《2016-2045年新興科技趨勢》預(yù)測報(bào)告，由未來偵察（FutureScout）戰(zhàn)略與分析公司為美國陸軍負(fù)責(zé)研究與技術(shù)的副部長助理（DASA R&T）撰寫，幫助陸軍理解新興技術(shù)趨勢，使陸軍領(lǐng)導(dǎo)者和聯(lián)合、跨機(jī)構(gòu)及國際的利益相關(guān)者了解影響未來作戰(zhàn)環(huán)境和塑造未來30年作戰(zhàn)能力的科技趨勢;激發(fā)陸軍有關(guān)科技投資的戰(zhàn)略對話，確保士兵在未來作戰(zhàn)中保持優(yōu)勢。

目 錄

一、新興科技未來發(fā)展趨勢報(bào)告概況

二、新興科技未來發(fā)展趨勢主要內(nèi)容

三、美國陸軍部報(bào)告主要特點(diǎn)及啟示

一、新興科技未來發(fā)展趨勢報(bào)告概況

2016年版本的科技戰(zhàn)略趨勢報(bào)告綜合了在過去的五年中已經(jīng)由美國和國外的政府機(jī)構(gòu)、行業(yè)領(lǐng)袖、國際機(jī)構(gòu)、智庫出版發(fā)表的32個(gè)科技預(yù)測。

報(bào)告綜合分析了過去五年內(nèi)由美國內(nèi)外政府機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)、咨詢機(jī)構(gòu)、國際研究所、工業(yè)界、智囊團(tuán)和智庫等發(fā)布的32份科技預(yù)測報(bào)告及這些報(bào)告提到的690項(xiàng)科技趨勢，以識(shí)別出可能帶來變革性或顛覆性影響的科技趨勢。通過報(bào)告涉及的690項(xiàng)科技趨勢進(jìn)行綜合比對分析，最終提煉形成并明確了24個(gè)值得關(guān)注的新興科技趨勢，包括：機(jī)器人與自主系統(tǒng)、增材制造、大數(shù)據(jù)分析、人體機(jī)能增強(qiáng)系統(tǒng)（Human Augmentation）、移動(dòng)和云計(jì)算、醫(yī)療進(jìn)步、網(wǎng)絡(luò)空間、能源、智慧城市、物聯(lián)網(wǎng)、食物與水技術(shù)、量子計(jì)算、社交媒體使能（Social Empowerment）、先進(jìn)數(shù)碼產(chǎn)品、混合實(shí)境（即虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）、氣候變化技術(shù)、先進(jìn)材料、新型武器、太空、合成生物等20大核心科技趨勢;以及源文件出現(xiàn)但未經(jīng)常發(fā)生而未入選的四個(gè)影響陸軍能力的趨勢，分別是工作性質(zhì)的變化、教育、隱私、交通和物流等4項(xiàng)，雖然缺乏足夠定量分析但可能會(huì)對未來軍隊(duì)產(chǎn)生影響的科學(xué)技術(shù)趨勢，后文用（*源文件出現(xiàn)但未經(jīng)常發(fā)生）標(biāo)注。

二、新興科技未來發(fā)展趨勢主要內(nèi)容

分析源文檔產(chǎn)生了690個(gè)單獨(dú)的與科學(xué)和技術(shù)有關(guān)的趨勢，以及更主要的與上下文因素有關(guān)的趨勢將影響科技在未來幾十年的發(fā)展。從這個(gè)數(shù)據(jù)集中，確定了以下24個(gè)新興科學(xué)和技術(shù)趨勢：

1.機(jī)器人技術(shù)和自治系統(tǒng)

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到2045年，機(jī)器人技術(shù)和自治系統(tǒng)可能已經(jīng)是司空見慣的事了。自治的車輛會(huì)使交通更安全、更高效，而可能引發(fā)分享型經(jīng)濟(jì)的崛起。機(jī)器人將照顧老人，運(yùn)送雜貨，收獲糧食作物，維護(hù)公共基礎(chǔ)設(shè)施，并提供許多其他的涉及日常生活的服務(wù)。智能軟件代理，或“機(jī)器人”，將從萬億字節(jié)的數(shù)據(jù)中提取見解，自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程，進(jìn)入客戶服務(wù)，教學(xué)，和其他傳統(tǒng)上被視為“以人為中心”的角色。然而，自治系統(tǒng)的崛起可能取代數(shù)以億計(jì)的勞動(dòng)力和服務(wù)人員，造成經(jīng)濟(jì)不穩(wěn)定和社會(huì)動(dòng)蕩的風(fēng)險(xiǎn)。網(wǎng)絡(luò)化自治系統(tǒng)也將成為敵方的一個(gè)富有吸引力的目標(biāo)，并成為網(wǎng)絡(luò)防御的一個(gè)新的優(yōu)先考慮事項(xiàng)。在軍事行動(dòng)中機(jī)器人的使用將會(huì)擴(kuò)大，因?yàn)闄C(jī)器人系統(tǒng)的移動(dòng)性、靈活性，和智能更好，這會(huì)使機(jī)器人在未來的戰(zhàn)場成為有效的合作伙伴。同時(shí)，敵人會(huì)以挑戰(zhàn)我們道德和戰(zhàn)術(shù)的方式使用機(jī)器人和自治系統(tǒng)。

