2017世界科技發(fā)展回顧

（信息技術/先進制造）

1 信息技術

1.1 美國：量子計算機最耀眼，芯片研究成果再現(xiàn)

2017年量子霸權的爭奪趨熱，谷歌和IBM展開“老大”地位之爭。已推出 9量子位計算機的谷歌 4月宣布將在年底推出49量子位處理器；IBM則后發(fā)先至，繼 5月將“BM Q”系統(tǒng)處理器量子位推至 16位后，在11月宣布成功研制出20量子位處理器，并稱已經(jīng)構建了50量子位處理器原型。

除量子計算外，多項芯片研究成果也表明，美國在信息技術領域的領先地位依然無法被撼動。IBM、英特爾等公司成為技術的最有力推動者。如IBM造出5納米芯片，并開發(fā)出模擬人腦神經(jīng)網(wǎng)絡的64位芯片系統(tǒng)；英特爾則在8月發(fā)布了可自主學習的神經(jīng)模擬原型芯片。學術機構同樣不甘落后，如麻省理工學院開發(fā)出可實現(xiàn)高效“深度學習”全新光學芯片，不僅速度快，而且能耗低。

1.2 德國：建歐洲最大IT研究群 開發(fā)量子通信計劃

德國教研部2017年宣布了兩項新的IT和網(wǎng)絡相關的計劃，以落實歐盟網(wǎng)絡安全戰(zhàn)略目標。一是將設立三個信息技術安全研究中心：達爾姆施塔特信息技術安全、隱私和責任中心，薩爾布呂肯安全和隱私研究中心，卡爾斯魯厄應用安全技術能力中心。由這三地組成歐洲最大的IT安全研究集群，使更多創(chuàng)新企業(yè)脫穎而出，并加強德國的數(shù)字主權。二是宣布開發(fā)量子通信計劃，利用單個光粒子處理和傳輸信息，建立高度安全的量子通信網(wǎng)絡。

在信息科技領域也取得了許多新成果，例如，柏林亥爾姆茨材料和能源研究中心的科學家首次在銀材料底層上完成光刻納米結(jié)構，銀納米結(jié)構在電子和信息技術領域有相當大的應用潛力，復雜的銀納米結(jié)構可以作為純光學數(shù)據(jù)處理的基礎材料，為未來光計算機數(shù)據(jù)處理和新型電子器件制造開辟了新的途徑。

為了使電子元器件更加微型化，在納米級層面連接電路，需要極其細微的分子導線，德國基爾大學和西班牙國際物理研究中心的專家研制出了只有原子直徑的單分子導線，這個僅有兩個原子鍵長度、一個原子寬度的分子導線在電子器件中起到納米開關的作用。

1.3 法國：政府重視信息技術 創(chuàng)新數(shù)字經(jīng)濟戰(zhàn)略

總統(tǒng)馬克龍曾兼任數(shù)字化創(chuàng)新部長，對數(shù)字經(jīng)濟和信息技術發(fā)展非常重視。馬克龍當選后隨即大膽啟用年僅33歲的馬祖比任主管數(shù)字科技的國務秘書，并著手制定大力發(fā)展法國數(shù)字經(jīng)濟的長遠計劃。

法國于年底公布《數(shù)字領域法國國際戰(zhàn)略》，提出將大力推動法國數(shù)字企業(yè)走出法國和歐盟，開辟國際市場，同時法國還將繼續(xù)推動國際互聯(lián)網(wǎng)管理實現(xiàn)多元化。該戰(zhàn)略規(guī)劃了法國在互聯(lián)網(wǎng)管理、數(shù)字經(jīng)濟和網(wǎng)絡安全等領域未來實施和發(fā)展的原則及目標，旨在提高法國在數(shù)字領域的國際影響力。

此外，為鼓勵更多信息技術人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，法國今年啟動運營全球最大的初創(chuàng)公司園區(qū) Station F。該園區(qū)位于巴黎13區(qū)，占地34000平方米，能夠同時容納上千家創(chuàng)業(yè)公司。目前，已有谷歌、臉書等信息產(chǎn)業(yè)巨頭和眾多數(shù)字創(chuàng)新企業(yè)落戶園區(qū)。

1.4 俄羅斯：5G網(wǎng)建設加快步伐 智能城市成效顯著

目前，俄正加快建設 5G通訊網(wǎng)絡，首都莫斯科市已成為全球最發(fā)達的移動通訊市場之一。莫斯科市政府與主要移動運營商計劃建立聯(lián)盟，共同發(fā)展5G技術。2018年足球世界杯期間，Megafon公司計劃在莫斯科和圣彼得堡安排 5G網(wǎng)絡測試區(qū)。俄5G技術標準預計于2020年問世，包括華為在內(nèi)的中國企業(yè)將在新標準開發(fā)中發(fā)揮積極作用。

