《2016-2045年新興科技趨勢》預(yù)測報告，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、美國陸軍部報告主要特點及啟示

一、新興科技未來發(fā)展趨勢報告概況

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

報告綜合分析了過去五年內(nèi)由美國內(nèi)外政府機構(gòu)、科研機構(gòu)、咨詢機構(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)測報告及這些報告提到的690項科技趨勢，以識別出可能帶來變革性或顛覆性影響的科技趨勢。通過報告涉及的690項科技趨勢進(jìn)行綜合比對分析，最終提煉形成并明確了24個值得關(guān)注的新興科技趨勢，包括：機器人與自主系統(tǒng)、增材制造、大數(shù)據(jù)分析、人體機能增強系統(tǒng)（Human Augmentation）、移動和云計算、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)、量子計算、社交媒體使能（Social Empowerment）、先進(jìn)數(shù)碼產(chǎn)品、混合實境（即虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實）、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，雖然缺乏足夠定量分析但可能會對未來軍隊產(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個單獨的與科學(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。從這個數(shù)據(jù)集中，確定了以下24個新興科學(xué)和技術(shù)趨勢：

1.機器人技術(shù)和自治系統(tǒng)

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到2045年，機器人技術(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。機器人將照顧老人，運送雜貨，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“機器人”，將從萬億字節(jié)的數(shù)據(jù)中提取見解，自動化業(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)以億計的勞動力和服務(wù)人員，造成經(jīng)濟(jì)不穩(wěn)定和社會動蕩的風(fēng)險。網(wǎng)絡(luò)化自治系統(tǒng)也將成為敵方的一個富有吸引力的目標(biāo)，并成為網(wǎng)絡(luò)防御的一個新的優(yōu)先考慮事項。在軍事行動中機器人的使用將會擴(kuò)大，因為機器人系統(tǒng)的移動性、靈活性，和智能更好，這會使機器人在未來的戰(zhàn)場成為有效的合作伙伴。同時，敵人會以挑戰(zhàn)我們道德和戰(zhàn)術(shù)的方式使用機器人和自治系統(tǒng)。

2.三維打印技術(shù)

三維打印技術(shù) （3d打?。┮呀?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打印機的價格正在下降，而且開放源碼工具和來自聯(lián)機交流場所如Thingiverse網(wǎng)站的3d模型的可用性，已經(jīng)促進(jìn)了充滿活力的計算機業(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打印機能夠打印合并多個材料的、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。***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)計這個數(shù)字將大約每兩年增加一倍。這些大量數(shù)據(jù)對消費者的行為、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態(tài)數(shù)據(jù)集的能力將會得到改善。自治機器人爬行非結(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)用到他們的個人生活中，分析將會傳播到企業(yè)以外。公民有能力使用數(shù)據(jù)持有hold政府和其他主要機構(gòu)的責(zé)任，導(dǎo)致數(shù)據(jù)訪問的緊張局勢。極致個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—— 互動式的假肢會使我們變得更加強大，并能使得老年人和體弱者恢復(fù)運動能力。傳感器和計算機嵌入隱形眼鏡和永久植入物會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現(xiàn)實之中。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，強化技術(shù)將代價高昂，和那些無力支付費用升級他們的“人類底盤”的人可能會發(fā)現(xiàn)自己無法在增強的經(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，也將成為一個極具吸引力的目標(biāo)。而美國軍隊將受益于強化其士兵，軍隊將面對的對手同樣也在增強，而且擴(kuò)充軍備競賽可能也在演變發(fā)展。

5.移動和云計算

移動和云計算正在改變?nèi)藗兣c數(shù)據(jù)交互的方式。在美國，估計目前有30%的網(wǎng)頁瀏覽和40%的社交媒體使用已經(jīng)在移動設(shè)備上完成。截止2030年，75%的世界人口將會移動連接，而且60%應(yīng)該通過寬帶接入。移動設(shè)備正變得越來越強大，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，以及生物識別技術(shù)。在配合移動數(shù)據(jù)訪問的工作中，云計算提供幾乎無限的計算能力，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，基于云計算的移動計算有可能改變從醫(yī)療保健到教育的任何事情。手機將監(jiān)測生命體征，并與診斷應(yīng)用程序直接溝通，人們會使用在線教育門戶從移動設(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)民連接到實時氣象數(shù)據(jù)和工具。與此同時，移動和云計算將使得網(wǎng)絡(luò)安全、可靠性，和帶寬都承受巨大的壓力，而隨著消費者和企業(yè)將他們的數(shù)據(jù)讓給云，消費者和企業(yè)都將會變得更加舒適。