2.三維打印技術(shù)

三維打印技術(shù) （3d打印）已經(jīng)在過去的30年里被用于工業(yè)，主要是作為限量版原型制作。然而， 在過去的十年3d打印技術(shù)的創(chuàng)新很引人注目。3d打印機(jī)的價(jià)格正在下降，而且開放源碼工具和來自聯(lián)機(jī)交流場所如Thingiverse網(wǎng)站的3d模型的可用性，已經(jīng)促進(jìn)了充滿活力的計(jì)算機(jī)業(yè)余愛好者“制造商”團(tuán)體的增長，這些愛好者正在突破這一技術(shù)能做什么。到2040年，3d打印機(jī)能夠打印合并多個(gè)材料的、電子的、電池、和其他組件的物體。人們將能夠打印工具，電子產(chǎn)品，備換零件，醫(yī)療器械，和其他產(chǎn)品需求，定制他們想要的和需要的各種物體。軍事物流可能會(huì)變得簡化，設(shè)備和用品將直接按其使用進(jìn)行打印。物體將成為信息，而且數(shù)字盜印將取代入店行竊。恐怖分子和犯罪組織將使用的原材料打印武器、傳感器和其他設(shè)備，這些原材料將幾乎不可能被追蹤到。

在2015年，世界生成了4.4zetabytes數(shù)據(jù)（4.4萬億字節(jié)），預(yù)計(jì)這個(gè)數(shù)字將大約每兩年增加一倍。這些大量數(shù)據(jù)對消費(fèi)者的行為、公共衛(wèi)生、氣候變化、和其他一系列經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和政治挑戰(zhàn)擁有深刻的洞察見解。然而，盡管“大數(shù)據(jù)”已經(jīng)成為一種時(shí)尚，每年曾經(jīng)只有不到10%的生成的數(shù)據(jù)被分析。在接下來的30年我們更好地利用巨大的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)集的能力將會(huì)得到改善。自治機(jī)器人爬行非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，確定可在身臨其境的虛擬數(shù)據(jù)圖景可視化的關(guān)系。隨著人們逐漸有能力把大數(shù)據(jù)應(yīng)用到他們的個(gè)人生活中，分析將會(huì)傳播到企業(yè)以外。公民有能力使用數(shù)據(jù)持有hold政府和其他主要機(jī)構(gòu)的責(zé)任，導(dǎo)致數(shù)據(jù)訪問的緊張局勢。極致個(gè)性化市場營銷的崛起、政府監(jiān)視公民的數(shù)據(jù)軌跡和高調(diào)的情況下的數(shù)據(jù)丟失high profile cases of data loss可能日益加劇對數(shù)據(jù)所有權(quán)的擔(dān)憂。潛在對手將使用被盜的、購買的黑暗網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，或自由訪問開放來源危害安全并挑戰(zhàn)美國的防御能力。

4.人類機(jī)能增進(jìn)

在接下來的30年里，技術(shù)將使我們能夠在人類潛能方面超越生物限制。通過物聯(lián)網(wǎng)連接的可穿戴設(shè)備將直接把上下文敏感的信息傳送到我們的感官。外骨骼和大腦—— 互動(dòng)式的假肢會(huì)使我們變得更加強(qiáng)大，并能使得老年人和體弱者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力。傳感器和計(jì)算機(jī)嵌入隱形眼鏡和永久植入物會(huì)讓我們聽到墻后的低語，給我們自然的夜間視力，讓我們沉浸在虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)之中。益智藥藥物（腦功能改善藥）將擴(kuò)大我們的認(rèn)知能力和變換工作和受教育程度。當(dāng)然，強(qiáng)化技術(shù)將代價(jià)高昂，和那些無力支付費(fèi)用升級他們的“人類底盤”的人可能會(huì)發(fā)現(xiàn)自己無法在增強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)中競爭。網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)增對想要控制我們的頭腦和身體的黑客而言，也將成為一個(gè)極具吸引力的目標(biāo)。而美國軍隊(duì)將受益于強(qiáng)化其士兵，軍隊(duì)將面對的對手同樣也在增強(qiáng)，而且擴(kuò)充軍備競賽可能也在演變發(fā)展。

5.移動(dòng)和云計(jì)算

移動(dòng)和云計(jì)算正在改變?nèi)藗兣c數(shù)據(jù)交互的方式。在美國，估計(jì)目前有30%的網(wǎng)頁瀏覽和40%的社交媒體使用已經(jīng)在移動(dòng)設(shè)備上完成。截止2030年，75%的世界人口將會(huì)移動(dòng)連接，而且60%應(yīng)該通過寬帶接入。移動(dòng)設(shè)備正變得越來越強(qiáng)大，功能豐富，越來越多地嵌入了各種各樣的傳感器，可以測量天氣、位置、環(huán)境光和聲音，以及生物識(shí)別技術(shù)。在配合移動(dòng)數(shù)據(jù)訪問的工作中，云計(jì)算提供幾乎無限的計(jì)算能力，尺度無縫that scales seamlessly，而且不需要大量投資IT基礎(chǔ)設(shè)施。在接下來的30年里，基于云計(jì)算的移動(dòng)計(jì)算有可能改變從醫(yī)療保健到教育的任何事情。手機(jī)將監(jiān)測生命體征，并與診斷應(yīng)用程序直接溝通，人們會(huì)使用在線教育門戶從移動(dòng)設(shè)備到學(xué)習(xí)新技能，而且，為了使其收成最大化，應(yīng)用程序?qū)⒃试S發(fā)展中國家的農(nóng)民連接到實(shí)時(shí)氣象數(shù)據(jù)和工具。與此同時(shí)，移動(dòng)和云計(jì)算將使得網(wǎng)絡(luò)安全、可靠性，和帶寬都承受巨大的壓力，而隨著消費(fèi)者和企業(yè)將他們的數(shù)據(jù)讓給云，消費(fèi)者和企業(yè)都將會(huì)變得更加舒適。

