美國陸軍智庫公布《2016-2045年新興科技趨勢》報告

《2016-2045年新興科技趨勢》預測報告，由未來偵察（FutureScout）戰略與分析公司為美國陸軍負責研究與技術的副部長助理（DASA R&T）撰寫，幫助陸軍理解新興技術趨勢，使陸軍領導者和聯合、跨機構及國際的利益相關者了解影響未來作戰環境和塑造未來30年作戰能力的科技趨勢；激發陸軍有關科技投資的戰略對話，確保士兵在未來作戰中保持優勢。

目錄

一、新興科技未來發展趨勢報告概況

二、新興科技未來發展趨勢主要內容

三、美國陸軍部報告主要特點及啟示

一、新興科技未來發展趨勢報告概況

美國陸軍2016年6月16日公布了Emerging Science and Technology Trends: 2016-2045 -- A Synthesis of Leading Forecasts Report (April 2016)——《2016-2045年新興科技趨勢——領先預測綜合報告（2016年4月）》（以下簡稱「報告」）。報告長達35頁、圖文並茂，由未來偵察戰略與分析公司（FutureScout，LLC.）為陸軍負責研究與技術的陸軍副部長助理（DASA R&T）撰寫，幫助陸軍理解新興技術趨勢、應對未來的不確定性。該報告是陸軍負責研究與技術的助理部長幫辦發布的有關新興科技趨勢的第三份年度報告。如同前兩年發布的報告，該報告主要有兩大目標：一是使陸軍領導者和聯合、跨機構及國際的利益相關者了解影響未來作戰環境和塑造未來30年作戰能力的科技趨勢；二是激發陸軍有關科技投資的戰略對話，確保士兵在未來作戰中保持優勢。

報告的內容表展示了報告的八個部分：一、執行摘要Pg1 EXECUTIVE SUMMARY，二、背景Pg2 BACKGROUND，三、新興科技趨勢Pg3 EMERGING S&T TRENDS，四、橫向主題Pg9 CROSS-CUTTING THEMES，五、結論Pg12 CONCLUSION，六、附錄A：文獻目錄Pg14 APPENDIX A: BIBLIOGRAPHY，七、附錄B：分析方法Pg16 APPENDIX B: ANALYSIS METHODS，八、趨勢卡 TREND CARDS。報告的主要內容為三、四兩部分，本報告解讀的第二部分專門長篇詳述。

報告綜合分析了過去五年內由美國內外政府機構、科研機構、諮詢機構、國際研究所、工業界、智囊團和智庫等發布的32份科技預測報告及這些報告提到的690項科技趨勢，以識別出可能帶來變革性或顛覆性影響的科技趨勢。通過報告涉及的690項科技趨勢進行綜合比對分析，最終提鍊形成並明確了24個值得關注的新興科技趨勢，暨上述內容表三：新興科技趨勢，包括：機器人與自主系統、增材製造、大數據分析、人體機能增強系統（Human Augmentation）、移動和雲計算、醫療進步、網路空間、能源、智慧城市、物聯網、食物與水技術、量子計算、社交媒體使能（Social Empowerment）、先進數碼產品、混合實境（即虛擬現實與增強現實）、氣候變化技術、先進材料、新型武器、太空、合成生物等20大核心科技趨勢；以及源文件出現但未經常發生而未入選的四個影響陸軍能力的趨勢，分別是工作性質的變化、教育、隱私、交通和物流等4項，雖然缺乏足夠定量分析但可能會對未來軍隊產生影響的科學技術趨勢，後文用（*源文件出現但未經常發生）標註。報告的內容表四：橫向主題，對城鎮化、氣候變化、資源緊張、人口變遷、創新全球化和全球中產階級興起等六大影響社會政治變革、技術和安全的發展背景趨勢進行了闡述，這些也是許多源文件中出現的共同主題。

報告最後（內容表五、結論），結合新興科技趨勢分析，提出了未來美國軍隊在應對未來趨勢方面所應思考的五大戰略問題：一是除了採辦流程的重大改變，陸軍如何更多、更快地利用技術創新，尤其是商業研發工作成果；二是假定創新實現全球化，陸軍如何與外國政府和國際研發中心合作，以確保陸軍獲得最新技術；三是人效增強和自主系統有潛力變革幾乎所有作戰功能，陸軍是否做好了變化的準備，如應對利用同樣技術的對手、給予機器人多大的自主性、士兵身心將受到哪些長期影響；四是陸軍如何更好地與聯合團體、國際夥伴、非政府組織及其他利益相關者合作，影響政府和工業界支持的研發議題，以交付維護安全的新能力、組織對手吸納技術創新、組織眾多潛在科技趨勢創造的新安全挑戰；五是陸軍如何培育新興創新者，包括傳統國防工業基礎以外的初創企業，陸軍如何鼓勵自身研發中心的創新。