6.醫(yī)學(xué)進(jìn)步

在未來30年，醫(yī)學(xué)將被多個技術(shù)突破改變?；蚪M學(xué)將根據(jù)個體的基因，產(chǎn)生個性化藥物，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間，并消除器官排斥的風(fēng)險。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接近于正常的觸覺。機器人應(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”。隨著科學(xué)家解鎖老化，人們會活得更久， 一直到今天我們認(rèn)為“老齡”時仍保持健康和活躍。同時，先進(jìn)的醫(yī)療保健費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緊迫的問題。

7.網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)防御并非一個新的趨勢——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。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)攻擊都是針對個體消費者或企業(yè)，個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)和個人將受到挑戰(zhàn)從更加陰險的攻擊中保護(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)和社會力量崩潰。

8.能源

未來30年的全球能源需求預(yù)計將增長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，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?；剂系乃ヂ湟矊φ麄€中東和北非帶來很大的經(jīng)濟(jì)和社會不穩(wěn)定的風(fēng)險， 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)量將會增長，從2016年的28個增長到 2030年的41個。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)自動平衡配送。網(wǎng)絡(luò)化的交通體系和自主的運輸選項將緩解極端嚴(yán)重的全面交通堵塞。新材料和設(shè)計技術(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、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，不能支付這些技術(shù)的投資（或缺乏這樣做的政治意愿） 的城市可能會變得擁擠、骯臟、危險，成為不穩(wěn)定和沖突的爆發(fā)點。

10.物聯(lián)網(wǎng)

據(jù)保守估計， 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，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也將自動操作許多監(jiān)測、管理和維修任務(wù)，這些目前需要人工勞動來完成。物聯(lián)網(wǎng)、分析和人工智能的交叉點將為沒有人工干預(yù)的、進(jìn)行大量關(guān)鍵業(yè)務(wù)的智能機器，創(chuàng)建一個全球化網(wǎng)絡(luò)。盡管物聯(lián)網(wǎng)會提高經(jīng)濟(jì)效率、公共安全，和個人生產(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、***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危機點。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)新的一個主要焦點，成為沖突的一個主要導(dǎo)火索。

12.量子計算

量子計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)和政府實驗室的研究努力開始證明量子系統(tǒng)可能在未來5 - 15年的實際應(yīng)用。量子計算可能是一個關(guān)鍵技術(shù)，這將使多個其他技術(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。量子計算機可以破解所有當(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用量子計算機發(fā)展的技術(shù)難題。而量子計算的實際應(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算可能正在接近一個轉(zhuǎn)折點（臨界點）。

13.社會權(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，社會技術(shù)將成為一個引擎授權(quán)個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，因為人們形成由技術(shù)媒介社會契約來定義的基于網(wǎng)絡(luò)的社區(qū)。政府會發(fā)現(xiàn)越來越難以控制政治敘事，因為人們直接分享目擊到的腐敗和壓迫，不經(jīng)大眾傳媒的過濾。而企業(yè)將通過社會渠道學(xué)習(xí)新技術(shù)以便于與消費者接洽，這些消費者將使用社交平臺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)易基于社會共識來定義，而不是基于政府的控制。對美國陸軍而言，社會權(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。社會媒體分享也將使軍隊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。第一臺個人電腦直到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，比美國宇航局在1969年發(fā)送宇航員去月球時所用的處理能力更多。未來30年將可能繼續(xù)朝向更多的計算能力和廣泛的數(shù)字資源的可用性方面發(fā)展。移動和云計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的硬件升級。數(shù)字將集成到一個更廣泛的日常用品中，從衣服到建筑材料。與此同時，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算機交流溝通。最終，腦-機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)展對軍隊將打開新的機遇和新的挑戰(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支持維護(hù)、火力協(xié)調(diào)，和情報分析。另一方面，先進(jìn)的計算能力激增將增加嚴(yán)重網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險。