6.醫(yī)學(xué)進(jìn)步

在未來30年，醫(yī)學(xué)將被多個(gè)技術(shù)突破改變。基因組學(xué)將根據(jù)個(gè)體的基因，產(chǎn)生個(gè)性化藥物，治療癌癥、心血管疾病、老年癡呆癥，和其他疾病。人造器官將得到增長用于從DNA樣本進(jìn)行移植，消除挽救生命的移植等待時(shí)間，并消除器官排斥的風(fēng)險(xiǎn)。假肢將直接連接到神經(jīng)系統(tǒng)，將并入基于生物的傳感器提供一個(gè)接近于正常的觸覺。機(jī)器人應(yīng)急人員和組織保存技術(shù)，如控制體溫過低，將徹底改變創(chuàng)傷護(hù)理， 為受傷士兵極大地延長了“黃金一小時(shí)”。隨著科學(xué)家解鎖老化，人們會(huì)活得更久， 一直到今天我們認(rèn)為“老齡”時(shí)仍保持健康和活躍。同時(shí)，先進(jìn)的醫(yī)療保健費(fèi)用將對許多國家的衛(wèi)生保健系統(tǒng)施加壓力，并引發(fā)日益上升的在獲得拯救生命治療方面的不平等。未來的醫(yī)學(xué)革命還將使人們在幾十年里繼續(xù)保持健康和生產(chǎn)能力，增大老員工和年輕員工之間的就業(yè)競爭，以及造成社會(huì)安全網(wǎng)的額外負(fù)擔(dān)。耐藥細(xì)菌將在世界的許多地方成為一個(gè)緊迫的問題。

7.網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)防御并非一個(gè)新的趨勢——關(guān)于“網(wǎng)絡(luò)珍珠港”的警告早在1991年就已經(jīng)出現(xiàn)了。然而，未來30年物聯(lián)網(wǎng)的興起和連接日常生活方面的不斷增長的相互依存將使網(wǎng)絡(luò)安全成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。而網(wǎng)絡(luò)攻擊的數(shù)量和范圍不斷增長，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)攻擊都是針對個(gè)體消費(fèi)者或企業(yè)，個(gè)人攻擊所造成的損失雖然廣泛，但易于得到控制。隨著汽車、家電、發(fā)電廠、路燈，和成千上萬的其他對象的網(wǎng)絡(luò)化，真正嚴(yán)重的網(wǎng)絡(luò)攻擊的可能性將增大。國家、企業(yè)和個(gè)人將受到挑戰(zhàn)從更加陰險(xiǎn)的攻擊中保護(hù)他們的數(shù)據(jù)——這其中的許多攻擊可能數(shù)年來未被發(fā)現(xiàn)過。最壞的情況場景設(shè)想了一種形式的“cybergeddon”， 在無情的網(wǎng)絡(luò)攻擊的重壓下，互聯(lián)網(wǎng)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)力量崩潰。

8.能源

未來30年的全球能源需求預(yù)計(jì)將增長35%。像水力壓裂和定向鉆井這樣的開發(fā)方法已經(jīng)開辟了廣闊的石油和天然氣新儲(chǔ)備。這些技術(shù)已經(jīng)顛覆了全球石油市場，并使美國成為世界上最大的化石燃料生產(chǎn)商之一。與此同時(shí)，像太陽能和風(fēng)能等可再生能源與化石燃料的成本正接近。在過去的二十年里，太陽能電池產(chǎn)生的電力成本已降至每瓦特近8美元，不到化石燃料成本的十分之一。核，仍然為激烈地公開辯論的主題，正持續(xù)增長，隨著設(shè)計(jì)的新反應(yīng)堆承諾更安全和產(chǎn)生的放射性廢物更少。而采用清潔能源將有助于應(yīng)對全球氣候變化，新的摩擦將出現(xiàn)在獲取用于電池、太陽能電池和其他至關(guān)重要的能源革命的稀有材料方面。化石燃料的衰落也對整個(gè)中東和北非帶來很大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)， 對美國及其盟國提出了新的安全挑戰(zhàn)。

