2023年度十大前沿科技趨勢(shì)：智能體、3D生成、空間計(jì)算等成關(guān)鍵詞

　　多知網(wǎng)12月15日消息，由量子位主辦MEET2024智能未來大會(huì)14日在北京舉行。同時(shí)，量子位智庫《2023年度十大前沿科技趨勢(shì)報(bào)告》正式對(duì)外發(fā)布，該報(bào)告一家連續(xù)發(fā)布三年。

　　該報(bào)告對(duì)近百家初創(chuàng)公司、產(chǎn)業(yè)研究院、投資機(jī)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)研與交流，提名了2023年度十大前沿科技趨勢(shì)，2023年十大趨勢(shì)涉及六大領(lǐng)域：AI技術(shù)、自動(dòng)駕駛、空間計(jì)算、生物科技、太空探索、能源創(chuàng)新。

　　一、AI技術(shù)

　　01、智能體熱潮：人機(jī)交互新范式已被大模型打開

　　今年的大模型研發(fā)熱潮同樣帶動(dòng)了AI智能體的發(fā)展，成為其強(qiáng)大的「動(dòng)力引擎」。

　　目前學(xué)術(shù)界許多研究已經(jīng)將大模型作為AI智能體的認(rèn)知核心，大模型擁有的推理技術(shù)和強(qiáng)大的自然語言理解能力，讓智能體具備了強(qiáng)大的學(xué)習(xí)和遷移能力，為智能體的研究提供了突破性的技術(shù)方案。

　　今年在智能體的架構(gòu)方面有所突破，以更靈活的思維算法技術(shù)替代了原有的思維鏈和思維樹的推理方式。

　　在智能體交互方面，斯坦福提出的AI小鎮(zhèn)也讓公眾看到了多智能體協(xié)同的效益，實(shí)現(xiàn)更高效、更智能的決策與行動(dòng)。

　　量子位智庫預(yù)測(cè)未來智能體的發(fā)展將有兩個(gè)方向：

　　自主智能體和智能體模擬，將分別對(duì)應(yīng)B端、C端需求，能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜流程的效率提升和提供情感情緒價(jià)值。在不久的將來，嵌入自主智能體的軟件極有可能改變現(xiàn)有的使用方式，從「用戶適應(yīng)軟件」變成「軟件適應(yīng)用戶習(xí)慣」，真正成為「?jìng)€(gè)人助理」。

　　02、3D生成進(jìn)入涌現(xiàn)期：新算法新模型爆發(fā)，質(zhì)量效率可控性日新月異

　　在AGI爆火的今年，基于游戲、影視、XR等產(chǎn)業(yè)對(duì)3D數(shù)據(jù)的需求不斷增長，3D生成領(lǐng)域出現(xiàn)了不少突破性的**新算法新模型**，在質(zhì)量、效率、可控性多項(xiàng)關(guān)鍵性能上的學(xué)術(shù)研究突破日新月異。

　　今年在SIGGRAPH2023上被評(píng)為最佳論文的《3D Gaussian Splatting for Real-Time Radiance Field Rendering》介紹了一種新的可以實(shí)現(xiàn)快速高幀率實(shí)時(shí)渲染的方法——**3D Gaussian Splatting**。

　　這一新表達(dá)和算法的出現(xiàn)是3D生成領(lǐng)域的一大突破性進(jìn)展，在部分?jǐn)?shù)據(jù)集上多項(xiàng)性能(如速度、質(zhì)量、可控性)均優(yōu)于NeRF。

　　在今年10月，字節(jié)跳動(dòng)的研究團(tuán)隊(duì)推出了一種全新的多視圖擴(kuò)散模型——MVDream，能夠根據(jù)給定的文本提示生成幾何上一致的多視圖圖像。這一新模型可以應(yīng)用為3D生成的多視圖先驗(yàn)，通過分?jǐn)?shù)蒸餾抽樣極大地提高了現(xiàn)有的2D提升方法的穩(wěn)定性，大幅改善了3D一致性問題。

　　同時(shí)，今年還有多個(gè)3D生成優(yōu)化模型陸續(xù)出現(xiàn)。

　　03、分割模型大一統(tǒng)：計(jì)算機(jī)視覺即將迎來「ChatGPT時(shí)刻」

　　分割一切模型(SAM)是Meta在今年推出的AI模型，10月份相關(guān)論文獲得ICCV 23的Best Paper Honorable Menthion。受SAM影響，CV領(lǐng)域和相關(guān)研究在2023年「再度火熱」。

　　在SAM出現(xiàn)之前，我們所能看到的其他圖像分割模型，都是專有模型，良好性能在其他領(lǐng)域無法體現(xiàn)。SAM的最大貢獻(xiàn)即可以快速分割沒見過的圖像，將之前零散的圖像分割模型統(tǒng)一。有CV從業(yè)者認(rèn)為SAM的出現(xiàn)是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域進(jìn)入「GPT時(shí)代」的原因。

