前沿观察：改变世界的100项技术

第一章　热门趋势之一　Web 3.0 与元宇宙  1 
Web 3.0——区块链让新一代互联网成为现实 2 
DeFi（去中心化金融）——Web 3.0 时代全新的分散式金融服务 7 
DAO（去中心化自治组织）——Web 3.0 时代全新的去中心化自治组织形态 9 
元宇宙——融合现实影像的网上虚拟空间  12 
体积捕捉视频——用三维影像再现真实的人物与动作  13 
虚拟制片——轻松合成真实的拍摄对象与虚拟背景  17 
悬浮式空中触控屏——悬浮显示影像　非接触式输入  19 
五感传感器——检测人类五感  22 
触觉反馈技术——通过振动等方式再现触感  23 
第二章　热门趋势之二　软体机器人与绿色转型（GX） 27 
软体机器人——轻盈且安全　柔中显力量  28 
生物混合机器人——心肌细胞、听觉等生命系统与机电系统的融合  31 
仿生鸟飞行器——性能优越，可模仿鸟类飞行或着陆  32 
第六根指头的躯体化——用手臂肌肉驱动小指外侧的人工指  34 
代替视觉的新感觉装置——通过骨传导震动传达与前方物体的距离信息  38 
碳循环系统——用绿氢和二氧化碳合成甲烷  40 
零碳城市——地方政府与城市的实际碳排放量降为零  45 
DAC（直接空气捕集）技术——直接捕集大气中二氧化碳，全球竞相建设“空中吸碳”工厂  47 
绿氢——用可再生能源发电，通过电解水制取氢气  48 
人工光合作用——用二氧化碳和水制氢、烃，生产效率 不断提高  51 
绿色混凝土——吸收、固定二氧化碳，助力碳中和  54 
人造肉——用动物细胞培养肉，挑战三维打印培养肉组织  56 
第三章　2030 年最值得期待的技术 65 
第四章　汽车与火箭 73 
完全自动驾驶——无须驾驶员，由自动驾驶系统指挥车辆运行  74 
无人驾驶MaaS——无人驾驶的出行服务  77 
车载AI 半导体——用于驾驶辅助系统等领域  79 
在电动汽车上安装变速箱——在高效区域驱动电机，延长续航距离  81 
1.5 GPa 级冷冲压材料——通过低成本的冷冲压方法将超高强钢用于车身骨架部件  83 
小型电机总成——身形紧凑的小型电机以超高速旋转  85 
行人安全气囊——使行人在车祸时免受头部冲击的“车外”安全气囊  87 
驾驶员大脑功能下降预测装置——预测驾驶员异常情况， 减少交通事故  90
充电公路——利用道路与路灯为行驶中的车辆供电  92 
AI 驾校——利用AI 技术评价人的驾驶技能  95 
空中汽车——可以像汽车一样方便驾驶的电动飞机  97 
太空运输——通过小型火箭向太空运送物资 101 
太空垃圾清除技术——小型卫星用磁力捕获火箭残骸等太空垃圾 102 
低轨道卫星系统——建立非地面系统的卫星通信网络 104 
天地往返航天器——实现近地轨道上“自动驾驶”旅行 105 
第五章　建筑与土木工程  109 
数字孪生防灾——运用3D 技术重现城市与设施　预测灾害发生  110 
城市智能中枢系统——支撑智慧城市的数字基础  112 
IoT 住宅——自动掌握居住成员的健康状况及能源利用情况  114 
虚拟设计——利用AI 与IoT 技术设计虚拟空间，改善办公环境  116 
大型面板结构法——用整合了保温层、窗框的大型一体化面板建造住宅  119 
装配式木制住宅——在工厂制造木制住宅结构，提供低价标准化平房住宅 122 
建筑翻新——修补结构再次利用，减少二氧化碳排放 125 
环境DNA 分析——长期监测珍稀物种生存状况，切实采取保护措施 128 
重型机械自动化——无人重型机械建造大型建筑物 129 
远程操作式人形重型机械——在工程车内远程操控有两条“手臂”的人形重型机械 134 
3D 打印建筑——用3D 打印机建造仓库和厕所 136
第六章　检查与诊断技术  141 
