刚刚！世界10大新兴科技公布！这种传感器技术入选！未来5年将影响全球！

日前（26日）晚间，世界经济论坛（亦称达沃斯经济论坛）发布《2023年十大新兴技术报告》，评选出目前最有潜力、对世界产生积极影响的十大科技，其中，一项传感器技术入选10大技术榜单。 在十大新兴技术在评选过程中，专家团队评估了技术在人类、地球、繁荣、产业和社会公平等方面的影响。专家认为，这些技术除了能对社会和经济带来重大利益外，还具有颠覆性、对投资者和研究人员有吸引力，并且预计能在五年内得到大规模应用。 自2011年世界经济论坛首次发布十大新兴技术报告以来，评选发现了许多起初鲜为人知但随后对全球产生深远影响的技术，该榜单影响力日益壮大。 如需《2023年十大新兴技术报告》（Top 10 Emerging Technologies of 2023，英文PDF）可在世界经济论坛官网下载，或在传感器专家网公众号主页对话框回复关键词【资料下载】，在资源页面搜索相关关键词找到该资料下载即可。

1、柔性电池 从可卷曲的电脑屏幕到“智能”服装，电⼦产品的未来看起来越来越灵活。可穿戴设备、柔性电⼦产品和可弯曲显⽰器的快速发展需要与这些设备相匹配的柔性电源。随着由可轻松扭转、弯曲或拉伸的轻质材料制成的薄型柔性电池进⼊市场，标准的刚性电池可能很快就会成为过去。 柔性电池在越来越多的领域得到应⽤，包括可穿戴医疗设备和⽣物医学传感器、柔性显⽰器和智能⼿表。由这些电池供电的健康相关应⽤程序可以将数据⽆线传输给医疗保健提供者，从⽽促进远程患者监控。此外，还需要可集成到夹克、衬衫或其他服装⾯料中的柔性电池来为新兴的纺织电⼦产品提供动⼒，这些电⼦产品具有从内置加热系统到健康监测等功能。 柔性电池市场预计在未来⼏年将迅速扩⼤。⼀项研究预测，从 2022 年到 2027 年，全球柔性电池市场将增⻓到2.4 亿美元，在此期间以 22.79% 的复合年增⻓率加速增⻓。增长的主要驱动⼒预计将是可穿戴设备和电池的需求不断增加，以及电⼦产品的⼩型化和灵活性需求。 多家公司正在积极开发柔性电池技术并将其商业化，包括 LG Chem、三星 SDI、苹果、诺基亚、Front EdgeTechnology、意法半导体、Blue Spark Technologies 和Fullriver Battery New Technology。然⽽，该领域仍然存在创新空间，随着技术的发展，新的参与者可能会进⼊市场。 柔性电池能够弯曲、扭曲和拉伸，使其成为可穿戴设备的理想选择设备。随着可穿戴技术的市场需求持续增⻓，柔性电池的未来充满希望，并且有可能进⼀步发展。与所有电池⼀样，需要克服的⼀个障碍是它们的安全处置和回收，这应该随着技术和相关应⽤的循环⽽实现。柔性电池技术及其相关产业的⾰命性进步预计将持续许多年。 2、生成式人工智能 生成式⼈⼯智能 (AI) 是⼀种功能强⼤的⼈⼯智能，可以通过学习数据模式、使⽤受⼈脑启发的复杂算法和学习⽅法来创建新的原创内容。虽然⽣成式⼈⼯智能⽬前仍专注于⽣成⽂本、计算机编程、图像和声⾳，但未来，这项技术可以应⽤于多种⽤途，包括药物设计、建筑和⼯程。 在⼯作场所，使⽤基于⼈⼯智能的语⾔模型（例如最近流⾏的 ChatGPT 或其后继者）可以提⾼⽣产⼒并提⾼输出质量，将⼈类任务重新调整为创意⽣成和编辑。 最新的发展涉及可以做出重要决策或采取重⼤⾏动的⾃主⼈⼯智能系统( Autonomous AI )。例如， AutoGPT是⼀个使⽤ GPT-4 语⾔模型的⾃主⼈⼯智能应⽤程序。AutoGPT 可以通过将⽬标划分为更⼩的任务并使⽤互联⽹搜索或⽂本转语⾳技术等⼯具来⾃动完成⽤⼾确定的⽬标。⽣成式⼈⼯智能技术（特别是⾃主⼈⼯智能）⽇益融⼊⼈们⽇常⽣活的多个⽅⾯，引起了公众的兴奋和担忧，将在教育和研究等多个行业引发颠覆性变革。 3、可持续航空燃料 航空业每年占全球⼆氧化碳排放量的 2-3%，预计 2022 年⾄ 2050年期间排放量将达到 390亿吨（39 gigatonnes）。虽然地⾯交通中电动汽⻋的使⽤正在迅速增加，但航空业由于⻓途⻜⾏需要⾼能量燃料，因此在限制碳排放遇到了困难。此外，更换⻜机的⾼昂成本意味着现有机队将继续运⾏数⼗年，⽽电动或氢燃料⻜机在任何情况下都可能⽆法进⾏⻓途⻜⾏。