報告附錄B分析方法指出，通過搜索已公布的趨勢分析報告、藉助語義分析進行聚類分析以識別出共同主題、編碼後確定新興科技趨勢類型等步驟，採用趨勢識別方法對新興科技趨勢進行了甄別。傑森奧古斯汀博士團隊通過潛在語義分析LSA來識別這些報告中共享的常用語義動態趨勢的聚類，從趨勢資料庫引用進行預處理除去標點和停用詞，如「的」；然後對文本數據標記化，把包含每一個單詞頻率的引用和計數的唯一詞轉換為向量，採用基於重合與分享的關注度指標來對24個焦點問題進行深度分析。文本分析涉及到詞頻-逆文檔頻率TF-IDF模型、餘弦相似度衡量矩陣、沃德聚類分析法、定量和定性（LSA）編碼、等潛在語義分析、交叉分析、語境分析方法。這個過程中，重合值（Concurrence values）是指用來測得特定趨勢源報道的百分比，顯示了每個趨勢的報道量；分享值（Share values）是整個源文檔資料庫中的每個報道趨勢被分享的百分佔比，是衡量被預測相關源文件中，每個趨勢被分享的次數。

二、新興科技未來發展趨勢主要內容

新興科技未來發展趨勢主要內容指的是上述目錄（內容表）中的：三、新興科技趨勢Pg3 EMERGING S&T TRENDS，四、橫向主題Pg9 CROSS-CUTTING THEMES，本文主要從這兩方面來說。（一）24項新興科技的未來發展趨勢：1、數字技術和網路科技在科技發展中的地位不斷提升；（報告原文非此次序）2、隨著自主科技的普遍化，物聯網迅速擴張，生物和物理硬體不斷提升人體機能，使得人類與技術之間的隔閡在未來的30年里將可能進一步縮小；3、創新科技為創造物理環境提供了新工具，強化了個人與企業的能力。社會技術的革新也使個人擁有了創造自己微觀文化的能力並重新定義了傳統的階級制度；4、在生物科技領域，合成生物科技的發展體現了人類在基因工程上修改生物基因的可行性。這些潛在的技術進步改善了我們「分析複雜數據——發現規律——做出決策」的能力；5、隨著世界人口擴張以及因氣候變化而造成的食物和飲水壓力的不斷增加，技術將成為全人類健康、安全以及生產運作的保障。（二）6項關鍵宏觀趨勢（橫向主題）：城鎮化、氣候變化、資源緊張、人口變遷、創新全球化、全球中產階級的興起等，可能與社會政治變化、技術和安全產生聯繫。

（一）24項新興科技的未來發展趨勢

報告第三頁開始提出的24個值得關注的新興科技，可歸納總結為以下幾方面趨勢：

1、數字技術和網路科技在科技發展中的地位不斷提升。

未來30年「先進數碼產品」會在運轉能力和運用廣泛度上做文章，虛擬化和軟體定義的系統將使政府和機構能夠迅速適應最新的信息技術並避免耗錢耗力的硬體升級。數碼將融入更多的日常用品中（如衣服和建築材料），數碼系統將成為人們身體延伸的一部分，嵌入式的電子系統將把士兵和自主軟體助手聯通以此來進行技術支持、火力配比和智能分析。「移動和雲計算技術」改變了人類和信息互動的方式，移動設備將會愈發強大並具有多功能特徵，與信息許可權串聯的雲端計算服務提供了無比強悍的計算能力，預計到2030年75%的世界人口將擁有移動通訊聯通性，雲端移動計算將轉變諸如「教育」（如由大學提供的線上課程，新科技在學校教室中的推廣應用等）、醫療等的現有運作方式。同時，「大數據分析」技術發展會不斷提升由此產生的海量數據分析能力，自動機器人會用於分析信息之間的關聯，信息所有權將成為人們關注的議題，潛在敵人通過不同渠道獲取信息會挑戰美國國防部的應對能力。

另一方面，在未來的30年里我們生活的方方面面將依賴於「網路（Cyber）」，而由此也帶來了人們對於安全性與個人隱私的憂慮。未來潛在的網路攻擊將會非常具有破壞性。國家、企業和個人將不得不更小心地保存他們的數據以防受到不良網路黑客的襲擊。在該報告最壞的預測中，「網路末日戰」將會打響，金融和社會將隨著網路的崩塌而遭受無盡的黑客襲擊。同時，隨著人們對個人「隱私」問題的關注與擔憂，在2045年可能會產生由個人隱私維護所帶來的市場機會，包括可以讓人生活度假的「無監控」的居住空間，保護和修復網路信譽度的技術在未來也會變得愈發舉足輕重，網路安全和個人隱私也會導致數碼自由和安全的紛爭。

1.1先進數碼設備（第6頁）

由於計算機和各種數碼設備在過去的60年里給人們生活帶來的天翻地覆的改變，我們似乎已經忘了這些技術還比較新。個人電腦在1975年才出現在商店裡，而當時的個人電腦有如今日的宜家，是作為一套零件賣給顧客的。用戶需要自己把它組裝起來，所有的程序也都需要自己編寫。僅僅40年後，人們手中智能手機的計算能力就已經遠超1969年把宇航員送上月球時的NASA了。在未來的30年里，這個趨勢也將會繼續下去。

人們將會擁有更多的計算能力以及更廣的數碼資源。移動網路和雲計算將會給人們帶來幾乎無限的內存和計算能力。虛擬技術和基於軟體的系統將會允許政府和企業在不需要昂貴的硬體升級的情況下迅速的調整升級IT系統。

從衣服到建材，數碼產品將會更廣泛的融入到日常生活中。在此同時，新科技將會改變我們與科技之間交流的方式。語音界面已經被廣泛應用在智能手機中，而姿勢界面則允許我們無聲的與計算機通訊。最終，人腦-電腦界面將會允許我們用思想控制數碼設備，使它們成為我們身體的一部分。

