本报告是美国陆军发布的《2016-2045年新兴科技趋势报告》，长达35页。它是在过去几年政府机构、咨询机构、智库、科研机构发布的32份科技趋势相关研究调查报告的基础上完善的。
通过对近700项科技趋势的综合比对分析，最终明确了20项最值得关注的科技发展趋势。
该报告的发布是为了帮助美国陆军和相关部门掌握未来30年可能影响国家力量的核心技术，二是指出国家和社会资本的技术投资方向，以确保美国和美国军队在未来世界的战略优势。
从目前的角度来看，这份报告给出的趋势预测非常准确！
01
机器人和自动化系统
在2045年的地球上，机器人和自动化系统将无处不在。自动驾驶汽车将使交通更加安全和高效，并可能给共享经济带来新的动力。机器人将负责日常生活中的许多任务，如照顾老年人和购物，以及工业责任，如收获作物、维护公共设施等。
随着机器人机动性、灵敏度和智能的提高，它们将成为强大的士兵，帮助甚至取代战场上的人类士兵。人工智能软件将用于商业，如数百个TB从数据中提取有意义的信息，使商业服务自动化，取代传统意义上的客户服务和教师 以人为本的职业。
然而，机器人和自动化也带来了许多危机。数百万被机器取代的下岗工人将对社会产生巨大影响，导致经济和社会不稳定。自动化网络系统将成为敌对势力相互攻击的主要突破。在冲突中使用机器人和自动化系统可能会造成巨大的伦理和文化挑战。
代表性技术：
02
增材制造
增材制造（3D印刷)已被用作制造限量设计原型30多年。然而，在过去的十年里，3D印刷技术取得了惊人的发展。现在，随着3D随着打印机价格的下降和大量开源工具和付费模型的出现，世界上出现了一个巨大的制造商群体，一直在突破技术的极限。
在2040年，3D印刷技术将改变世界。新一代3D打印机可以集成各种材料、电子元件、电池等原件。人们将使用3D印刷技术制造工具、电子产品、备件、医疗设备等产品，并根据个人需要实现真正的私人定制。
军队的物流将变得更容易，因为设备和供应可以直接打印在当地。物体将成为信息，而网络盗版将取代实际盗窃。恐怖分子和犯罪集团将使用难以追踪的原材料打印武器、探测器和其他设备，这将给社会稳定带来巨大的隐患。
03
数据分析
2015年，人类共创造了4年.4ZB（44亿TB）这些数据每两年翻一番。这些数据隐藏了各种关于消费习惯、公共卫生、全球气候变化等经济、社会和政治的深刻信息。不幸的是，尽管大数据已成为热点，但每年只有不到10%的数据将被分析。
在接下来的30年里，我们处理大量动态数据的能力将逐渐提高。自动人工智能软件将能够从分散的数据中识别和提取相关信息。这种数据分析能力将从商业应用传播到普通人。
人们将有能力在生活中使用大数据，并迫使政府和各种机构对他们的政策负责。这很可能会导致数据限制之间的冲突。超个性化营销、政府对人民数据的监控和主要数据被盗案件的曝光将引起数据所有权的讨论。敌对势力可以利用被盗、从黑暗网络中购买甚至开源的数据来相互攻击。
04
人类增强
在接下来的30年里，技术将带领人类突破人类潜力甚至生物的极限。物联网连接的可穿戴设备将直接将与实时相关的信息输入我们的感官。与大脑相连的外骨骼和假肢将使我们更强壮，恢复老年人、弱病人和残疾人的移动。
带探测器和嵌入式计算机的隐形眼镜或永久植入体内的设备将给我们带来听力、自然夜视、嵌入虚拟和增强现实系统的能力。益智药物将扩大我们的思维能力，改变我们的工作和学习方式。
当然，人类增强技术也会带来新的挑战。那些负担不起升级身体价格的人可能会发现他们在增强经济方面没有竞争力。增强技术的互联网将使我们的身体甚至大脑成为黑客的目标。士兵的增强很可能会导致一场新的增强技术和军备竞赛。