当前，不需要对航空基础设施和设备进⾏⼤规模改变的解决⽅案是：可持续航空燃料（SAF），由⽣物（例如⽣物质）和⾮⽣物（例如⼆氧化碳）来源⽣产。结合其他脱碳战略，包括全系统运营效率、新技术和碳抵消，SAF 可能推动航空业在未来⼏⼗年内实现净零碳排放。 4、工程噬菌体 ⽣活在⼈体表⾯和体内的微⽣物数量与⼈体细胞的数量相匹配，甚⾄可能超过⼈体细胞的数量。⽣物体所拥有的微⽣物群落称为微⽣物组（microbiome），⼈类、动物和植物的微⽣物组在⽣命活动中发挥着重要作⽤，维护这些⽣物体的健康。 噬菌体是有选择性感染特定类型细菌的病毒。科学家现在可以借助越来越复杂的基因工程工具，重新编程噬菌体以感染指定细菌，使其能够在植物、动物和人类微生物群落中的诸多共存的细菌类型中专门针对其中一种。虽然许多近期应用都仅将用于研究，但有证据表明这种工程噬菌体最终可用于治疗与微生物群落相关的疾病或消除食品供应链中的有害细菌。 目前，在 44 项具有治疗⽬的的噬菌体相关临床试验中，有 29 项是⾃2020 年初以来发布的。涉及天然噬菌体和设计噬菌体的基于噬菌体的疗法将继续成为⼯程微⽣物组的强⼤⽅法，从⽽增强⼈类、动物和植物的健康。

5、 改善心理健康的元宇宙 针对不断加重的心理健康危机，产品开发者正在开始构建共享虚拟空间来改善心理健康。目前，已经有视频游戏被用于治疗抑郁和焦虑，而通过虚拟现实技术实现的冥想也越来越受欢迎。未来的元宇宙结合可使用户获得触感或对用户情绪状态做出反应的下一代可穿戴设备，可成为改善心理健康的良方。 当前，VR游戏平台已经被⽤于⼼理健康治疗。此类平台不仅可以提⾼患者的参与度，还有助于消除⼼理健康问题，例如通过 VR 引导使用者进行正念和冥想来增强幸福感。 利⽤虚拟宇宙技术来满⾜连续的⼼理健康需求可能是双赢的。不只会让患者受益，同时扎根于现实的、必要的应⽤程序可以推动这种元宇宙的落地。

6、可穿戴植物传感器 联合国粮⻝及农业组织指出，到 2050 年，世界粮⻝产量需要比当前增加 70% 才能养活全球⼈⼝。农业技术创新将是应对这⼀急剧升级和改善世界粮⻝安全的关键⼀步。 传统上，农作物是通过人工⼟壤测试和⽬视检查来监测的，这两种⽅法既昂贵⼜耗时。最近的技术进步提⾼了作物监测的便利性，使农⺠能够更⼤规模地监测作物状况。多年来，⼀直使⽤粗粒度的卫星数据来监测农⽥的健康状况。现在，配备传感器的⽆⼈机和拖拉机正在提供有关作物状况的更⾼颗粒度的信息。农作物监测的下⼀个前沿领域是更⾼的颗粒度：监测单个植物。 如今，我们有了新一代的植物传感器。这些小型的、无侵入性的设备可以“佩戴”在每株植物上，并持续监测温度、湿度、湿度和营养水平。如果能够克服成本问题，可穿戴植物传感器可改善植物健康状况并增加产量。 两家公司， Growvera和Phytech，⾃主开发了微型针传感器，可插⼊植物的叶⼦或茎中以测量电阻的变化。数据被⽆线传输到计算机或移动设备，并在其中进⾏分析以⽣成有关植物健康的解读。因此，农⺠可以实时监测作物，并根据植物的具体需求进⾏精确的⼲预，例如根据含水量或养分数据调整灌溉或施肥。 当然，可穿戴植物传感器还有很多方面要完善，譬如可穿戴传感器的安装和维护成本⾼昂，并且分析传感器的数据可能需要专业知识。因此，需要改进数据分析⼯具来帮助农⺠根据传感器数据做出有关作物管理的有用决策。此外，可穿戴传感器对植物⽣⻓和发育的⻓期影响也值得研究。 尽管存在这些挑战，可穿戴植物传感器仍有望彻底改变作物⽣产和管理。通过提供有关植物健康和环境条件的实时数据，这些设备可以帮助农⺠优化农业⽣产⼒、减少浪费并最⼤限度地减少农业对环境的影响，同时帮助养活世界上不断增⻓的⼈⼝。 7、空间组学 ⼈体由⼤约 37.2 万亿个细胞组成。它们如何共同努⼒让我们保持活⼒和健康？空间组学（Spatial omics）可能为研究⼈员提供答案。 通过将先进的成像技术与 DNA 测序的特异性相结合，这种新兴⽅法能够在分⼦⽔平上绘制⽣物活动的过程。从感兴趣的器官（例如⼩⿏⼤脑）开始，科学家将组织切成只有⼀个细胞厚的部分。然后使⽤创新技术来可视化每个切⽚中特定⽣物分⼦的活动。 空间组学允许以前所未有的细节查看以前⽆法观察到的细胞结构和⽣物事件，这项强大的新技术将加速我们对生物学的理解，并帮助研究人员开发复杂疾病的新治疗方法。 空间组学技术市场规模正在迅速增长，2021 年全球市场规模 2.3 亿美元，2030 年预计收⼊为 5.8 亿美元，越来越多的公司正在寻求提供空间组学解决⽅案。 ⾃从《⾃然⽅法》（Nature Methods）将空间组学评选为 2021 年年度技术以来，在极短的时间内，它已经从⼀种⼩众技术发展成为⼀种有望标准化并⼴泛应⽤的技术，彻底改变人类对⽣活的理解。