9.智能城市

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截止2045年，世界上65-70%的人口——將近64億人——將居住在城市。隨著城市人口的膨脹，1000萬人口以上的大城市數(shù)量將會(huì)增長，從2016年的28個(gè)增長到 2030年的41個(gè)。大規(guī)模移民到城市將使得城市交通系統(tǒng)、食物和水的供應(yīng)、電力和能源基礎(chǔ)設(shè)施、衛(wèi)生設(shè)施、和公共安全都將承受巨大的壓力。信息和通信技術(shù)（ICT）將支持使用數(shù)據(jù)和自動(dòng)化的“智能城市”的發(fā)展，使城市中心更有效并具有可持續(xù)性。分布式傳感器系統(tǒng)將監(jiān)測水、電使用情況和通過智能電網(wǎng)自動(dòng)平衡配送。網(wǎng)絡(luò)化的交通體系和自主的運(yùn)輸選項(xiàng)將緩解極端嚴(yán)重的全面交通堵塞。新材料和設(shè)計(jì)技術(shù)將用于建造能使供暖、制冷和照明效率最大化得智能建筑。屋頂?shù)奶柲茈姵匕澹⑿惋L(fēng)力渦輪機(jī)、火電、和其他可再生能源將提供清潔的、分布式發(fā)電。與此同時(shí)，不能支付這些技術(shù)的投資（或缺乏這樣做的政治意愿） 的城市可能會(huì)變得擁擠、骯臟、危險(xiǎn)，成為不穩(wěn)定和沖突的爆發(fā)點(diǎn)。

10.物聯(lián)網(wǎng)

據(jù)保守估計(jì)， 截止2045年將有1000多億設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)。這將包括移動(dòng)設(shè)備和可穿戴設(shè)備、家用電器、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)傳感器、安全攝像頭、汽車、服裝、和其他技術(shù)。所有這些設(shè)備將會(huì)產(chǎn)生并分享大量信息，將徹底改變我們的工作和生活方式。人們將使用通過物聯(lián)網(wǎng)（IoT）生成的信息作出更明智的決定，并對自己的生活和周圍的世界獲得更深的了解。與此同時(shí)，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也將自動(dòng)操作許多監(jiān)測、管理和維修任務(wù)，這些目前需要人工勞動(dòng)來完成。物聯(lián)網(wǎng)、分析和人工智能的交叉點(diǎn)將為沒有人工干預(yù)的、進(jìn)行大量關(guān)鍵業(yè)務(wù)的智能機(jī)器，創(chuàng)建一個(gè)全球化網(wǎng)絡(luò)。盡管物聯(lián)網(wǎng)會(huì)提高經(jīng)濟(jì)效率、公共安全，和個(gè)人生產(chǎn)力的許多方面，它還將加劇對網(wǎng)絡(luò)安全和隱私的擔(dān)憂。犯罪組織、恐怖分子和敵對的國家將利用物聯(lián)網(wǎng)作為一種新的攻擊美國及其盟國的載體。通過聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的巨大的數(shù)據(jù)量還將使政府對人口進(jìn)行大量的監(jiān)測，導(dǎo)致數(shù)字自由和安全之間持續(xù)的緊張關(guān)系。

11.食物和水技術(shù)

在接下來的30年里，獲得的食物和淡水不足將成為世界許多地方的一個(gè)危機(jī)點(diǎn)。目前大約25%的農(nóng)田已經(jīng)從過度農(nóng)耕，干旱，水/空氣污染中退化。樂觀的預(yù)測下，主食谷物價(jià)格將在未來幾十年上升30%—— 如果氣候變化、需求模式和資源管理失敗繼續(xù)當(dāng)前的軌跡，增加100%都不是不可能的。到2045年，有39億人口——世界人口的40%以上——可能面臨水短缺的壓力。技術(shù)為解決食物和水危機(jī)提供了許多可能的解決方案。海水淡化、微灌、水回收、雨水收集和其他技術(shù)可以緩解淡水供應(yīng)的壓力。轉(zhuǎn)基因作物和自動(dòng)化可以提高糧食作物產(chǎn)量，讓農(nóng)民從更少的土地生產(chǎn)出更多的食物。發(fā)達(dá)國家長期以來理所當(dāng)然地認(rèn)為， 食物和水，將成為創(chuàng)新的一個(gè)主要焦點(diǎn)，成為沖突的一個(gè)主要導(dǎo)火索。

12.量子計(jì)算

量子計(jì)算使用亞原子粒子的屬性（如疊加和牽連）來編碼和操作數(shù)據(jù)。而該技術(shù)已作為一種理論上的可能性被討論了幾十年，最近在學(xué)術(shù)界、工業(yè)和政府實(shí)驗(yàn)室的研究努力開始證明量子系統(tǒng)可能在未來5 - 15年的實(shí)際應(yīng)用。量子計(jì)算可能是一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，這將使多個(gè)其他技術(shù)領(lǐng)域徹底變革，諸如氣候建模、醫(yī)藥研究、以及材料科學(xué)。然而，對量子計(jì)算的大多數(shù)興趣集中于它是如何改變密碼學(xué)的。量子計(jì)算機(jī)可以破解所有當(dāng)前的加密方法，和量子密碼可能是第一個(gè)真正無法破解的編碼技術(shù)。最近的研究已開始攻克許多曾限制實(shí)用量子計(jì)算機(jī)發(fā)展的技術(shù)難題。而量子計(jì)算的實(shí)際應(yīng)用可能直到2040年代中期才能看得到，政府和工業(yè)投資的涌入表明量子計(jì)算可能正在接近一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)（臨界點(diǎn)）。