　　04、具身智能帶來新想象：AGI終極場(chǎng)景下的全新終端

　　今年是人形機(jī)器人和大模型同步迸發(fā)的一年，具身智能(Embodied AI)已成為AI研究新熱點(diǎn)。

　　2023年，具身智能領(lǐng)域的幾項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)都取得了突破性進(jìn)展。6月，李飛飛團(tuán)隊(duì)發(fā)布了具身智能新成果VoxPoser，能從3D空間分析出目標(biāo)和環(huán)境障礙，讓真實(shí)世界中的機(jī)器人在未經(jīng)培訓(xùn)的情況下直接執(zhí)行任務(wù)。

　　DeepMind在今年發(fā)布了新的視覺語言模型Robotic Transformer 2(RT-2)，可以自動(dòng)從互聯(lián)網(wǎng)及機(jī)器人數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)成功可轉(zhuǎn)化為機(jī)器人控制的通用指令。

　　全世界范圍內(nèi)涌現(xiàn)出各種突破性的仿生機(jī)器人產(chǎn)品，大模型影響之下，具身智能將邁入新階段。

　　二、自動(dòng)駕駛

　　05、端到端自動(dòng)駕駛成共識(shí)：BEV+Transformer重構(gòu)技術(shù)路線

　　今年的CVPR最佳論文頒給了端到端自動(dòng)駕駛，這幾乎代表著一種共識(shí)：端到端自動(dòng)駕駛是行業(yè)的未來。

　　隨著生成式AI的發(fā)展，以ChatGPT為代表的大語言模型的泛化能力有了極大提升，端到端自動(dòng)駕駛技術(shù)也因此受到廣泛關(guān)注。

　　端到端自動(dòng)駕駛技術(shù)以全部模塊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)化為特征，對(duì)規(guī)則的依賴度低，具備智能涌現(xiàn)能力和跨場(chǎng)景應(yīng)用潛力。

　　2023年，城市NOA成為自動(dòng)駕駛廠商角逐的新方向，基于Transformer模型的BEV技術(shù)則成為當(dāng)下不二的選擇。

　　BEV+Transformer能夠直接生成高質(zhì)量3D數(shù)據(jù)，且包含更多有用信息，能夠生成更加合理的駕駛指令，有望逐步成為自動(dòng)駕駛感知的主流范式。

　　此外，基于BEV的物體可以通過自上而下的視圖，完成軌跡預(yù)測(cè)和路線規(guī)劃，且能避免圖像視角下的尺度和遮擋等問題，也是實(shí)現(xiàn)端到端自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵。

　　三、空間計(jì)算

　　06、空間計(jì)算定義明確：消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品問世，XR全棧鏈路打通

　　6月蘋果在WWDC2023開發(fā)者大會(huì)上正式推出了第一款空間計(jì)算設(shè)備**Apple Vision Pro**，這一代表性消費(fèi)級(jí)空間計(jì)算產(chǎn)品的問世，真正將「空間計(jì)算」這一概念推向大眾并迅速普及。

　　空間計(jì)算使得計(jì)算升維，內(nèi)容變得更加立體，幾乎可以將信息100%復(fù)原。

　　空間計(jì)算將成為下一代計(jì)算方式，徹底變革傳統(tǒng)信息呈現(xiàn)和交互范式，已成為大家的共識(shí)。

　　今年AIGC的爆發(fā)和快速發(fā)展也開始解決數(shù)字內(nèi)容快速生產(chǎn)創(chuàng)作的問題，實(shí)現(xiàn)了空間計(jì)算領(lǐng)域的閉環(huán)，XR全棧鏈路被打通。

　　同時(shí)，空間計(jì)算的兩大技術(shù)路線VST/OST齊頭并。代表性空間計(jì)算產(chǎn)品商業(yè)化落地后，將帶動(dòng)XR開發(fā)者生態(tài)、內(nèi)容生態(tài)以及供應(yīng)鏈逐漸完善。XR設(shè)備也向「空間計(jì)算平臺(tái)」定義轉(zhuǎn)變，將進(jìn)一步推動(dòng)**XR**、**數(shù)字孿生**和**元宇宙**等領(lǐng)域加速增長。

　　四、生物科技

　　07、mRNA打開新象限：提供精準(zhǔn)醫(yī)療新解法，開啟生物醫(yī)藥新篇章

　　今年，mRNA領(lǐng)域獲得令人矚目的成就，相關(guān)技術(shù)獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