莫斯科智能城市建設取得顯著成效。2017年，莫斯科市將地鐵和地面公共交通WiFi網(wǎng)絡整合，為乘客提供免費上網(wǎng)服務。手機公共交通導航應用可獲取所有公交線路并計算出行成本，并具有為三合一公交卡充值、查看支付歷史、查詢地鐵站附近停車場及剩余停車位等功能。市中心的部分智能公交車站配備 USB充電樁、WiFi接入點、電子車次顯示屏、緊急報警按鈕及周邊信息查詢觸摸屏。

2017年，俄羅斯 IT產(chǎn)品出口增長迅猛，出口額超過70億美元大關。出口的軟件產(chǎn)品主要集中在信息安全、手機程序、導航和地理信息系統(tǒng)、文件流轉(zhuǎn)系統(tǒng)等領域。圣彼得堡市積極打造計算技術產(chǎn)業(yè)集群及俄現(xiàn)代計算技術專業(yè)中心，該產(chǎn)業(yè)集群有望獲得占其研發(fā)投入總額50%的項目補貼。按照《俄2025年前電子和無線電工業(yè)國家發(fā)展計劃》，2025年前俄IT設備的本土市場占有率有望升至35%。

1.5 韓國：網(wǎng)絡普及世界第一 加強電子政府建設

一份權威性調(diào)查報告顯示，2017年韓國境內(nèi)平均互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)速為28.6兆比特每秒（Mbps），連續(xù)多年位居全球第一，也是唯一超過25 Mbps的國家。網(wǎng)絡普及率也排名第一，其中4 Mbps以上的網(wǎng)絡普及率高達98%，25 Mbps以上普及率達40%。

韓國政府統(tǒng)計的物聯(lián)網(wǎng)用戶超過604萬人，占無線數(shù)據(jù)用戶比重超過10%。

韓國行政自治部和信息化振興院共同發(fā)布了《2017年電子政府 10大技術趨勢》報告，宣布將電子政府逐漸發(fā)展成為結(jié)合數(shù)據(jù)分析、機器人技術，提供更周到服務的“以數(shù)據(jù)為中心的政府”。

韓國宣布將在 2018年平昌冬奧會上全球首次啟動5G網(wǎng)絡，推出大量基于物聯(lián)網(wǎng)、UHD、AI和VR的新應用。

此外，首爾大學研發(fā)的無人駕駛汽車 SNUver完成了實際道路試運行。LG電子成功研發(fā)基于LTE的車聯(lián)網(wǎng)終端及自動駕駛汽車安全技術。

1.6 英國：5G發(fā)展保持領先 加強個人數(shù)據(jù)保護

為確保英國在 5G發(fā)展中保持領先優(yōu)勢，英國將投入 1600萬英鎊建立一個全國性的“5G創(chuàng)新網(wǎng)絡”，用于測試與5G相關的新技術。另外，政府還將投入2億英鎊在本地建立高速、可靠的光纖寬帶網(wǎng)絡。

英國政府8月宣布將修改《數(shù)據(jù)保護法案》相關條款，加強對個人數(shù)據(jù)隱私的保護。個人將對自己的數(shù)據(jù)擁有更大的控制權和處理權。機構收集個人數(shù)據(jù)的過程也會被更嚴格地監(jiān)管。英國信息監(jiān)管局將承擔更多職責去保護消費者利益，對違法機構發(fā)出罰單，最高罰金可達1700萬英鎊或違法機構全球營業(yè)額的4%。

1.7 以色列：推行生物身份識別網(wǎng)絡安全舉措不斷

以色列議會通過法案：所有以色列公民將必須使用生物識別身份證，其個人信息（信息、指紋、照片及面部輪廓；持卡人姓名、性別及出生日期）將被存儲在國家數(shù)據(jù)庫內(nèi)。不過，指紋信息為可選項。

在網(wǎng)絡安全方面，美國網(wǎng)絡安全公司 Optiv將使用以色列網(wǎng)絡安全創(chuàng)業(yè)公司Intsights研發(fā)的網(wǎng)絡情報收集技術，為客戶提供一種新的預見性網(wǎng)絡威脅情報服務；Enter Unbotify公司的產(chǎn)品使用生物識別行為技術，可通過按鍵時長、鼠標移動方式及設備持有方式等指標確定攻擊者是機器人還是自動程序，降低網(wǎng)絡攻擊成功率。

Imperva公司研究發(fā)現(xiàn)，黑客并不太注意隱藏其攻擊痕跡，且多數(shù)黑客因面臨龐雜的信息而無法在24小時內(nèi)及時盜取用戶資料，因此，用戶有望通過快速修改密碼而阻止黑客發(fā)動實質(zhì)性進攻。