法医学领域物联网气味传感器——通过分析气味来验证死因、判断是否存在虐待行为 142 
排尿预测传感器——下腹部安装传感器，监测膀胱内尿液量 144 
耳机型脑电波测量仪——刺激听觉，兼具辅助麻醉的效果 146 
血糖测量智能手表——无须针刺也可测量血糖 147 
糖尿病监控仪——远程计算胰岛素注射量 148 
皮脂RNA 疾病诊断——拭取皮肤油脂便可早期诊断帕金森病 150 
认知障碍辅助诊断软件——分析脑部图像，早期诊断认知障碍 151 
心脏触诊椅——使用声学传感器诊断内脏、心率及血管的状态 153 
光子计数CT——实现高精密、低辐射的扫描 155 
AR 健身——用AR 技术辅助健身 158 
第七章　治疗技术  161 
光免疫疗法药物——用感光物质破坏癌细胞 162 
中分子药物研发——用口服药物瞄准细胞中的目标 164 
线粒体功能改善药——治疗线粒体功能异常引发的多种疾病 165 
嵌合抗原受体T 细胞免疫疗法——直接注入基因，破坏癌细胞 168 
核酸靶向药物——作用于转化为蛋白质之前的核酸，适用于各种疾病的治疗 169 
数字疗法（DTx）——利用手机应用程序等信息技术进行疾病的预防、诊断和治疗 171 
MR 医疗——使用混合现实（MR）技术，3D 远程确认患者情况 173
医院CRM——根据患者情况智能办理出入院 174 
医疗机器人——辅助手术、治疗、配药及复健 176 
护理机器人——配备AI 技术的人形机器人开始投入使用 177 
肠道换气法——把液体注入肛门，从肠道向全身输送氧气 178 
第八章　工作方式与商务场景  183 
材料信息学——利用AI 技术助力材料开发 184 
使用影像远程检查——远程连接作业现场与检查员 186 
虚拟办公室——在虚拟空间举行会议，全身虚拟化身出席现实会议 188 
人才分析——利用AI 录用和配置人才 189 
人类数字孪生——用IT 技术复制人类，预测人类消费行为 190 
线上教育——随时随地接受教育和开展研修 191 
烹饪机器人——针对人手不足而开发出来的自动化烹饪机器人 192 
无人机配送——无须员工即可配送商品 194 
陶瓷3D 打印——新型陶瓷材料，塑造精致的三维结构 195 
嵌入式金融——非金融公司在企业服务中嵌入金融功能 197 
无现金支付——无须现金即可支付 200 
低代码开发——帮助企业自行研发信息系统 201 
面向虚拟主播的动作捕捉设备——高度还原手指动作 203 
第九章　IT 技术  207 
量子计算机——同时处理大量运算，应用研究不断发展 208 
量子纠错——抑制或纠正量子比特的错误  211 
抗量子密码——量子计算机也无法破解的密码 214 
自适应批量搜索——快速解决各种组合优化问题 215 
IaC（基础架构即代码）——通过编程管理系统基础设施 218 
CSPM（云安全态势管理）——自动确认云端设置规则防止因人为失误而泄露信息 219 
SOAR（安全编排自动化与响应）——自动检测并应对网络安全事件 221 
GP-SE（全球平台安全元件）——智能手机可作为身份证明 223 
物联网时代的认证密码——在小型终端上运行，以低运算量保证密码强度 224 
AI 生成推文——用GPT-3 生成行文自然的假推文 226 
DNN 切分——用机器学习高精度识别分布外数据 228 
显著图——确认图像重点区域，提高处理效率 229 
文件阅读AI 解决方案——通过与AI 对话获取正确答案 231 
第十章　能源与电子工程学  233 
新一代核反应堆——减少二氧化碳重新评估高速反应堆和微型反应堆 234 
钠离子电池——取之不尽的资源，致力于提高能量密度 235 
新一代功率半导体——能够减少功率损失的新一代元件 237 
自旋半导体——利用自旋技术的新一代存储器“MRAM” 备受瞩目 238 
钙钛矿太阳能电池——低成本制造，可弯曲 240