13.社會(huì)權(quán)力

現(xiàn)在大約有65%的美國成年人使用社交媒體——而2005年只有 7%。2社交媒體無疑改變了人們在線連接的方式，但在接下來的30年里，社會(huì)技術(shù)將成為一個(gè)引擎授權(quán)個(gè)人塑造他們自己的微文化social technologies will become an engine for empowering individuals to shape their own micro-cultures.。許多傳統(tǒng)的權(quán)力結(jié)構(gòu)將被推翻，因?yàn)槿藗冃纬捎杉夹g(shù)媒介社會(huì)契約來定義的基于網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)。政府會(huì)發(fā)現(xiàn)越來越難以控制政治敘事，因?yàn)槿藗冎苯臃窒砟繐舻降母瘮『蛪浩龋唤?jīng)大眾傳媒的過濾。而企業(yè)將通過社會(huì)渠道學(xué)習(xí)新技術(shù)以便于與消費(fèi)者接洽，這些消費(fèi)者將使用社交平臺(tái)切斷廣告減少噪音并聯(lián)系上企業(yè)對他們的產(chǎn)品和行為負(fù)責(zé)。眾包和內(nèi)容流將進(jìn)一步民主化內(nèi)容創(chuàng)建，使媒體創(chuàng)作者和消費(fèi)者之間的界限變得模糊。比特幣和其他加密貨幣可能導(dǎo)致貨幣和貿(mào)易基于社會(huì)共識(shí)來定義，而不是基于政府的控制。對美國陸軍而言，社會(huì)權(quán)力將從根本上改變年輕人如何看待國家服務(wù)。例如，那些首先把自己定義為在線社區(qū)成員的人們可能很少被愛國主義和公共服務(wù)吸引。社會(huì)媒體分享也將使軍隊(duì)在未來沖突中贏得戰(zhàn)役的故事講述更具挑戰(zhàn)性。

14.先進(jìn)的數(shù)字

電腦和其他數(shù)字設(shè)備在過去60年中已經(jīng)完全改變了生活，以致于幾乎不可能記住這些技術(shù)還比較新。第一臺(tái)個(gè)人電腦直到1975年才售出，僅僅是客戶自行組裝和編程的可用工具。然而，40年后，68%的美國人擁有的智能手機(jī)，比美國宇航局在1969年發(fā)送宇航員去月球時(shí)所用的處理能力更多。未來30年將可能繼續(xù)朝向更多的計(jì)算能力和廣泛的數(shù)字資源的可用性方面發(fā)展。移動(dòng)和云計(jì)算將提供幾乎無限的記憶和處理速度。虛擬化和軟件定義系統(tǒng)將允許政府和商業(yè)快速適應(yīng)IT基礎(chǔ)設(shè)施，無需昂貴花銷和浪費(fèi)的硬件升級。數(shù)字將集成到一個(gè)更廣泛的日常用品中，從衣服到建筑材料。與此同時(shí)，新興技術(shù)將改變我們與我們的設(shè)備進(jìn)行交互的方式。聲音接口已經(jīng)在智能手機(jī)上司空見慣，并將繼續(xù)改善。手勢接口將使我們能夠通過非語言行為與計(jì)算機(jī)交流溝通。最終，腦-機(jī)接口將允許我們通過思想控制裝置，使數(shù)字系統(tǒng)像我們自己的四肢一樣自然地延伸我們的身體。所有的這些發(fā)展對軍隊(duì)將打開新的機(jī)遇和新的挑戰(zhàn)。例如，嵌入式數(shù)字系統(tǒng)將連接士兵彼此，將士兵與自治軟件代理連接會(huì)支持維護(hù)、火力協(xié)調(diào)，和情報(bào)分析。另一方面，先進(jìn)的計(jì)算能力激增將增加嚴(yán)重網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。

15.Blended Reality混合現(xiàn)實(shí)

在消費(fèi)電子行業(yè)對虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（VR和AR）產(chǎn)生了極大的熱情。Facebook今年將使用虛擬實(shí)境頭盔制造商歐酷拉公司開發(fā)的VR系統(tǒng)， 進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)耳機(jī)市場，這是社交網(wǎng)絡(luò)巨頭在2014年購買的。其他主要的電子產(chǎn)品公司，包括三星、索尼、和HTC今年全都發(fā)布虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品，表明了虛擬現(xiàn)實(shí)作為一個(gè)主流娛樂技術(shù)已經(jīng)有了主要突破。娛樂之外的應(yīng)用程序正在興起。例如，家居改善連鎖洛斯正開發(fā)全新的整體空間——一種3 d增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)空間，能讓消費(fèi)者設(shè)計(jì)居住面積，然后走進(jìn)一個(gè)虛擬的空間模型得到更好的感覺看看到底怎么樣。VR和AR技術(shù)在歷史上都曾被過高期望過——VR曾被期望在1990年代徹底改變媒體——將超分辨率的顯示器，低成本的位置和位置跟蹤結(jié)合起來，而高清晰度視頻內(nèi)容為“混合現(xiàn)實(shí)”技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，將現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字信息融為一體。未來30年，這些技術(shù)將會(huì)變得更加普遍。AR的顯示器將傳送實(shí)時(shí)的環(huán)境敏感數(shù)據(jù)覆蓋，而虛擬現(xiàn)實(shí)會(huì)讓整合視覺、聲音、氣味，和觸覺的深深的沉浸式體驗(yàn)成為可能。對美國陸軍而言，VR和AR技術(shù)從培訓(xùn)到作戰(zhàn)行動(dòng)得到應(yīng)用。例如，維修人員將能夠通過AR覆蓋將信息直接投射到物理設(shè)備，從而可視化診斷數(shù)據(jù)和修復(fù)程序。另一方面，設(shè)計(jì)VR和AR系統(tǒng)時(shí)不加劇信息過載或創(chuàng)建危及大局意識(shí)的干擾，將至關(guān)重要。