1.2智能手機與雲端計算（第4頁）

智能手機與雲端計算正在改變人類與數據相處的方式。比如目前的美國，大約有30%的網頁瀏覽和40%的社交媒體是通過手機的。而這的原因之一就是具有各種可以測量天氣、位置、光度、聲音、以及生物特徵的探測器的智能手機。

隨著手機的威力越來越大，功能也越來越全面，移動網路的鋪展也將加速。在2030年，全球75%的人口將會擁有移動網路連接，60%的人口將會擁有高速有線網路連接。

移動終端的發展以及移動網路的擴散，也會進一步推進雲端計算的進展。雲端計算可以在在零投入的情況下給用戶帶來大量的計算能力。在未來的30年里，基於雲的移動計算端將會改變從醫療到教育的各行各業。

比如人們可以通過手機來進行體檢並與雲端的診斷軟體直接溝通，人們也可以在手機上使用教育軟體來學習新的技能，農民們甚至可以通過手機連接到實時氣象數據，通過雲端軟體計算最優化的收割時間。

但是，這一切都需要極高的網路安全性、可靠性、以及流量。商業用戶以及個人用戶也都需要習慣把數據上傳到雲端中。

1.3 教育（*源文件出現但未經常發生，第8頁）

技術正在改變教育。在線課程現在由學院和大學提供；自適應數字教師提供了新的教材提供途徑；學校將常規整合平板電腦進教室。新興技術對教育的影響可能成為軍隊訓練創新的重要來源。

1.4數據分析（第3頁）

在2015年，人類總共創造了4.4ZB（44億TB）的數據，而這個數字大約每兩年就會翻倍。在這些數據中隱藏了各種關於消費習慣，公共健康，全球氣候變化以及其他經濟，社會還有政治等等方面的深刻信息。可惜的是，雖然「大數據」成為了一個熱點，但每年只有不到10%的數據會被分析。

在接下來的30年里，我們處理巨量的動態數據的能力將會逐漸提高。自動人工智慧軟體將會可以從散亂的數據中識別並提取有關聯的信息。而這種數據分析的能力將會從商業應用擴散到普通人手裡。

人們將會獲得在生活中使用大數據的能力，並且通過這種能力來迫使政府以及各種機構對它們的政策負責。而這很有可能引起關於數據限制的衝突。超級個性化營銷，政府對人民數據的監視，以及各大數據被盜案件的曝光則會引起數據所有權的討論。各個敵對勢力則可以利用被盜取的，從暗網中購買的，甚至是開源的數據來相互攻擊。

1.5網路安全（第4頁）

網路安全不是一個嶄新的話題。事實上，早在1991年就有人提出了「網路上的珍珠港」這一警告。但是在未來的30年里，隨著物流網的發展以及日常生活中越來越多的連接，網路安全將會成為網路行業首要的話題。目前，雖然世界上的網路攻擊越來越多，但是它們大多數的目標都只是個人或者企業。而且這些攻擊所造成的損失雖然很大，但是這些損失並不會擴散。而未來的世界將不會是如此的簡單。

隨著汽車、家電、電廠、路燈，以及數百萬個其他的事物相互連接，網路攻擊的後果也會越來越嚴重。國家、企業、以及個人的數據將會面臨越來越隱蔽的攻擊。有些甚至在數年後才會被發現。目前，人們可以想像出來最壞的情況就是「網路世界末日」– 在越發越瘋狂越頻繁的攻擊下，整個世紀的互聯網以及其中所包含的經濟社會功能的崩潰。

1.6隱私（*源文件出現但未經常發生，第8頁）

隱私，也叫秘密；隱居；私事；指不受公眾干擾的狀態。皮尤研究中心最近的一項調查發現，50%的美國人對網上的信息感到擔憂，自2009以來增長了51%。這些數字反映了全球趨勢並指出人們日益關注隱私。2045年對個人隱私保護的市場可能會出現，包括「關閉網路」的空間，人們可以在那裡生活，度假，或在遠離網路感測器。保護和「治癒」在線聲譽的技術可能變得更重要，因為一個人的在線行為對現實世界的關係和就業的影響更為顯著。

2、隨著自主科技的普遍化，物聯網迅速擴張，生物和物理硬體不斷提升人體機能，使得人類與技術之間的隔閡在未來的30年里將可能進一步縮小。

根據保守估計，到2045年將會有包括移動手機和可穿戴設備、醫療器械、電器、工業感測器、監控攝像頭、汽車、衣服等超過1千億的設施與網路連接。這些設施將使原來需要勞動力的檢測、管理和維修等工作實現全自動化。「物聯網」的交叉、分析和人工智慧將創造一個擁有全球網路的智能機器，使其在沒有人影響的情況下處理龐大的關鍵事務。同時，在未來的30年，人體能夠感知的可穿戴設備、將外骨骼技術與大腦相連接的假肢、嵌入感測器和電腦的隱形眼鏡、可擴展個體接受能力並運用在工作學習中的益智葯等不斷湧現，「人體機能增強」科技通過生物科技手段將把人類潛力推向極限。而無力支付這些技術更新費用的人們將在運用增強技術的世界中失去競爭力，並且網路增強技術也將會成為黑客的目標，以藉此控制人類的思想和身體。