05
智能手机和云计算
智能手机和云计算正在改变人类与数据相处的方式。例如，在目前的美国，大约有30%的网页浏览和40%的社交媒体通过手机浏览。其中一个原因是智能手机具有各种探测器，可以测量天气、位置、光度、声音和生物特征。
随着手机越来越强大，功能越来越全面，移动网络的扩展也将加快。2030年，全球75%的人将拥有移动网络连接，60%的人将拥有高速有线网络连接。
移动终端的发展和移动网络的传播也将进一步促进云计算的进展。云计算可以在零投资的情况下为用户带来大量的计算能力。未来30年，基于云的移动计算将改变从医疗到教育的各行各业。
例如，人们可以通过手机进行体检，直接与云诊断软件沟通。人们也可以使用教育软件在手机上学习新技能。农民甚至可以通过手机连接到实时气象数据，并通过云软件计算最佳收获时间。
但是，这一切都需要极高的网络安全性、可靠性、以及流量。商业用户以及个人用户也都需要习惯把数据上传到云端中。
06
医学
未来30年，各种科技突破将改变医学。通过基因组学，我们将获得真正的私人药物。未来，癌症、心肺疾病、阿尔茨海默病等看似无望的疾病将由针对患者个人基因的药物治疗。
人类可以通过DNA培养移植所需的器官，灭绝等待配型和排斥反应的致命情况。生物假肢将直接与神经系统相连，从而提供与真实触摸非常相似的感官。
机器急救人员和身体生存技术，如控制冷却，将大大延长救援的黄金时间。科学家们将找到衰老的原因，从而增加人类的寿命，出现一大群非常健康和充满活力的老年人。
另一方面，发达医疗设施的价格将给各国的医疗系统带来更大的压力。穷人和富人之间的救生资源也将大大不均衡。随着人类寿命的增加，年轻人和老年人之间的工作和资源竞争将会加剧。高耐药性的超级细菌也会给世界各地的人们带来巨大的危险。
07
网络安全
网络安全不是一个全新的话题。事实上，早在1991年，就有人提出了网上珍珠港的警告。然而，在未来30年，随着物流网络的发展和日常生活中越来越多的联系，网络安全将成为网络行业的主要话题。
目前，尽管世界上有越来越多的网络攻击，但它们的大部分目标只是个人或企业。虽然这些攻击造成了巨大的损失，但它们不会扩散。未来的世界将不会那么简单。
随着汽车、家电、电厂、路灯等数百万件事物的连接，网络攻击的后果将越来越严重。国家、企业和个人数据将面临越来越隐蔽的攻击。有些甚至在几年后才被发现。目前，最糟糕的情况是网络世界末日– 在越来越疯狂和频繁的攻击下，整个世纪的互联网和繁的攻击下崩溃。
08
能源
未来30年，全球能源需求预计将增长35%，而我们正面临能源革命。水力压裂、定向钻等新的采油技术为人类增添了大量可开发的油田和气田。这直接颠覆了世界石油市场，使美国从世界上最大的石油进口国变成了最大的石油生产国。
与此同时，太阳能和风能等可再生能源的价格也开始接近石油。以太阳能为例。在过去的10年里，太阳能发电的价格从每瓦8美元降至这个数字的十分之一。此外，还有有有争议但从未停止开发的能源核能。新一代核反应堆的设计声称比以前更安全，核废料也更少。
然而，虽然使用清洁能源可以帮助我们减缓全球气候变化，但也会出现围绕电池、光伏等稀有资源生产的新纠纷和摩擦。石油经济的衰退也将在中东和北非造成严重的经济和社会不稳定，进一步加深当地武装冲突。
09
智能城市