人們下載或借助數(shù)據(jù)流傳輸?shù)娜魏螆D像視頻都可能成為網(wǎng)絡攻擊的潛在載體，但是本古里安大學開發(fā)的系列算法，可以“完全防止”攻擊者借助視頻或圖片下載而監(jiān)視用戶行為。

此外，Precognize公司利用人工智能技術分析從傳感器收集的大量數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)化為具體的早期預警，從而減少工廠設備運行時的損耗。

1.8 日本：發(fā)明光量子大規(guī)模算法 實現(xiàn)光纖最大容量傳輸

東京大學古澤明教授 9月發(fā)明了利用在光路上連成一列光脈沖的方法，實現(xiàn)了用最小規(guī)模電路結(jié)構有效進行大規(guī)模計算的光量子計算機方式。這種方法理論上可處理 100萬個以上量子比特的大規(guī)模運算，可促進光量子計算機大規(guī)模化的同時，大幅減少所需資源和成本，有望為光量子計算機帶來創(chuàng)新。

光纖實現(xiàn)最大容量的傳輸。8月，NTT、KDDI、住友電工等機構使用與現(xiàn)有光纖相同直徑、擁有 4個光路的多芯光纖實現(xiàn)了每秒118.5 Tb的世界最大數(shù)據(jù)容量傳輸。預期該光纖技術將在2020年代前期實現(xiàn)實用化。

1.9 巴西：推“國家物聯(lián)網(wǎng)計劃” 啟動5G網(wǎng)絡建設

2017年，巴西物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展初步具備了一定的技術、產(chǎn)業(yè)和應用基礎，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。巴西在芯片、通信協(xié)議、網(wǎng)絡管理、協(xié)同處理等領域的技術攻關已取得許多成果。在傳感器網(wǎng)絡接口、標識、安全、傳感器網(wǎng)絡與通信網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)體系架構等相關技術標準的研究取得進展，物聯(lián)網(wǎng)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展、技術研發(fā)、標準研制和應用拓展等領域已經(jīng)取得長足進展。巴西目前正在積極策劃構建“國家物聯(lián)網(wǎng)計劃”，重點發(fā)展與物聯(lián)網(wǎng)感知功能密切相關的制造業(yè)，推動傳感器、二維條碼等核心制造業(yè)高端化發(fā)展，推動儀器儀表、嵌入式系統(tǒng)等配套產(chǎn)業(yè)能力的提升，促進微納器件、集成電路、新材料等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大。同時，政府著力培育物聯(lián)網(wǎng)服務業(yè)。鼓勵運營模式創(chuàng)新，大力發(fā)展有利于擴大市場需求的專業(yè)服務、增值服務等服務新業(yè)態(tài)，推動物聯(lián)網(wǎng)應用創(chuàng)造和衍生出的獨特市場快速發(fā)展。

巴西移動網(wǎng)絡服務分析公司發(fā)布的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2017年巴西國內(nèi)移動手機用戶中能使用4G網(wǎng)絡的只有55.29%，大部分人使用的是2G和3G網(wǎng)絡。盡管巴西的互聯(lián)網(wǎng)市場發(fā)展水平受限，但因為其巨大的網(wǎng)民群體和旺盛的上網(wǎng)需求，巴西仍被視為具有巨大發(fā)展?jié)摿蛻?zhàn)略意義的互聯(lián)網(wǎng)市場。2017年2月，巴西政府正式確定在巴西實施5G網(wǎng)絡計劃項目，并著手在巴西國內(nèi)推動移動生態(tài)系統(tǒng)的建設。

2 先進制造

2.1 美國：“制造美國”初步見效 人工智能融合制造

2017年美國制造業(yè)創(chuàng)新體系建設持續(xù)發(fā)展，“制造美國”項目下 14個創(chuàng)新中心覆蓋了當前先進制造業(yè)的多個熱點領域，其運作取得初步成功。

3D打印技術領先地位穩(wěn)固，并逐漸覆蓋醫(yī)療、航空航天和軍工領域。如8月美科學家在熱真空室成功用 3D技術制造出多種聚合物合金物體，預示著太空3D打印技術應用前景廣闊；11月，美科學家 3D打印出高導熱性織物，又進一步擴展了該技術的應用空間。

人工智能技術融入先進制造領域成為新熱點。融合多種制造技術的新型機器人不斷刷新人們對人工智能的預期。哈佛大學和波士頓兒童醫(yī)院合作開發(fā)的軟體機器人，可在不與血液接觸的情況下幫助心臟跳動泵血；而斯坦福大學科學家設計出的全新智能抓手裝置，則能在太空微重力下對不同形狀物體抓放自如。