2.1物聯網（第5頁）

在2045年，最保守的預測也認為將會有超過1千億的設備連接在互聯網上。這些設備包括了移動設備、可穿戴設備、家用電器、醫療設備、工業探測器、監控攝像頭、汽車，以及服裝等。它們所創造並分享的數據將會給我們的工作和生活帶來一場新的信息革命。人們將可以利用來自物聯網的信息來加深對世界以及自己生活的了解，並且做出更加合適的決定。

在此同時，聯網設備也將把目前許多工作，比如監視，管理，以及維修等需要人力的工作自動化。物聯網、數據分析、以及人工智慧這三大技術之間的合作將會在世界上創造出一個巨大的智能機器網路，在不需人力介入的情況下實現巨量的商業交易。

但是，雖然物聯網會提高經濟效率、公共安全，以及個人生活，它也會加重對於網路安全和個人隱私的擔憂。恐怖分子，犯罪集團以及敵對勢力將會利用物聯網作為新的攻擊手段。而物聯網中所包含的大量數據也會誘惑政府去實施針對人民的監控，從而進一步的引發隱私和安全之間的對抗。

2.2人類增強（第3頁）

在接下來的30年里，科技將帶領人類突破人類潛力的極限甚至生物的極限。由物聯網連接的可穿戴設備將會把與實時有關的信息直接打入我們的感官中。外骨骼和與大腦連接的假肢將會使我們變得更加強大，為老弱病殘恢復移動力。裝有探測器和嵌入式計算機的隱形眼鏡或者被永久植入在體內的裝備將給我們帶來可以穿牆的聽力，天然夜視，以及可以嵌入虛擬和增強現實系統的能力。益智葯將會擴大我們的思維能力，改變工作和學習的方式。

當然，人類增強科技也會帶來新的挑戰。那些負擔不起「升級肉體」價格的人群很有可能發現他們在增強經濟里毫無競爭力。而增強科技的聯網則會讓我們的身體甚至大腦成為黑客的目標。對士兵的增強很有可能引發一場新的增強科技軍備競賽。

3、創新科技為創造物理環境提供了新工具，強化了個人與企業的能力。社會技術的革新也使個人擁有了創造自己微觀文化的能力並重新定義了傳統的階級制度。

未來創新科技不斷湧現，強化了個人與企業的能力。在「增材製造」技術方面，3D印表機將可以列印包含多種材料的複雜物體，比如工具、電子產品、替換部件、醫療設施等等，人們可以根據自身需要自定義這些東西，實現個性化產品定製。而以虛擬現實和增強現實（VR和AR）為主的「混合實境」則已經為電子消費產業注入了很多活力，未來將應用於更多產業領域，來傳遞實時的、情境感知的體驗（AR），提供身臨其境的視覺、聽覺、嗅覺和觸覺的感受（VR）。同時，除工業用途以外，「先進材料」（如納米材料和其他諸如金屬海綿和陶瓷部件）還將會在成衣、建築材料、汽車、路面和橋樑以及其他諸多物體中出現，軍隊將能夠運用先進材料來生產更輕更強的裝甲、更加高效的運載車輛和護盾以及更強力的電池和可再生能源系統。在「量子計算」方面，雖然大多數對於量子計算技術的研究興趣在於如何將其運用於密碼破解，真正使用量子電腦可能在21世紀40年代中期才會出現，但它可能會成為一項改變許多其他技術領域諸如氣候建模、藥物研究和材料科學的革命性技術。到2045年，「機器人與自主系統」將會被普遍運用，擁有自主系統的汽車在使運輸更加便利和高效的同時也會為共享經濟的崛起注入活力，自主汽車和自主運輸科技（「交通與物流」技術趨勢，第8頁）會對大眾交通運輸和物流造成革命性的改變（*源文件出現但未經常發生，第8頁）；機器人將會運用於照顧老年人、運輸貨物、收穫莊稼、維護公共治安，並為人們的每日生活提供必要服務，在軍事行動中使用機器人將會使整個系統更加具有機動性、敏捷度和智能。

不可忽視的是，社會技術的革新也帶來了微觀文化與傳統階級的變化。一方面，「工作性質變化」因素使得自由撰稿人數量不斷增加（*源文件出現但未經常發生），創業者在使用3D列印及介面技術的幫助下不斷創新，眾籌平台改變了產品開發方式，使得產品開發者與消費者可以直接互動,有些企業在這些趨勢下會創造更多新機遇，而有些企業則會在「打零工經濟」（gig economy）的競爭中失去競爭力。另一方面，「社交媒體使能」技術在未來30年里將成為一個強化獨立個體個性的主要工具，許多傳統的人類地位結構將被由網路主導的社交媒體社區所顛覆。比如，人們可以避開主流媒體的誘導並直接從社交網路中看到政府腐敗或鎮壓民眾的新聞，因此政府將越來越難以操縱政治導向；比特幣和其他虛擬貨幣將顛覆傳統的政府控制的貨幣政策；眾包理念將進一步激發民主並削弱媒體創造者和消費者之間的區別；社交媒體還會挑戰未來戰爭的輿論導向，等等。

3.1增材製造（第3頁）

增材製造（3D列印）已經在工業界作為製造限量設計原型的技術而被使用超過30年了。但是，在近十年里，3D列印技術獲得了驚人的發展。如今，隨著3D印表機價格的下降以及大量開源工具和付費模型的出現，世界上已經出現了一個龐大的「創客」群體，無時不刻的在突破這項技術的極限。