2045年，全球65%-70%的人口将居住在城市。随着城市人口的增加，全球人口超过1000万的超级城市将从2016年的28个增加到2030年的41个。大量人口流向城市将给城际交通、食品水源、电力能源、污水处理、公共安全系统等城市带来巨大压力。
未来的智能城市将利用信息和通信技术（ICT），通过大数据和自动化来提高城市的效率和可持续性。
例如，使用分散探测系统实时监控城市水电数据，通过智能电网自动调整配电设置，通过互联网交通信号系统和自动驾驶系统减缓车辆堵塞程度，利用新材料、新设计技能提高空调照明系统效率，减少能源浪费用屋顶太阳能电池板、小型风力发电机、地热发电等可再生资源提供清洁电源。
但另一方面，没有钱或缺乏政治信念投资这些科技的城市将变得极其拥挤和肮脏，成为暴动和冲突的爆发点。
10
物联网
2045年，最保守的预测是，互联网上将连接1000多亿设备。这些设备包括移动设备、可穿戴设备、家用电器、医疗设备、工业探测器、监控摄像头、汽车和服装。他们创建和共享的数据将给我们的工作和生活带来新的信息革命。
在此同时，联网设备也将把目前许多工作，比如监视，管理，以及维修等需要人力的工作自动化。物联网、数据分析、以及人工智能这三大技术之间的合作将会在世界上创造出一个巨大的智能机器网络，在不需人力介入的情况下实现巨量的商业交易。
但是，虽然物联网会提高经济效率、公共安全，以及个人生活，它也会加重对于网络安全和个人隐私的担忧。恐怖分子，犯罪集团以及敌对势力将会利用物联网作为新的攻击手段。而物联网中所包含的大量数据也会诱惑政府去实施针对人民的监控，从而进一步的引发隐私和安全之间的对抗。
11
食物与淡水科技
在未来的30年里，淡水和食物的缺乏将会在世界上制造更多的冲突。大约全球25%的农地已经由于过度耕作，干旱，污染等原因造成了严重退化。
在未来的几十年里，最乐观的预测也指出主食谷物的价格将会提高30%。但那是最乐观的情况。如果全球气候变化、需求，以及资源管理的失败按照目前的趋势继续下去，价格提高100%也是可能的。
在2045年，全球超过40%的人口将会面临缺乏水源的问题。这一切问题的解决方式只有科技。
海水淡化、微型灌溉、污水回收、雨水收集等科技将会减缓人类对淡水水源的需求。基因改造农作物以及自动化将会允许农民使用更少的土地来出产更多的食物。食物和淡水将会成为新的科技热点，也会成为新的冲突爆发点。
12
量子计算
量子计算是通过叠加原理和量子纠缠等次原子粒子的特性来实现对数据的编码和操纵。
虽然在过去的几十年里，量子计算只存在于理论上，近些年的研究已经开始出现有意义的结果。在未来的5-15年里，我们很有可能制造出一款有实用意义的量子计算机。
量子计算机的出现将会给其他的研究方向，比如气候模拟、药物研究、以及材料科学带来巨大的进步。
不过，最令人期待的还是量子密码学。一台量子计算机将可以破解世上所有的加密方式，而量子加密也将真正无懈可击。如今，量子计算机的许多技术堡垒已经开始被逐一攻克，虽然我们也许在21世纪40年代才会看到真正实用的量子计算机，但来自政府和业界的大量投资意味着量子计算已经迈过了转折点。
13
社交网络
如今，大约有65%的美国人使用社交网络，而在2005年，这个数量只有7%。社交网络已经开始展现出改变人类行为的能力。但是在未来的30年里，社交科技将会给人们带来可以创造出各自微型文化圈的力量。
人们将会使用科技形成社会契约和基于网络社区的社交结构，从而颠覆许多传统的权力结构。比如政治舆论，由于目击者们可以直接在网络上揭露腐败和压迫而不用通过媒体的过滤，政府将会发现舆论越来越难被直接控制。或者企业责任，虽然企业可以通过社交网络直接接触到消费者，这些消费者也可以利用社交网络来突破营销的噪音，使企业对他们的产品和行为负责。