16.針對氣候變化的技術(shù)

當(dāng)前數(shù)據(jù)指出，全球表面溫度到2050年將上升2.5至 5.4華氏度。即使今天能采取激動(dòng)人心的措施來減少溫室氣體排放，氣候慣性保證某些變暖將不可避免。4結(jié)果就是，海平面可能會(huì)上升，威脅沿海城市;作物產(chǎn)量可能會(huì)下降，導(dǎo)致發(fā)展中國家的饑荒;干旱可能威脅到數(shù)以百萬計(jì)的人缺乏淡水，而且洪水可能導(dǎo)致家庭、企業(yè)、公共基礎(chǔ)設(shè)施的損失高達(dá)數(shù)十億美元。在接下來的30年里，這些風(fēng)險(xiǎn)將推動(dòng)技術(shù)解決方案的投資，以減緩氣候變化的潛在影響。在短期，氣候變化技術(shù)將包括映射洪水危害和抗旱工程的轉(zhuǎn)基因作物的系統(tǒng)。從長遠(yuǎn)來看，可能會(huì)出現(xiàn)更雄心勃勃的技術(shù)，如碳封存方法可以把溫室氣體如二氧化碳和甲烷從大氣中取出，并在地下安全存儲(chǔ)它們。如果氣候變化似乎緊接著糟糕的情景，即4 - 5度或4 - 5度以上的變暖，可能會(huì)對地球的氣候有無法減輕的、真正的不穩(wěn)定影響。在這些條件下，努力致力于地球工程可能成為避免災(zāi)難性的氣候變化的唯一的解決辦法。例如，科學(xué)家們曾經(jīng)估計(jì)， 在大氣播種硫或氧化鋁粒子以減少太陽輻射撞擊地球的總量。這些干預(yù)措施目前仍處于高度理論階段，可能非常危險(xiǎn)。

17.先進(jìn)的材料

材料科學(xué)在過去的十年里已經(jīng)引導(dǎo)了令人印象深刻的進(jìn)步，如自修復(fù)、自潔的智能材料;記憶金屬，可以回到其原來的形狀;壓電陶瓷，可用于從壓力中獲取能量;以及結(jié)構(gòu)和電氣性能卓越的納米材料。特別是納米材料用途廣泛，有巨大的應(yīng)用潛力。在納米級（小于100納米），普通材料如碳會(huì)呈現(xiàn)獨(dú)特的屬性。例如，石墨烯，單個(gè)碳原子形成的晶格，比鋼強(qiáng)100倍，有更高效的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，幾乎是透明的。納米材料可以應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)和其他機(jī)器的亮彩涂層， 飛機(jī)和汽車中更強(qiáng)的復(fù)合材料，輕型防彈衣，光電效率更高。除了工業(yè)應(yīng)用，制藥公司正在研發(fā)治療的納米粒子，某一天可用于傳送靶向抗癌藥物治療，大大減少副作用，同時(shí)提高治療效果。在接下來的30年里，納米材料和其他金屬泡沫材料和陶瓷復(fù)合材料等新型材料將在服裝、建材、車輛、道路和橋梁，和無數(shù)的其他對象中出現(xiàn)。軍隊(duì)將大大地利用先進(jìn)的材料來生產(chǎn)更輕、更強(qiáng)的防彈衣，更高效的汽車和避難所，更健壯的電池和可再生能源系統(tǒng)。

18.新武器

在接下來的30年里，許多新穎的武器技術(shù)可能在未來的戰(zhàn)場上激增。除了當(dāng)前正在研發(fā)的技術(shù)，如非殺傷性武器和定向能系統(tǒng)，許多國家都在投資反介入?yún)^(qū)域封鎖（A2AD）技術(shù)，這種技術(shù)可以顯著地影響美國陸軍在未來的作戰(zhàn)環(huán)境中自由機(jī)動(dòng)的能力。新興A2AD技術(shù)包括反艦彈道導(dǎo)彈、精確制導(dǎo)反裝甲和殺傷性武器，對抗火箭，大炮、迫擊炮（CRAM）系統(tǒng)，反衛(wèi)星武器、電磁脈沖（EMP）系統(tǒng)。其中的一些技術(shù)，如精確制導(dǎo)彈藥，將反映基于現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新。例如，中國正在研發(fā)先進(jìn)的、有可能摧毀航母的反艦彈道導(dǎo)彈。其他技術(shù)將反映全新概念，比如2015年由美國國防部高級研究計(jì)劃局作為其極高精度武器（EXACTO）計(jì)劃一部分而展示的自導(dǎo)子彈。隨著中國、俄羅斯和其他國家在軍事現(xiàn)代化不斷地進(jìn)行著更大的投資，美國很可能面臨的對手使用的功能接近，而在某些情況下可能超過我們自己的功能。