在2040年，3D列印技術將改變世界。新一代的3D印表機將可以融合多種材料，電子元件，電池以及其他原件。人們將會利用3D列印技術製造工具，電子產品，備用零件，醫療設備等各種產品，並按照自己個人需求來實現真正的「私人訂製」。

軍隊的後勤將變得更簡單，因為裝備和補給可以在當地直接列印。物體將會變成信息，而網路盜版將會代替現實偷竊。而恐怖分子以及犯罪集團將會使用難以追查的原材料來列印武器，探測器，以及其他裝備，給社會安定造成極大的隱患。

3.2混合現實（第6頁）

虛擬現實和增強現實（VR和AR）技術已經在消費電子市場激發了極大的熱情，各科技公司也迅速的開始進入這個市場。在2014年收購Oculus VR之後，Facebook將在今年推出他們首款VR眼鏡。三星，索尼，宏達也計劃在今年推出VR產品。資本的湧進代表了VR將會成為新一代的主流娛樂技術。當然，VR也有在娛樂之外的應用。美國第二大家居裝飾用品公司Lowe』s（勞氏公司）正在開發名為Holoroom的一款3D增強現實科技。Lowe』s的客戶將可以設計一個空間，然後使用Holoroom進入一個3D模型，體驗他們設計的空間感覺如何。

雖然在歷史上，市場對VR和AR曾有些過於膨脹的預期，如今的超高清顯示，低價的姿勢與位置探測器以及高清視頻內容給混合現實科技打下了雄厚的基礎。在未來的30年里，這些技術將成為主流科技。AR眼鏡將把實時相關的信息給用戶投放在現實中，而VR眼鏡則可以通過融合視覺，聽覺，嗅覺和觸覺來實現深度沉浸的體驗。

3.3先進材料（第7頁）

在過去的10年里，材料科學的突破給我們帶來了許多種先進的材料。從可以自我恢復和自我清理的智能材料，到可以恢復原本形狀的記憶金屬，到可以利用壓力發電的壓電陶瓷材料，到擁有驚人的結構和電力性能的納米材料，這些都是材料科學家的成功。尤其是納米材料，它有著廣泛的應用價值。在納米尺度（少於100納米），普通的材料比如碳，將會呈現出獨特的性能。石墨烯，一種由碳原子構成的只有一層原子厚度的二維晶體，強度是鋼的100倍，能夠高效的傳導熱和電，並且幾乎透明。

納米材料有著無數種應用，比如作為引擎或其他機械錶面的低摩擦力鍍膜，作為高強度合成材料來建造汽車和飛機，輕便的防彈背心，以及高效的光伏材料。在工業應用之外，製藥企業也正在研究作為靶向分子的醫療納米粒子用於治療癌症。在未來的30年里，納米材料以及新型材料，比如泡沫金屬以及陶瓷複合材料將會被用在從衣服，到建材，到車輛，到公路以及橋樑中，無處不在。

3.4量子計算（第5頁）

量子計算是通過疊加原理和量子糾纏等次原子粒子的特性來實現對數據的編碼和操縱。雖然在過去的幾十年里，量子計算只存在於理論上，近些年的研究已經開始出現有意義的結果。在未來的5-15年里，我們很有可能製造出一款有實用意義的量子計算機。量子計算機的出現將會給其他的研究方向，比如氣候模擬、藥物研究、以及材料科學帶來巨大的進步。

不過，最令人期待的還是量子密碼學。一台量子計算機將可以破解世上所有的加密方式，而量子加密也將真正無懈可擊。如今，量子計算機的許多技術堡壘已經開始被逐一攻克，雖然我們也許在21世紀40年代才會看到真正實用的量子計算機，但來自政府和業界的大量投資意味著量子計算已經邁過了轉折點。

3.5機器人與自動化系統（第3頁）

在2045年的地球上，機器人和自動化系統將無處不在。自動駕駛汽車會使交通更加安全與高效，或許還會給共享經濟帶來新的動力。機器人則會負責日常生活中大量的任務，比如照顧老人與買菜，以及工業中的職責，比如收穫農作物，維護公共設施等等。

而隨著機器人的機動性、靈敏度以及智能的提高，它們將成為強大的戰士，在戰場上輔助、甚至替代人類士兵作戰。人工智慧軟體則會被使用到商業上，例如從數百TB的數據裡面提取有意義的信息，使商業服務自動化，以及替代諸如客服、教師等傳統意義上「以人為本」的職業。

但是，機器人與自動化也會帶來許多的危機。數百萬工作被機器取代的下崗職工將會給社會造成極大的衝擊，導致經濟與社會的不穩。自動化網路系統則會成為各個敵對勢力相互攻擊的主要突破口。在衝突中使用機器人和自動化系統則有可能造成極大的倫理和文化挑戰。

3.6 運輸與物流（*源文件出現但未經常發生，第8頁）

自主車輛和機器智能將在未來30年內改變大眾運輸和物流。自主交通技術可以提高城市內部和城市之間的人和產品的移動效率。半自動或完全自主的商用飛機、公共汽車和計程車，可以提供更安全的出行方式，同時還能減少擁擠和污染。交通與物流技術趨勢會對大眾交通運輸和物流造成革命性的改變；機器人將會運用於照顧老年人、運輸貨物、收穫莊稼、維護公共治安，並為人們的每日生活提供必要服務，在軍事行動中使用機器人將會使整個系統更加具有機動性、敏捷度和智能。

