L0-L5等级。目前市面上的自动驾驶主要在L2和L3之间，即部分自动化和有条件自动化。典型的例子就是特斯拉。虽然其新能源汽车一直畅销全球，但其交通事故和安全问题频发。原因是自动驾驶还不完善，所以业界对自动驾驶能否落地有疑虑。

另一方面，以谷歌旗下的Waymo为代表的自动驾驶初创企业，一直在不断通过路测，朝着自动驾驶的目标前进。比如美国加州的路测，吸引了世界各地企业的参与，启动了Robotaxi的试运营。在北京、上海、广州等国内多个城市也开启了自动驾驶路测，目的是推动其落地，抢红利。但这些路测尝试都是在封闭场景或特定区域，很难扩大和普及。尤其是在路况复杂的道路和场景下，自动驾驶车辆仍然受到安全问题的困扰。

但很多厂商开始尝试“降维”的方式，从封闭场景入手，比如矿山、公园、停车场等。由此诞生了采矿车、机器人巴士、物流配送车、扫地机、自动泊车技术等解决方案和技术，并逐步推进商业化。所以目前自动驾驶还不能叫“无人驾驶”，应该叫“自动辅助驾驶”或者“辅助驾驶”。无论如何，它的目的原本是辅助驾驶员，带来更轻松、更安全的驾驶体验。

脑机接口:挖掘人脑的无限潜力

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脑机接口(Brain-computer interface，BCI)也是一个跨学科的研究领域，涉及神经科学、认知科学、心理学、影像医学、生物医学工程、材料科学、电子工厂、模型处理与模式识别、人工智能等学科。简而言之，就是指将人脑或动物脑与外部设备连接起来，实现信息的交换，甚至被称为“精神控制”。

脑机接口(Brain-computer interface，BCI)一直存在于科幻电影中，但科学家通过多年的动物实验获得了一些经验，相关程序也越来越成熟，证明了其可行性。目前脑机接口的尝试主要用于听力损失、视力和肢体运动能力的恢复。

但从脑机接口的功能来看，除了监控、替代、改善和恢复，还包括增强和补充。由此可见，脑机接口不仅仅是为了医疗健康，在娱乐、智能家居、军事等领域，都会带来更多的想象空间空。去年8月29日，埃隆马斯克的脑机接口公司Neuralink展示了用脑机接口设备实时读取小猪大脑活动信号的新技术，震惊了业界。

另一方面，随着脑机接口技术的发展，其相关的伦理道德问题依然存在，引起了动物保护组织的关注。同时还有另一种声音，就是一旦有人通过脑机接口控制人，尤其是这种技术被黑客利用，结果不堪设想。但是脑机接口(BCI)对于医疗健康行业还是有积极意义的，值得人类不断尝试。

量子计算:颠覆传统的通用计算机计算方法

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网络流行语“量子力学”形象地表达了量子计算的重要地位和前景。量子计算是一种新的计算模式，遵循量子力学规律，控制量子信息单元进行计算。与传统的通用计算机相比，量子计算由于量子力学的叠加，效率更高，处理速度更快。尤其是面对海量数据，量子计算将发挥巨大作用。

随着互联网的飞速发展，数据爆炸已经成为不争的事实。如何利用海量数据成为一个不可回避的话题。尽管大数据、人工智能、云计算等新信息技术不断涌现，但计算能力的缓慢提升仍然无法快速处理、分析和挖掘海量数据。

2016年，AlphaGo战胜李世石，宣告计算机智能可以超越人类智能。但离不开神经网络、深度学习等人工智能算法的帮助，更重要的是计算机计算能力的突破。然而，虽然芯片的发展已经突破了摩尔定律，但计算能力仍然难以有质的飞跃。如今，量子计算带来了新的可能性和更广泛的空。

2019年9月，谷歌宣布其研发的量子计算机在3分20秒内成功完成了传统计算机需要1万年才能处理的问题，号称是世界上首次实现“量子霸权”。这意味着量子计算在特定测试案例中已经超越了所有传统通用计算机的计算能力，成为一个重要的里程碑。今年10月，中科院超导量子计算研究团队建成了66位可编程超导量子计算原型“祖冲之二”，比目前最快的超级计算机快1000万倍，足以证明量子计算强大的计算能力将给未来计算带来巨大变革。

当今世界，科学技术正在深刻影响人类社会，融入我们生活和工作的方方面面。尤其是在疫情的催生下，新技术、新模式、新业态层出不穷，使得世界各国对科技的重视达到了一个新的高度，大量的“黑科技”也开始进入我们的视野。

可以预见的是，包括“黑科技”在内的前沿技术的不断创新，都有一个鲜明的特点，那就是必须基于某个行业或垂直领域，最终目的是改变这个行业。比如，3D打印改变了我们的制造方式；VR/AR/MR/XR在不断创造新的人机交互模式；将机器人从繁重的体力劳动和危险的操作中解放出来；自动驾驶颠覆了人们的出行和交通方式；脑机接口帮助人类充分挖掘大脑的潜力；量子计算彻底改变了计算方式，帮助各行各业实现突破性发展。

毋庸置疑，“黑科技”总是在把人类社会的进步推向一个新的高度。

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