19.航天

自1960年代的太空競賽以來，航天工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)未見創(chuàng)新和進(jìn)步的時(shí)期。機(jī)器人技術(shù)，先進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)，輕質(zhì)材料， 三維打印技術(shù)、小型化等新技術(shù)大大地減少了把人和材料送往太空的成本，并擴(kuò)大開放太空探索新的可能性。進(jìn)入太空市場的新成員，包括Space X，阿麗亞娜空間公司，和藍(lán)色的起源，正在擾亂停滯不前的商業(yè)發(fā)射部門，并推動(dòng)創(chuàng)新，如可重復(fù)使用的運(yùn)載火箭。在接下來的30年里，研究和開發(fā)將使人類重返月球，并可能導(dǎo)致更戲劇性的探索，包括人類探索火星，并開始全新的基于太空的產(chǎn)業(yè)，比如小行星開礦。而太空探索——和潛在的太空殖民統(tǒng)治長期以來吸引著人們的想像力，越來越依賴基于太空的基礎(chǔ)設(shè)施可能會(huì)導(dǎo)致在地球上出現(xiàn)新的摩擦。隨著越來越多的國家開始依賴基于太空的資產(chǎn)，控制太空可能成為一個(gè)重大的爆發(fā)點(diǎn)。太空的軍事化不是不可能的，而且反衛(wèi)星作戰(zhàn)可能對美國陸軍有深遠(yuǎn)的影響，這在很大程度上依賴于安全的全球通信衛(wèi)星，情報(bào)收集衛(wèi)星和協(xié)調(diào)聯(lián)合演習(xí)的衛(wèi)星。

20.合成生物學(xué)

人類幾千年來通過選擇育種和雜交操縱植物和動(dòng)物的遺傳代碼——在孟德爾發(fā)現(xiàn)遺傳基本規(guī)律或埃弗里-麥克勞德-麥卡蒂實(shí)驗(yàn)確定DNA作為遺傳物質(zhì)很久以前。然而，隨著我們對遺傳學(xué)的理解的增加，工程師越來越有可能通過從頭開始構(gòu)建新的DNA序列來定制生物體。轉(zhuǎn)基因作物代表這種技術(shù)的先鋒，但我們正處于一個(gè)更廣泛的革新的尖端，將把生活本身變成像計(jì)算機(jī)代碼一樣可以寫入或重寫的信息。科學(xué)家們已經(jīng)正在設(shè)計(jì)可以分泌生物燃料的海藻，并使用DNA編碼數(shù)千字節(jié)的數(shù)據(jù)。合成生物學(xué)在未來30年中，將會(huì)產(chǎn)生工程生物，如可以檢測毒素的生物體、從工業(yè)廢料制造生物燃料的生物體， 通過與人類宿主有共生關(guān)系的生物體傳送藥物。與此同時(shí)，合成生物學(xué)代表著完全的風(fēng)險(xiǎn)，包括工程生物武器和可能破壞自然生態(tài)系統(tǒng)的侵入性合成生物體。其他四個(gè)出現(xiàn)在源文件中的科技趨勢，沒有經(jīng)常發(fā)生，不足以提供足夠的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析。盡管如此，這些技術(shù)還是可能會(huì)對未來軍隊(duì)的能力產(chǎn)生影響，在未來幾年值得監(jiān)測：

21.工作性質(zhì)發(fā)生的變化

技術(shù)正在改變個(gè)人和其工作之間的關(guān)系。自由職業(yè)者人數(shù)上升，受訪問網(wǎng)絡(luò)市場和協(xié)作工具的刺激。企業(yè)家正在使用3d印刷和應(yīng)用程序編程接口（APIs）等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速創(chuàng)新。Kickstarter等眾籌網(wǎng)站平臺(tái)正在通過直接連接消費(fèi)者與“制造商”來改變產(chǎn)品開發(fā)的方式。在接下來的30年里，這些趨勢將重新定義工作。對某些人來說，創(chuàng)業(yè)壁壘下降將會(huì)創(chuàng)造新的機(jī)會(huì)。對另一些人來說， “零工經(jīng)濟(jì)”的競爭將意味著工資更低，缺乏利益和經(jīng)濟(jì)不安全。

22.教育

技術(shù)正在改變教育。學(xué)院和大學(xué)現(xiàn)在提供在線課程;自適應(yīng)數(shù)字導(dǎo)師正在提供一種新途徑傳送教學(xué)材料;而且學(xué)校通常將平板電腦和其他技術(shù)集成到教室。新興技術(shù)對教育的影響可能成為軍事訓(xùn)練創(chuàng)新的一個(gè)重要來源。

23.隱私

皮尤研究中心最近的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，50%的美國人關(guān)心的是他們在線信息的可用性——自2009年以來增長了51%。這些數(shù)字反映了全球趨勢，并指出不斷增長的對隱私的擔(dān)憂。在2045年， 個(gè)人隱私保護(hù)市場可能會(huì)出現(xiàn)，包括“脫離電網(wǎng)”的太空，人們可以在那里遠(yuǎn)離網(wǎng)絡(luò)傳感器進(jìn)行生活，度假，或聚集。保護(hù)和“愈合”在線聲譽(yù)的技術(shù)可能更加地重要，因?yàn)橐粋€(gè)人的在線行為會(huì)對現(xiàn)實(shí)世界的關(guān)系和就業(yè)產(chǎn)生更為顯著的影響。

