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日本科学技术与学术政策研究所“第11次科学技术预测调查”揭示未来科技热点

供稿人:薛亮  供稿时间:2020-12-2   关键字:日本  科学技术  创新  未来科技  

日本科学技术与学术政策研究所(NISTEP)最近实施了“第11次科学技术预测调查”。该调查基于“社会未来愿景(研讨会报告)”的探讨和“科学技术未来愿景”的探讨,描绘“由科学技术发展所形成的社会未来愿景”。该调查形成了一系列报告,揭示了放眼未来的最新前沿科技热点。 

表 “第11次科学技术预测调查”涉及的主要前沿技术 

科学技术群

关键词

科学技术点

价值中心社区形成支持技术

福祉

实现解析关于有利于达成福祉和可持续发展目标的理论和技术

智慧城市

超分散医院系统

可用于污染区域和机内等的超轻量传感器

智能电网系统

在小城市实现能源自给自足和完全资源循环的封闭式循环系统

生活均等化技术

多言语和非语言导航

为老年人和盲人安心自由行动提供信息的导航系统

能让老年人从门到门独自安心移动的地区乃至更大区域的无间断运输系统

均等化

建筑和设备一体化,通过利用AI、IoT、机器人等改善老年人、残疾者、育儿家庭等居住生活功能,均等化

全生物间交流支持技术

脑机能造影技术

在细胞水平测量大脑功能的非侵入造影技术

利用量子纠缠的造影技术

体验传达媒介

将个人体验(感觉信息及当时的心理状态等)作为皮肤感觉记录并能编辑、传达、体验和共享的媒介

多言语和非语言导航

将图象识别和语音识别融合的实时自动翻译

能让无法说话的人和动物理解语言表现,并将自己意志表现为言语的可携带会话装置

下一代AI技术

自动检测

根据设计、施工和过去的检查数据,机器人和传感器自动和自律检查和诊断,发现和通知异常的技术

信息筛选

能从非定形的文章和会话筛选所需信息的自然语言处理技术

大型模拟

采用基于社会活动数理分析的社会数理模型和社会活动数据的大规模模拟,支持政策决策的系统

数据挖掘

知识密集型的数据挖掘技术

通用机器学习

通用机器学习算法

预测和控制

物理和网络空间无缝结合的基础设施监测、预测和控制技术

下一代接口

机器人和人机接口

统合感觉、信息处理和动作功能的超小型人机接口设备

下一代安全性技术

实时监测

防止对重要基础设施、汽车等控制系统和个人用IoT机器与服务不正当侵入的技术

量子密码

基于量子技术等的新安全性框架

下一代数据利用技术

区块链

在教育导入AI和区块链,构筑超越学校框架的学习风格,实现终身提升技能的社会

最适合广泛运用作为社会基础的区块链的计算机系统结构

量子电脑

充分发挥量子电脑特性的算法

拥有数百比特相干性的量子电脑

开放数据

通过开放城市相关数据,形成能够共享和合作利用多种主体所拥有的数据的平台

大数据利用

构筑记录保存各机构每年以1Exabyte的比例生成的自然科学实验数据,并让产学官研究人员通过1Tbps级的网络和超过10ExaFLOPs的超级计算机利用这些数据的环境

在产学官所拥有的各种数据集和数据库中,至少在特定领域不借助人力转换数据集和数据库间的格式差异,通过信息和数据的连接形成一个巨大的数据集和数据库数据,构筑能够通过各种分析工具进行利用的系统