众筹和直播将会使内容创作进一步的民主化，从而模糊媒体人与观众之间的区别。而比特币以及其他加密货币也许会把货币和交易的控制从政府手中剥离，从此基于社会共识而不是政府的规定。
14
先进数码设备
由于计算机和各种数码设备在过去的60年里给人们生活带来的天翻地覆的改变，我们似乎已经忘了这些技术还比较新。个人电脑在1975年才出现在商店里，而当时的个人电脑有如今日的宜家，是作为一套零件卖给顾客的。用户需要自己把它组装起来，所有的程序也都需要自己编写。仅仅40年后，人们手中智能手机的计算能力就已经远超1969年把宇航员送上月球时的NASA了。在未来的30年里，这个趋势也将会继续下去。
人们将会拥有更多的计算能力以及更广的数码资源。移动网络和云计算将会给人们带来几乎无限的内存和计算能力。虚拟技术和基于软件的系统将会允许政府和企业在不需要昂贵的硬件升级的情况下迅速的调整升级IT系统。
从衣服到建材，数码产品将会更广泛的融入到日常生活中。在此同时，新科技将会改变我们与科技之间交流的方式。语音界面已经被广泛应用在智能手机中，而姿势界面则允许我们无声的与计算机通讯。最终，人脑-电脑界面将会允许我们用思想控制数码设备，使它们成为我们身体的一部分。
15
混合现实
虚拟现实和增强现实（VR和AR）技术已经在消费电子市场激发了极大的热情，各科技公司也迅速的开始进入这个市场。在2014年收购Oculus VR之后，Facebook将在今年推出他们首款VR眼镜。三星，索尼，宏达也计划在今年推出VR产品。资本的涌进代表了VR将会成为新一代的主流娱乐技术。当然，VR也有在娱乐之外的应用。美国第二大家居装饰用品公司Lowe’s（劳氏公司）正在开发名为Holoroom的一款3D增强现实科技。Lowe’s的客户将可以设计一个空间，然后使用Holoroom进入一个3D模型，体验他们设计的空间感觉如何。
虽然在历史上，市场对VR和AR曾有些过于膨胀的预期，如今的超高清显示，低价的姿势与位置探测器以及高清视频内容给混合现实科技打下了雄厚的基础。在未来的30年里，这些技术将成为主流科技。AR眼镜将把实时相关的信息给用户投放在现实中，而VR眼镜则可以通过融合视觉，听觉，嗅觉和触觉来实现深度沉浸的体验。
16
对抗全球气候变化
根据目前的数据，在2050年，地球表面的温度将增加1.4至3摄氏度。就算我们采取了一些极端方式来减少温室气体的排放，气候的惯性也会引起温度的提高。而地表温度的提高则会带来一系列的恶果，比如海平面的提高给海岸城市所带来的危险，农作物产量的下降所引发的饥荒，干旱导致数百万人缺乏饮用水，以及洪水所造成的数十亿损失。
在未来的30年里，这些危机将会引导各方投资研究可以减缓气候变化所带来的影响的科技。在近期，这些科技将包括在地图上标出有洪水危险的系统，以及可以抵抗干旱的基因改造农作物。在更长远的时间里，也许会出现野心更大的科技，比如可以从大气中提取二氧化碳和甲烷等温室气体，并在把它们安全的储存在地下的科技。
但是，如果气候变化的趋势是增加3度这种最坏的情况，它给地球气候所造成的巨大影响将难以减缓。在这种情况下，极端的地理工程手段很有可能是避免极度恶劣气候的唯一方式。科学家们就曾提出在大气层中散布硫或者氧化铝来减少抵达地球表面的阳光。不过，这些手段还处于理论阶段，风险非常大。
17
先进材料