24.運(yùn)輸和物流

自治車輛和機(jī)器智能可以在未來30年徹底改變大眾運(yùn)輸和物流。自治交通技術(shù)可以提高在城市內(nèi)部和城市之間人和產(chǎn)品移動(dòng)的效率。半自動(dòng)化或全自動(dòng)化的商用飛機(jī)、公共汽車，和出租車可以為人們提供一種更安全的旅行方式，同時(shí)減少交通擁堵和污染。

六大宏觀環(huán)境要素的未來發(fā)展趨勢

以上所有的科技進(jìn)步都有可能與社會(huì)政治，經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境趨勢的大環(huán)境發(fā)生沖突。在未來10年，城鎮(zhèn)化、氣候變化、資源緊張、人口變遷、創(chuàng)新全球化、全球中產(chǎn)階級的興起等6項(xiàng)關(guān)鍵宏觀趨勢可能與社會(huì)政治變化、技術(shù)和安全產(chǎn)生聯(lián)系。“氣候變化”在很多方面可能會(huì)對未來地緣政治穩(wěn)定和新科技發(fā)展造成巨大影響。極端天氣將會(huì)無情地破壞那些急速發(fā)展的城市，造成人道主義危機(jī)和世界金融的衰退。與氣候變化相呼應(yīng)的包括食物、飲水、資源和原材料在內(nèi)的資源將出現(xiàn)嚴(yán)重短缺，而“資源短缺”將阻礙經(jīng)濟(jì)的擴(kuò)張并將世界許多地方卷入戰(zhàn)爭的深淵，引起世界局勢的不穩(wěn)定和資源的爭搶。“城鎮(zhèn)化”的進(jìn)程將會(huì)造成超大城市的擴(kuò)張（這些超大城市將會(huì)成為政治和經(jīng)濟(jì)影響的中心）并影響整個(gè)國家的興衰。隨著全球人口的增長，人口老齡化和移民問題將對持續(xù)復(fù)興機(jī)會(huì)、一體化以及社會(huì)和諧構(gòu)成挑戰(zhàn)。“創(chuàng)新全球化”趨勢明顯，創(chuàng)新也會(huì)遷徙到像中國、印度這樣的在世界經(jīng)濟(jì)舞臺(tái)中嶄露頭角的發(fā)展中國家。當(dāng)今中國在R&D;領(lǐng)域正向美國靠攏，這將對未來美國經(jīng)濟(jì)、國防以及全球創(chuàng)新政策產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。另外，全球中產(chǎn)階級正逐步擴(kuò)張，“全球中產(chǎn)階級興起”。未來世界數(shù)以百萬計(jì)的人們將脫離貧困，但社會(huì)階層間的不平等以及沖突仍然存在，逐漸擴(kuò)大的消費(fèi)群體也會(huì)加劇能源短缺以及氣候挑戰(zhàn)。

三、美國陸軍部報(bào)告主要特點(diǎn)及啟示

綜合上述，報(bào)告主要展示了近年來迅猛發(fā)展的各領(lǐng)域高新科學(xué)技術(shù)、人機(jī)結(jié)合、科技和社會(huì)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新。

（一）技術(shù)與社會(huì)環(huán)境的結(jié)合。在分析未來技術(shù)發(fā)展趨勢時(shí)，把技術(shù)方向與人類社會(huì)進(jìn)步可能出現(xiàn)的主要現(xiàn)象進(jìn)行了密切聯(lián)系，特別值得關(guān)注的是城鎮(zhèn)化、氣候變化、資源緊張、民主化變遷、創(chuàng)新全球化、全球中產(chǎn)階級的興起等6種社會(huì)現(xiàn)象。以需求為導(dǎo)向，預(yù)測技術(shù)發(fā)展方向。

（二）對人機(jī)結(jié)合給予很大關(guān)注。廣泛的人機(jī)結(jié)合技術(shù)從大數(shù)據(jù)、可穿戴設(shè)備到人體植入設(shè)備再到用基因編輯技術(shù)改造人體，由此，人體機(jī)能增強(qiáng)實(shí)現(xiàn)由表及里，由淺入深，未來的“人”是什么狀態(tài)，將在很大程度上決定了和平與戰(zhàn)爭是什么狀態(tài)。所以，美國陸軍部對此非常重視。我們還可以關(guān)注8月美國政府宣布解除資助使用人類干細(xì)胞制造人獸混合胚胎的禁令。

（三）高度重視創(chuàng)新新趨勢。因技術(shù)發(fā)展帶來的社會(huì)現(xiàn)象和創(chuàng)新現(xiàn)象變化，如與“分享經(jīng)濟(jì)”有異曲同工之妙的“打零工經(jīng)濟(jì)”、Kickstarter眾籌平臺(tái)、社交媒體尤其是自媒體對傳統(tǒng)話語權(quán)的顛覆、比特幣所引發(fā)的全新金融世界等，都極有可能是影響未來和平與競爭格局的重要因素，美國陸軍部也予以了高度重視。創(chuàng)新成為未來拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長的新動(dòng)力，創(chuàng)新增長模式將支撐未來社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

軍事科技往往早于民用科技，并且會(huì)逐漸變?yōu)槊裼茫砹巳祟愖罡咚降奈拿鞒晒?/p>