3.7 工作性質變化（*源文件出現但未經常發生，第8頁）

技術正在改變個人與工作之間的關係。通過接入網路賦能市場和協作工具的驅動，自由工作方式在變多。「工作性質變化」因素使得自由撰稿人數量不斷增加，企業家使用3D列印和應用程序介面（API）技術實現快速創新。眾籌平台Kickstarter正在改變產品開發的直接合作的方式，運用「莊家」與消費者直接連接。未來30年，這些趨勢將重新定義工作。對一些人來說，創業障礙將下降。

3.8社交網路（第6頁）

如今，大約有65%的美國人使用社交網路，而在2005年，這個數量只有7%。社交網路已經開始展現出改變人類行為的能力。但是在未來的30年里，社交科技將會給人們帶來可以創造出各自微型文化圈的力量。

人們將會使用科技形成社會契約和基於網路社區的社交結構，從而顛覆許多傳統的權力結構。比如政治輿論，由於目擊者們可以直接在網路上揭露腐敗和壓迫而不用通過媒體的過濾，政府將會發現輿論越來越難被直接控制。或者企業責任，雖然企業可以通過社交網路直接接觸到消費者，這些消費者也可以利用社交網路來突破營銷的噪音，使企業對他們的產品和行為負責。

眾籌和直播將會使內容創作進一步的民主化，從而模糊媒體人與觀眾之間的區別。而比特幣以及其他加密貨幣也許會把貨幣和交易的控制從政府手中剝離，從此基於社會共識而不是政府的規定。

4、在生物科技領域，合成生物科技的發展體現了人類在基因工程上修改生物基因的可行性。這些潛在的技術進步改善了我們「分析複雜數據——發現規律——做出決策」的能力。

在未來30年，基因技術的發展進一步帶動「醫療進步」，藥物將會經歷多重技術革新，人性化的藥物將會因基因技術而崛起，這些藥物幫助病患實現個性化醫療。同時，隨著對基因學的認識不斷深入，人們發現可以直接構築DNA序列來創造生物（正如轉基因作物），目前科學家們正在思考能否將生命轉變成數據像電腦程序一樣進行編寫。一種可以作為生物燃料的藻類已經被編寫出來，並用其DNA編寫了數以兆計的數據。在未來的30年，「合成生物學」將可以造出可以檢測毒氣的生物，將工業廢物轉為生物燃料，並利用人體寄生體為人類傳遞藥物。同時，合成生物學也伴隨著極大的風險，人們可能會誤入歧途用該技術研製生化武器，而可傳染的合成生物也有可能破壞生態環境。

4.1醫學（第4頁）

在未來的30年里，各種科學技術上的突破將改變醫學。通過基因組學，我們將會得到真正的私人藥物。在未來，癌症，心肺疾病，阿茲海默症，以及其他目前看似無救的疾病將會由針對患者個人基因的藥物來治療。

人類將可以通過DNA培養出來移植所需的器官，從而滅絕等待配型以及排斥反應等很可能致命的情況。生物假肢將會被直接連接到神經系統上，從而提供與真實觸感極其相似的感官。

機器急救人員以及例如控制性降溫的肢體存活技術將會大幅度延長救援的「黃金時間」。科學家們將找到衰老的原因，從而增加人類的壽命，湧現出一大群非常健康並有活力的「老人」。

另一方面，發達的醫療設施的價格將會給各國的醫療系統帶來更大的壓力。窮人與富人之間的救命資源也會出現極大地不均。而且隨著人類壽命的增加，年輕人與老人之間對於工作以及資源的競爭則會加劇。抗藥性極高的超級細菌也會給世界各地的人們帶來極大的危險。

4.2合成生物科技（第8頁）

早在孟德爾發現遺傳的基礎規律，以及埃弗里-麥克勞德-麥卡蒂實驗證明DNA是遺傳物質之前，人類已經進行了幾千年的通過選擇性育種以及雜交來操縱植物和動物的遺傳基因了。

隨著我們對遺傳學認知的加深，我們已經可以通過搭建新的DNA來實現無中生有，創造出新的生物。基因改造農作物則是此項科技的先鋒。但是在此同時，我們正站在一場生物革命的突破口。當我們跨入生物科技的新時代時，生命將會成為信息，如同電腦程序的代碼一樣，可以被改寫的信息。

科學家正在開發一種可以分泌生物柴油的海藻，這種海藻的DNA中則被編寫了數千GB的數據。在未來的30年里，合成生物科技將製造出可以探測到毒素，從工業廢料中製造生物柴油，以及通過共棲來給人類寄主提供藥物的生物。但是，合成生物也會帶來生物武器和難以控制的入侵物種等巨大的危險。

5、隨著世界人口擴張以及因氣候變化而造成的食物和飲水壓力的不斷增加，技術將成為全人類健康、安全以及生產運作的保障。

在未來的30年里，全球變暖將威脅整個人類的生存，全球能源的需求將會飆升35%，39億的人們（超過40%的全球人口）將面臨淡水危機，技術發展將成為解決全球共性問題的關鍵。在「氣候變化技術」中，包括建造防洪設施、使用轉基因技術使莊稼抵禦乾旱氣候等短期防禦科技，以及如碳隔離方式將溫室氣體（如二氧化碳和甲烷）從大氣層抽離並存入地下、將硫或二氧化鋁離子植入大氣層以此來減少太陽輻射對地球溫度的影響等長期防禦科技構想。「能源」科技中，太陽能、風能等可再生能源的成本將逐漸與化石能源成本接近，核能的獲取將變得更加安全，它們的廣泛應用有利於抵禦全球變暖的狀況。「食物和水」技術中，海水淡化、滴灌技術、水的再利用、雨水收集以及其他技術可以減輕淡水供給的壓力，轉基因莊稼和全自動收割可以提升莊稼產量，並保障在更少的土地上提供更多的營養供給。