　　過去，由于mRNA技術(shù)的不穩(wěn)定性及人體免疫等多原因，無法應(yīng)用于新藥研發(fā)。直到脂質(zhì)納米顆粒遞送技術(shù)、堿基修飾技術(shù)的突破，解決了mRNA疫苗應(yīng)用的難題，實(shí)現(xiàn)了快速量產(chǎn)。

　　由于mRNA具有安全性優(yōu)勢(shì)、靶點(diǎn)數(shù)量優(yōu)勢(shì)、療效優(yōu)勢(shì)、制造工藝優(yōu)勢(shì)和研發(fā)周期優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于預(yù)防疫苗、治療疫苗、治療藥物等領(lǐng)域。

　　在分子設(shè)計(jì)層面，新提出了線性設(shè)計(jì)方法以解決在眾多mRNA編碼序列中的搜索問題，通過**動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法**降低搜索范圍，實(shí)現(xiàn)快速定位mRNA編碼。

　　在遞送技術(shù)層面，6月，賓夕法尼亞大學(xué)Drew Weissman 教授和Michael J. Mitchell 教授團(tuán)隊(duì)新合成了一種**佐劑類脂質(zhì)**，增強(qiáng)了mRNA的遞送效率。

　　08、腦機(jī)接口試驗(yàn)新階段：產(chǎn)品可靠性突破，AI提升數(shù)據(jù)解碼能力

　　自腦機(jī)接口(BCI)概念提出至今，已經(jīng)有50年歷史。當(dāng)前腦機(jī)接口技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入多個(gè)醫(yī)療場(chǎng)景，并且進(jìn)入人體臨床試驗(yàn)階段。

　　今年，我們看到腦機(jī)接口領(lǐng)域的進(jìn)展集中在神經(jīng)解碼速度的提升上，更接近正常人的文字或語音輸出速度。

　　《Nature》連續(xù)發(fā)布兩篇論文報(bào)告新的腦機(jī)接口裝置。Neuralink在5月下旬宣布，該公司已獲得FDA批準(zhǔn)，將啟動(dòng)其首個(gè)**人體臨床研究**;全球首例非人靈長類動(dòng)物介入式腦機(jī)接口試驗(yàn)在北京獲得成功，標(biāo)志著我國腦機(jī)接口技術(shù)的突破。

　　五、太空探索

　　09、可回收火箭進(jìn)入「中國軌道」：工程化難題被突破，商業(yè)航天迎來模式閉環(huán)

　　當(dāng)前階段，運(yùn)載火箭的回收復(fù)用已是世界航天的發(fā)展趨勢(shì)，中國眾多商業(yè)航天企業(yè)也正在研制各自可回收復(fù)用型號(hào)。

　　航天技術(shù)的發(fā)展和規(guī)模一直受到發(fā)射成本的制約?？芍貜?fù)使用的火箭相比于單次發(fā)射的火箭在產(chǎn)能有限的條件下可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模更大周期更短的發(fā)射。

　　今年7月，國際上公認(rèn)的新一代可重復(fù)使用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)方向——液氧甲烷發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了工程化突破，藍(lán)箭航天的“朱雀二號(hào)”成為全球首款發(fā)射入軌的液氧甲烷運(yùn)載火箭。

　　4月和11月，公認(rèn)的「全球最先進(jìn)的可回收火箭」——星艦進(jìn)行了兩次試飛試驗(yàn)，解決了推進(jìn)器和火箭的分離等關(guān)鍵問題，具有重大意義。

　　六、能源創(chuàng)新

　　10、可控核聚變里程碑：點(diǎn)火成功，打開商用想象空間

　　今年以來，核聚變領(lǐng)域的突破不斷：

　　4月，我國EAST裝置實(shí)現(xiàn)了高功率溫度下穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模式等離子體運(yùn)行403秒，創(chuàng)造了**托卡馬克裝置穩(wěn)態(tài)高約束模運(yùn)行**新的世界紀(jì)錄。

　　8月，我國新一代人造太陽「中國環(huán)流三號(hào)」取得重大科研進(jìn)展，首次實(shí)現(xiàn)100萬安培等離子體電流下的高約束模式運(yùn)行。

　　近年來，核聚變的底層技術(shù)不斷突破，尤其是高溫超導(dǎo)材料的突破，有望加速實(shí)現(xiàn)清潔、低成本核聚變能源的商業(yè)落地。

　　核聚變作為一種全新的能量來源，因其自身極高的能量密度、清潔等特性，已被產(chǎn)學(xué)界定義為人類的「終極能源」。一旦核聚變能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)模化發(fā)電，將顛覆人類社會(huì)的能源供給形式。

　　除此之外，還有這些提名技術(shù)領(lǐng)域值得關(guān)注：先進(jìn)算力、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、合成生物學(xué)、量子計(jì)算等。

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