15.Blended Reality混合現(xiàn)實

在消費電子行業(yè)對虛擬和增強現(xiàn)實（VR和AR）產(chǎn)生了極大的熱情。Facebook今年將使用虛擬實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)實耳機市場，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)實產(chǎn)品，表明了虛擬現(xiàn)實作為一個主流娛樂技術(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增強現(xiàn)實空間，能讓消費者設(shè)計居住面積，然后走進(jìn)一個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”技術(shù)奠定了堅實的基礎(chǔ)，將現(xiàn)實世界與數(shù)字信息融為一體。未來30年，這些技術(shù)將會變得更加普遍。AR的顯示器將傳送實時的環(huán)境敏感數(shù)據(jù)覆蓋，而虛擬現(xiàn)實會讓整合視覺、聲音、氣味，和觸覺的深深的沉浸式體驗成為可能。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VR和AR系統(tǒng)時不加劇信息過載或創(chuàng)建危及大局意識的干擾，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，海平面可能會上升，威脅沿海城市;作物產(chǎn)量可能會下降，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)險將推動技術(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， 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。

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），普通材料如碳會呈現(xiàn)獨特的屬性。例如，石墨烯，單個碳原子形成的晶格，比鋼強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)動機和其他機器的亮彩涂層， 飛機和汽車中更強的復(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)。軍隊將大大地利用先進(jìn)的材料來生產(chǎn)更輕、更強的防彈衣，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)境中自由機動的能力。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劃局作為其極高精度武器（EXACTO）計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)入了一個未見創(chuàng)新和進(jìn)步的時期。機器人技術(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，并推動創(chuàng)新，如可重復(fù)使用的運載火箭。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重大的爆發(fā)點。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-麥卡蒂實驗確定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，但我們正處于一個更廣泛的革新的尖端，將把生活本身變成像計算機代碼一樣可以寫入或重寫的信息?？茖W(xué)家們已經(jīng)正在設(shè)計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，合成生物學(xué)代表著完全的風(fēng)險，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)還是可能會對未來軍隊的能力產(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)，實現(xiàn)快速創(chuàng)新。Kickstarter等眾籌網(wǎng)站平臺正在通過直接連接消費者與“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)壁壘下降將會創(chuàng)造新的機會。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)新的一個重要來源。

23.隱私

皮尤研究中心最近的一項調(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， 個人隱私保護(hù)市場可能會出現(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”在線聲譽的技術(shù)可能更加地重要，因為一個人的在線行為會對現(xiàn)實世界的關(guān)系和就業(yè)產(chǎn)生更為顯著的影響。

24.運輸和物流

自治車輛和機器智能可以在未來30年徹底改變大眾運輸和物流。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)品移動的效率。半自動化或全自動化的商用飛機、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項關(guān)鍵宏觀趨勢可能與社會政治變化、技術(shù)和安全產(chǎn)生聯(lián)系?！皻夂蜃兓痹诤芏喾矫婵赡軙ξ磥淼鼐壵畏€(wěn)定和新科技發(fā)展造成巨大影響。極端天氣將會無情地破壞那些急速發(fā)展的城市，造成人道主義危機和世界金融的衰退。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)程將會造成超大城市的擴(kuò)張（這些超大城市將會成為政治和經(jīng)濟(jì)影響的中心）并影響整個國家的興衰。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)興機會、一體化以及社會和諧構(gòu)成挑戰(zhàn)?！皠?chuàng)新全球化”趨勢明顯，創(chuàng)新也會遷徙到像中國、印度這樣的在世界經(jīng)濟(jì)舞臺中嶄露頭角的發(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)以百萬計的人們將脫離貧困，但社會階層間的不平等以及沖突仍然存在，逐漸擴(kuò)大的消費群體也會加劇能源短缺以及氣候挑戰(zhàn)。

三、美國陸軍部報告主要特點及啟示

綜合上述，報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)、人機結(jié)合、科技和社會經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新。

（一）技術(shù)與社會環(huán)境的結(jié)合。在分析未來技術(shù)發(fā)展趨勢時，把技術(shù)方向與人類社會進(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）對人機結(jié)合給予很大關(guān)注。廣泛的人機結(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，人體機能增強實現(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、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)新成為未來拉動經(jīng)濟(jì)增長的新動力，創(chuàng)新增長模式將支撐未來社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

軍事科技往往早于民用科技，并且會逐漸變?yōu)槊裼?，代表了人類最高水平的文明成果?/p>