数据流通和共享

通过所有数据本体论的统一,极大减少全世界数据流通和共享成本

电子地图

作为国土基础的收集动态信息和自动更新信息的电子地图

电子书

全部书籍均变为电子书

项目管理

基于BIM数据,从设计到施工再到竣工确认进行建筑项目管理,且通过传感器和机器人进行维持管理的技术

实时监测

利用人造卫星和气象观测数据等的实时高空间和高时间分辨率的气象预测和灾害风险评价系统

量子通信

实现横跨1000km保持量子状态的量子密码远程通信网的量子通信技术

下一代远程呈现技术

IT素养

通过让全部国民掌握IT素养,实现谁都能享受数字化便捷性的包容性社会和消解IT人才的不足

远程操纵

AR体育

线上产品线下购

统合和阐明线上产品线下购和线下展示线上购等往返网络空间与实际空间的利用者行动的技术

电力市场一般化

以社区内和个人间的电力交易为中心的电力市场的一般化

机器人和人机接口

谁都可以自由操纵异地的人和机器人动作的一部分乃至全身,与身体的出租人和周围的人协调进行工作的身体共享技术

自动驾驶技术

自动驾驶

L5级自动驾驶

无人航行商船

无人农业

普及通过使用自动驾驶拖拉机等的无人农业、利用IoT的精密农业,以及基于这些实践所取得的环境环境等的环境控制系统

技能扩张技术

生物适合

以自然的形式扩大人类身体能力和智力能力的小型穿戴式设备

在人类感觉丧失时进行补充,乃至达成超人水平的增强仿生材料

AI利用

对熟练技能者等的技能进行测量建模,自动存档化暗默知识的系统

机器学习利用

连初学者也能使用的机器学习利用基础的普及

工作代替技术

人类代替机器人

代替人的农业机器人

代替建筑物和基础设施检查的机器人检查技术

通过桥梁等混凝土构造物的单位化,实现现场装配的自动化

AI利用

关于机器(AI、机器人)和人类的关系达成社会一致意见

通过AI进行预算执行、多人会议时间和地点的调整、业务所需资料的准备、建议书和报告书的制作等的秘书业务代替系统

以从人类视角来看无不协调感的水平自动生成所需文章、图像和声音等的技术

下一代病情监测

可穿戴式智能产品

监测体内信息的可穿戴式智能产品

健康医疗数据库

持续收集通过基因和诊疗信息以及可穿戴式传感器和智能产品所获得的生物和行动信息的健康医疗数据库

病情控制

通过血液对癌症和认知症的早期诊断和病情监测

通过阐明植物性神经性和精神性紧张以及抑郁症与生活习惯的相互作用,得出切断恶性循环的方法

阐明高层次精神功能的神经基础全貌

基于综合失调症脑病态的阐明,开发让病患回归社会成为可能的新治疗药

基于抑郁症和双相性精神障碍的细胞水平的脑病态分类,开发速效且不会复发的新治疗法

基于依赖症共通脑病态的阐明,开发预防法和复发防止法

基于自闭症谱系障碍的脑病态,开发让自律社会生活成为可能的治疗和介入法

基于阿茲海默症等神经变性疾病发病前的生物标记物,开发预防发病及有效治疗的疾病修饰疗法

对于精神和神经疾病采用深部脑刺激疗法、神经反馈、病毒载体等以神经回路为靶向的治疗法

解明神经疾病患者精神症状和睡眠障碍发病机制,开发新治疗法

基于情动等的大脑功能阐明,开发霸凌和旷课的应对法

生活轨迹传感

通过生活环境传感和生活轨迹传感,形成基于脑血管障碍、心筋梗塞、致死性脉律不齐等血管活动检测的急救医疗信息系统

体内埋入设备

通过生活环境传感和生活轨迹传感,形成基于脑血管障碍、心筋梗塞、致死性脉律不齐等血管活动检测的急救医疗信息系统

人体扩张技术

生物适合

能将所有皮肤感觉反馈到大脑的假手

让高功能体内埋入机器和药物输送系统技术成为可能的高度生物适合性材料

由于疾病和衰老导致衰弱的肌肉骨骼系统的简便廉价的功能辅助技术

生物制造

使用3D打印技术的再生组织和内脏器官的制造(生物制造)

软性材料

为了让机器人实现具备与人类一样柔软动作和触觉功能的软性材料

资源循环支持技术

植物工厂

以宇宙和极地利用为目标的自动化和无人循环型植物工厂

人工光合作用

光还原触媒及人工光合作用

人造肉和人造食材

以人造肉等人造食材为基础,定做食品的3D食物打印技术

营养价值链

营养价值链的监测和分析技术

稀有金属回收和利用

从小型电子机器类、废弃物和下水道污泥焚烧飞灰中合理回收和利用稀有金属的技术

下一代基础设施技术

自我修复材料

具有老化和损伤自动修复功能,能维持大楼等建筑物功能的结构材料

无人机

在城市能运送人的“空中飞车和无人机”

下一代能源技术

能源系统

50MW级海上浮体式风力发电

经济且能大规模稳定供给的长期氢储藏技术

具有电动汽车无需更换的长寿命且低成本的二次电池

利用太阳光和风力发电剩余电力的氢制造

同时生产

来自生物质的能源和有用物质的同时生产

全球监测和传感

模拟

超大规模组合最优化问题和非凸优化问题数理结构的阐明和实际时间近似解法的开发

融合模拟和机器学习的实际世界现象预测和实际世界系统控制

逼近度评价

预测日本国内火山是否喷发的逼近度评价

统合防灾系统

为政府、企业和个人迅速提供电力、水、通信等城市基础设施修复和支援物资物流与人力资源优化及避难路径信息的社会统合防灾系统

监测和传感

活用IoT机器的大规模地震灾害时的实时受灾把握和扩大预测系统

预测技术

震级7级以上内陆地震发生位置、规模、发生时期(30年以内)以及受灾的预测技术

实时监测

能够实时把握城市空间所有人和车辆位置信息的高效交通管理系统

利用准天顶卫星的测位数据,实时定量判定国土和大型建筑物变化和灾害时变状的技术

实时预测

基于局部地区短时间暴雨的高精度预测对斜面崩溃及土建筑物进行实时受灾预测

数字制造技术

3D/4D打印和4D材料

具有与以前大量生产技术同等生产率的附加制造(3D打印)技术

通过在形状加工后自发变形和结合从而实现功能发现和系统融合的技术(4D打印和4D材料)

大规模定制

大规模定制在汽车、衣服、休闲用品等广泛领域普及,按照自己需求个别定制购买形态成为主流

相关链接

1.日本科学技术与学术政策研究所(NISTEP)官方网站https://www.nistep.go.jp/

 


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