在过去的10年里，材料科学的突破给我们带来了许多种先进的材料。从可以自我恢复和自我清理的智能材料，到可以恢复原本形状的记忆金属，到可以利用压力发电的压电陶瓷材料，到拥有惊人的结构和电力性能的纳米材料，这些都是材料科学家的成功。尤其是纳米材料，它有着广泛的应用价值。
在纳米尺度（少于100纳米），普通的材料比如碳，将会呈现出独特的性能。石墨烯，一种由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体，强度是钢的100倍，能够高效的传导热和电，并且几乎透明。
纳米材料有着无数种应用，比如作为引擎或其他机械表面的低摩擦力镀膜，作为高强度合成材料来建造汽车和飞机，轻便的防弹背心，以及高效的光伏材料。
在工业应用之外，制药企业也正在研究作为靶向分子的医疗纳米粒子用于治疗癌症。在未来的30年里，纳米材料以及新型材料，比如泡沫金属以及陶瓷复合材料将会被用在从衣服，到建材，到车辆，到公路以及桥梁中，无处不在。
18
新型武器
在未来的30年里，数种新型武器技术将出现在战场上。除了目前正在开发中的非致命武器以及能量武器之外，数个国家也正在开发可以阻绝军事行动能力的反介入和区域阻绝武器（A2AD）。A2AD技术包括反舰弹道导弹、精密制导反车辆反人员武器、反火箭炮、火炮和迫击炮系统（CRAM）、反卫星武器，以及电磁脉冲武器（EMP）。
有些技术，比如精密制导武器，属于基于现有科技的突破。中国就正在开发可以摧毁航空母舰的先进反舰弹道导弹。而有些技术则属于崭新的主意，比如2015年由美国防部高等研究计划部(DARPA)所开发的EXACTO自导子弹。随着中国，俄罗斯，美国以及其他国家斥巨资推进军队现代化，新一代的高科技军备竞争正在揭晓。
19
太空科技
太空行业正在进入一个从上个世纪60年代后就从未出现过的发展阶段。新的科技，比如机器人，先进的推进系统，轻便的材料，增加制造，以及元件小型化正在减少把人和物送入太空的价格，而这则会开启太空探险的新机会。
SpaceX，Arianespace，Blue Origin等太空行业的新人已经带来了例如可回收火箭等颠覆式创新。
在未来的30年里，科技的研发将会带领人类将重返月球。在此之外，更加伟大的探险，比如人类登录火星也是，以及新型基于太空的行业，比如在开采小行星中的矿物也都有可能出现。
虽然探索甚至殖民太空是现代人来长久的梦想，但是对太空设施的需求很有可能加大地球上的冲突。随着更多的国家开始依赖天基设备，对太空的控制将有可能成为一个全新的爆发点。天基武器不再是不可能，而反卫星也将成为未来战争的一部分。
20
合成生物科技
早在孟德尔发现遗传的基础规律，以及埃弗里-麦克劳德-麦卡蒂实验证明DNA是遗传物质之前，人类已经进行了几千年的通过选择性育种以及杂交来操纵植物和动物的遗传基因了。
随着我们对遗传学认知的加深，我们已经可以通过搭建新的DNA来实现无中生有，创造出新的生物。基因改造农作物则是此项科技的先锋。但是在此同时，我们正站在一场生物革命的突破口。当我们跨入生物科技的新时代时，生命将会成为信息，如同电脑程序的代码一样，可以被改写的信息。
科学家正在开发一种可以分泌生物柴油的海藻，这种海藻的DNA中则被编写了数千GB的数据。在未来的30年里，合成生物科技将制造出可以探测到毒素，从工业废料中制造生物柴油，以及通过共栖来给人类寄主提供药物的生物。但是，合成生物也会带来生物武器和难以控制的入侵物种等巨大的危险。
来源：DeepTech深科技（ID：mit-tr）