在「太空」技術方面，當前新科技推動發射運載工具的創新，已極大地減少了探索宇宙的成本，未來人們將研發出更加龐大的重回月球旅行計劃、開啟全新太空工業（如小行星採礦）的火星探索等技術，實現人類不斷探索宇宙的夢想。「智慧城市」在信息和通信（ICT）技術的支持下不斷成長。據估計，到2045年，65%-70%的世界人口（大約64億）將會住進城市，基於系統化設計的新技術應用會解決人口膨脹帶來的城市發展和公共安全壓力：城市數據和全自動化的運營使城市運作更加高效和可持續發展，散佈於整個城市的感測器系統將實時監測水和能源的使用並自動平衡供給，網路化的交通系統和完全自主的運輸模式將會緩解交通堵塞，新材料和新設計技術將會被用於建造智慧建築。在國家間防禦方面，「新型武器」將會縱橫未來戰場，一些國家投資的反介入科技（A2AD）將會對美國未來行動環境的隨意介入能力進行限制。

5.1對抗全球氣候變化（第7頁）

根據目前的數據，在2050年，地球表面的溫度將增加1.4至3攝氏度。就算我們採取了一些極端方式來減少溫室氣體的排放，氣候的慣性也會引起溫度的提高。而地表溫度的提高則會帶來一系列的惡果，比如海平面的提高給海岸城市所帶來的危險，農作物產量的下降所引發的饑荒，乾旱導致數百萬人缺乏飲用水，以及洪水所造成的數十億損失。

在未來的30年里，這些危機將會引導各方投資研究可以減緩氣候變化所帶來的影響的科技。在近期，這些科技將包括在地圖上標出有洪水危險的系統，以及可以抵抗乾旱的基因改造農作物。在更長遠的時間裡，也許會出現野心更大的科技，比如可以從大氣中提取二氧化碳和甲烷等溫室氣體，並在把它們安全的儲存在地下的科技。

但是，如果氣候變化的趨勢是增加3度這種最壞的情況，它給地球氣候所造成的巨大影響將難以減緩。在這種情況下，極端的地理工程手段很有可能是避免極度惡劣氣候的唯一方式。科學家們就曾提出在大氣層中散布硫或者氧化鋁來減少抵達地球表面的陽光。不過，這些手段還處於理論階段，風險非常大。

5.2能源（第4頁）

在未來的30年里，全球能源需求預計會增長35%，我們則正在面臨著一場能源革命。新的採油技術，比如水力壓裂以及定向鑽為人類添加了大量可開發的油田和氣田。而這直接顛覆了世界石油市場，使美國從世界上最大的石油進口國變成了最大的石油生產國。

與此同時，可再生能源，比如太陽能和風能的價格也開始接近與石油。就拿太陽能來說，在過去的10年里，太陽能發電的價格從每瓦8美元降低至這個數字的十分之一。在此之外，還有核能這個抱有爭議但從未停止開發的能源。新一代的核反應堆設計宣稱遠比之前的更安全，也會產生更少的核廢料。

不過，雖然使用清潔能源可以幫助我們減緩全球氣候變化，但是圍繞著用於生產電池，光伏，以及其他元件的稀有資源的新的糾紛與摩擦也會出現。石油經濟的消退也會在中東和北非引起經濟和社會的嚴重不穩，進一步加深當地的武裝衝突。

5.3食物與淡水科技（第5頁）

在未來的30年里，淡水和食物的缺乏將會在世界上製造更多的衝突。大約全球25%的農地已經由於過度耕作，乾旱，污染等原因造成了嚴重退化。在未來的幾十年里，最樂觀的預測也指出主食穀物的價格將會提高30%。但那是最樂觀的情況。如果全球氣候變化、需求，以及資源管理的失敗按照目前的趨勢繼續下去，價格提高100%也是可能的。在2045年，全球超過40%的人口將會面臨缺乏水源的問題。這一切問題的解決方式只有科技。

海水淡化、微型灌溉、污水回收、雨水收集等科技將會減緩人類對淡水水源的需求。基因改造農作物以及自動化將會允許農民使用更少的土地來出產更多的食物。食物和淡水將會成為新的科技熱點，也會成為新的衝突爆發點。

5.4太空科技（第8頁）

太空行業正在進入一個從上個世紀60年代後就從未出現過的發展階段。新的科技，比如機器人，先進的推進系統，輕便的材料，增加製造，以及元件小型化正在減少把人和物送入太空的價格，而這則會開啟太空探險的新機會。SpaceX，Arianespace，Blue Origin等太空行業的新人已經帶來了例如可回收火箭等顛覆式創新。

在未來的30年里，科技的研發將會帶領人類將重返月球。在此之外，更加偉大的探險，比如人類登錄火星也是，以及新型基於太空的行業，比如在開採小行星中的礦物也都有可能出現。