8、柔性神经电子学 脑机接口能让大脑与外部计算机直接进行通信，在医学和神经科学领域将有潜力改变人类健康状况，如癫痫、抑郁症或瘫痪的治疗。 迄今为止，这项技术基于刚性电子器件，并受限于与脑组织在机械和几何上不匹配等问题。这些电子器件⽆法弯曲或适应⼤脑运动，因此随着时间的推移，它们的位置会“漂移”，从⽽降低了捕获信号的准确性。⾮侵⼊性⽅法，如放置在头⻣外侧的电极，不需要⼿术植⼊，但监测信号微弱。

但是，柔性电子学和更具生物相容性的材料已经出现了突破，这意味着患者可以获得更少侵入性且更舒适的体验。预计到本年代末，这项技术的市场规模将从17.4亿美元增长至61.8亿美元。 展望未来，材料制造和柔性电路印刷的进步可以进⼀步改进柔性脑机接口（BMI）技术，最终实现真正的⼈机交互。 9、可持续计算 数据中心消耗全球产电量的约1%。如今，多种技术相互交织，使零能耗数据中心成为可能。“可持续计算”技术包括液体冷却系统、人工智能分析以及能与甲烷燃烧炉等现有能源共存的模块化数据中心。 ⾸先，为了解决热管理问题，⼈们正在开发液体冷却系统，使⽤⽔或介电冷却剂来散热，多余的热量被重新⽤于空间供暖、⽔加热和⼯业过程等应⽤。例如，瑞典斯德哥尔摩正在实施利⽤数据中⼼废热为家庭供暖的项目。 其次，⼈⼯智能被⽤来实时分析和优化能源使⽤，在不影响性能的情况下最⼤限度地提⾼效率。DeepMind 成功展⽰了⼈⼯智能驱动的能源管理的潜⼒，该项目使 Google 数据中⼼的能源消耗降低了 40%。 第三，⽀持净零能耗数据中⼼的技术基础设施正变得更加模块化例如，云和边缘计算系统允许数据处理和存储分布在多个设备、系统甚⾄位置。 实现净零能耗数据中⼼将涉及将上述⽅法，鉴于该领域的创新和投资浪潮，我们有理由对未来⼏年零能耗数据中心的前景感到乐观。 10、人工智能辅助医疗 从诊断到药物设计，人工智能被广泛誉为改善医疗的推动者。本报告重点关注人工智能在支持医疗系统方面的作用，包括监测疫情、辅助决策、个性化治疗和提高医疗服务效率等。人工智能辅助医疗具有巨大的潜力，将在未来几年对医疗行业产生深远影响。

基于⼈⼯智能的医疗保健对发展中国家的影响可能更为深远，这些国家往往缺乏基础设施和⼈员来向⼤部分⼈⼝提供医疗。例如，印度⼈⼝超过14亿，并且分布广泛，印度政府允许医⽣通过辅助技术与偏远社区接触，提供必要的医疗服务。 随着⼈⼯智能和机器学习在医疗保健领域的全球应⽤的预期，法律框架也开始出现。基于⼈⼯智能的医疗保障在未来三到五年内将变得更加普遍，这将给⼈类健康带来巨⼤福音，特别是对于那些医疗服务不⾜的国家。 结语 柔性电池、生成式人工智能、可持续航空燃料、工程噬菌体、改善心理健康的元宇宙、可穿戴植物传感器、空间组学、柔性神经电子学、可持续计算、人工智能辅助医疗，是世界经济论坛评选出的2023年最具影响力的十大新兴技术，并有望在未来5年影响全球。 其中，有些技术，譬如生成式人工智能、元宇宙等，已在全球掀起技术狂潮，许多企业纷纷投入其中。 可穿戴植物传感器作为唯一的传感器技术入选，有望在未来为我们监测植物的生长提供更细致的观察，从而更好地根据植物的营养需要提供灌溉或施肥，将物联网的世界从人、机器延伸到植物。 此外，柔性电池、柔性神经电子学等技术，也有望成为未来柔性传感器落地的重要基础。 本文榜单及部分资料来源： 《2023年十大新兴技术报告》（Top 10 Emerging Technologies of 2023） 您对本文有什么看法？欢迎在传感器专家网公众号本内容底下留言讨论，或在中国最大的传感社区：传感交流圈中进行交流。

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审核编辑黄宇