2.2 日本：人工智能成果不斷 人機協(xié)作成為熱點

利用機器學習的“遷移學習”技術，有效確定界面結(jié)構，有望加快材料的開發(fā)速度。東京大學讓人工智能通過“反復成長”，成功地將確定物質(zhì)界面構造的計算量降低到原有的 1/3600。界面在目前工業(yè)上使用的許多材料中起著重要的作用，確定一種界面，需要數(shù)千至數(shù)萬的龐大理論計算，了解其結(jié)構和功能是提高材料開發(fā)速度必不可少的要素。

開發(fā)出自行成長的語音對話人工智能技術。日立制作所9月為人形機器人EMIEW3開發(fā)了一套能夠自行成長的語音對話人工智能技術。EMIEW3在無法回答客人的問題時，可通過向工作人員進行簡單確認即可理解客人的意思，進而做出回答。

日本安川電機、三菱電機等在東京舉行的2017國際機器人展推出新產(chǎn)品和解決方案，表明人機協(xié)作機器人、人工智能機器人、智能工廠集成式解決方案成為了機器人行業(yè)的研發(fā)推廣重點。

2.3 德國：3D打印用于能源 激光技術取得突破

能源生產(chǎn)領域引入 3D打印技術獲得成功。西門子公司利用3D打印技術制造出了燃氣渦輪葉片，并進行了滿負荷運行測試，試驗顯示 3D打印渦輪葉片完全符合燃氣輪機工作要求。工程師們開發(fā)了燃氣渦輪葉片的材料解決方案、優(yōu)化制造和安裝工藝，完成了從部件設計、材料選擇、質(zhì)量控制和模擬部件使用壽命的整個生產(chǎn)加工鏈。

3D打印技術同樣在其他領域也取得突破，德國科學家使用標準 3D打印技術，制造出了超復雜、高精細且高質(zhì)量的玻璃形狀。這意味著 3D打印技術已可制造具有較高光學性能的結(jié)構，有望大量適用于設計復雜的透鏡和過濾器。

迄今最小線寬激光器問世。德聯(lián)邦物理技術研究院和美國天體物理聯(lián)合實驗室合作，研發(fā)出了10兆赫的世界上最小線寬激光器。目前最好的激光器雖具有窄到千赫級的線寬，但仍滿足不了光學原子鐘等精密儀器的要求，新的兆赫級激光器可制造更準確的原子鐘，并對超冷原子進行更精確的測量。

2.4 俄羅斯：3D打印發(fā)動機件 AI成就語音助

3D打印方面，俄托木斯克國立大學科學家正著手進行新一代直升機發(fā)動機陶瓷材料零件的 3D打印研究，采用新技術制造出的零件在耐高溫、承受物理震動壓力及抗化學腐蝕性方面具有優(yōu)勢。

人工智能方面，俄Yandex公司宣布，正在開發(fā)一款名為 Alice的人工智能語音助手，未來將與谷歌的 Home以及亞馬遜的 Echo在國際市場展開競爭。Alice人工智能語音助手將整合Yandex公司的所有服務，使用戶不必浪費時間查看數(shù)以百計的應用程序。

此外，俄南烏拉爾國立大學制造出試用版人工神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)，該網(wǎng)絡可根據(jù)榮格心理類型理論去認知人類心理，進而按照求職者的心理特點為其分配合適的工作崗位，其測試版將提供給大型企業(yè)的人事部門或心理學家試用。

2.5 以色列：人工智能如火如荼 諸多應用開始實現(xiàn)

以色列人工智能應用開發(fā)如火如荼：縮短軟件生產(chǎn)周期；結(jié)合 3D成像技術助客戶選鞋；獨居老年人可擁有“生活伴侶”機器人；智能“貓眼”提供雙向路況信息。

Dragonera公司利用人工智能和微服務，可將軟件的生產(chǎn)周期縮短至14天到45天，減少軟件因缺乏資金或問世周期過長而夭折的概率。客戶可以監(jiān)控產(chǎn)品的開發(fā)進度，并參與產(chǎn)品的架構搭建和設計。

利用人工智能和3D成像技術，Invertex公司開發(fā)的應用程序，通過利用智能手機掃描腳部后，分析用戶腳的尺碼，便可知道最適合自己的鞋子的型號和尺碼。

利用人工智能機器人伴侶 Elli，Intuition Robotics公司綜合運用了其中的認知計算、自然傳播技術、語音辨識技術以及計算機視覺等技術，使其能主動與老人互動并提供活動建議，成為“生活伴侶”。

利用人工智能算法，結(jié)合通訊系統(tǒng)，Valerann公司開發(fā)出可在道路上布設的帶有傳感器的智能路釘（貓眼）控制系統(tǒng)，并可為用戶和控制中心間提供雙向反饋，幫助建立智能城市。