雖然探索甚至殖民太空是現代人來長久的夢想，但是對太空設施的需求很有可能加大地球上的衝突。隨著更多的國家開始依賴天基設備，對太空的控制將有可能成為一個全新的爆發點。天基武器不再是不可能，而反衛星也將成為未來戰爭的一部分。

5.5智能城市（第5頁）

在2045年，全世界65%-70%的人口將會居住在城市裡。隨著城市人口的增加，全球人口超過1千萬的超級都市將會從2016年的28座增加至2030年的41座。大量的人口向城市流動將會給這些城市的基礎建設，比如城際交通，食物和水源，電力能源，污水處理，以及公共安全系統等帶來極大的壓力。

未來的智能城市將利用信息和通訊技術（ICT），通過大數據以及自動化來提高城市的效率和可持續性。

比如使用分散探測系統將實時監視城市用水用電數據，通過智能電網自動調整配電設置；通過聯網的交通信號系統以及自動駕駛系統來減緩車輛堵塞的程度；利用由新材料和新設計技巧所建的智能建築來提高空調和照明系統的效率，減少能源浪費；使用屋頂太陽能板、小型風力發電機、地熱發電，以及其他可再生資源提供乾淨的電力。另外，沒錢或者缺乏政治信念去投資這些科技的城市將會變得極其擁擠和骯髒，成為暴動和衝突的爆發點。

5.6新型武器（第7頁）

在未來的30年里，數種新型武器技術將出現在戰場上。除了目前正在開發中的非致命武器以及能量武器之外，數個國家也正在開發可以阻絕軍事行動能力的反介入和區域阻絕武器（A2AD）。A2AD技術包括反艦彈道導彈、精密制導反車輛反人員武器、反火箭炮、火炮和迫擊炮系統（CRAM）、反衛星武器，以及電磁脈衝武器（EMP）。

有些技術，比如精密制導武器，屬於基於現有科技的突破。中國就正在開發可以摧毀航空母艦的先進反艦彈道導彈。而有些技術則屬於嶄新的主意，比如2015年由美國防部高等研究計劃部(DARPA)所開發的EXACTO自導子彈。隨著中國，俄羅斯，美國以及其他國家斥巨資推進軍隊現代化，新一代的高科技軍備競爭正在揭曉。

（二）6大宏觀環境要素的未來發展趨勢

以上所有的科技進步都有可能與社會政治，經濟以及環境趨勢的大環境發生衝突。在未來10年，城鎮化、氣候變化、資源緊張、人口變遷、創新全球化、全球中產階級的興起等6項關鍵宏觀趨勢可能與社會政治變化、技術和安全產生聯繫。

「氣候變化」在很多方面可能會對未來地緣政治穩定和新科技發展造成巨大影響。極端天氣將會無情地破壞那些急速發展的城市，造成人道主義危機和世界金融的衰退。與氣候變化相呼應的包括食物、飲水、資源和原材料在內的資源將出現嚴重短缺，而「資源短缺」將阻礙經濟的擴張並將世界許多地方捲入戰爭的深淵，引起世界局勢的不穩定和資源的爭搶。「城鎮化」的進程將會造成超大城市的擴張（這些超大城市將會成為政治和經濟影響的中心）並影響整個國家的興衰。隨著全球人口的增長，人口老齡化和移民問題將對持續復興機會、一體化以及社會和諧構成挑戰。「創新全球化」趨勢明顯，創新也會遷徙到像中國、印度這樣的在世界經濟舞台中嶄露頭角的發展中國家。當今中國在R&D;領域正向美國靠攏，這將對未來美國經濟、國防以及全球創新政策產生深遠的影響。另外，全球中產階級正逐步擴張，「全球中產階級興起」。未來世界數以百萬計的人們將脫離貧困，但社會階層間的不平等以及衝突仍然存在，逐漸擴大的消費群體也會加劇能源短缺以及氣候挑戰。

三、美國陸軍部報告主要特點及啟示

綜合上述，報告主要展示了近年來迅猛發展的各領域高新科學技術、人機結合、科技和社會經濟創新。

（一）技術與社會環境的結合。在分析未來技術發展趨勢時，把技術方向與人類社會進步可能出現的主要現象進行了密切聯繫，特別值得關注的是城鎮化、氣候變化、資源緊張、民主化變遷、創新全球化、全球中產階級的興起等6種社會現象。以需求為導向，預測技術發展方向。

（二）對人機結合給予很大關注。廣泛的人機結合技術從大數據、可穿戴設備到人體植入設備再到用基因編輯技術改造人體，由此，人體機能增強實現由表及裡，由淺入深，未來的「人」是什麼狀態，將在很大程度上決定了和平與戰爭是什麼狀態。所以，美國陸軍部對此非常重視。我們還可以關注8月美國政府宣布解除資助使用人類幹細胞製造人獸混合胚胎的禁令。

（三）高度重視創新新趨勢。因技術發展帶來的社會現象和創新現象變化，如與「分享經濟」有異曲同工之妙的「打零工經濟」、Kickstarter眾籌平台、社交媒體尤其是自媒體對傳統話語權的顛覆、比特幣所引發的全新金融世界等，都極有可能是影響未來和平與競爭格局的重要因素，美國陸軍部也予以了高度重視。創新成為未來拉動經濟增長的新動力，創新增長模式將支撐未來社會經濟的發展。

軍事科技往往早於民用科技，並且會逐漸變為民用，代表了人類最高水平的文明成果。

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