到2045年，天下上65-70%的生齿——约莫64亿人——将寓居在都会中

　　到2045年，天下上65-70%的生齿——约莫64亿人——将寓居在都会中。跟着都会生齿的增长，具有1000万或以上住民的特大都会的数目将会增长，从2016年的28个增长到2030年的41个。大范围向都会迁徙将给都会交通体系、食物和水供给、电力和能源根底设备、卫生设备和大众宁静带来严重压力。信息和通讯(ICT)手艺将撑持“智能都会”的开展，后者操纵数据和主动化，使都会中间更高效和可连续。散布式传感器体系将监测水和电力的利用状况，并经由过程智能电网主动均衡分派。收集交通体系和主动交通东西的挑选将减缓交通拥堵。新的质料和设想手艺将被用于制作智能修建，以最大限度地进步加热、冷却和照明的服从。屋顶太阳能电池板、微型风力涡轮机、热能和其他可再生能源将供给干净、散布式的发电。与此同时，那些有力投资这些手艺的都会(或缺少政治志愿)能够会酿成拥堵、龌龊、伤害的不不变和抵触的引爆点。

　　在将来30年，食品和淡水的不敷将成为天下很多地域的危急点。今朝约莫25%的农田曾经因过分耕耘、干旱和氛围/水净化而退化。按照悲观的猜测，主食谷物的价钱能够在将来几十年里上涨30%——假如天气变革、需求形式和资本办理的失利持续遵照当前的开展轨迹，100%的增加是不克不及够的。到2045年，39亿人，超越天下生齿的40%，将面对水资本压力。手艺为食粮和水危急供给了很多潜伏的处理计划。海水淡化、微量浇灌、水收受接管、雨水搜集和其他手艺能够减缓淡水供给的压力。转基因作物和主动化能够进步作物产量，并许可农人从更少的地盘上消费更多的养分。持久以来，在兴旺国度被以为是天经地义的食品和水，将成为立异的次要核心，并能够成为抵触的次要引爆点。

　　在已往的十年里，质料科学获得了使人印象深入的前进，好比自愈和自干净的智能质料；能够规复原始外形的影象金属；压电陶瓷，能够用来从压力中获得能量；和具有明显构造和电学特征的纳米质料。纳米质料在普遍的使用中具有宏大的潜力。在纳米标准(小于100纳米)，一般质料具有共同的机能。比方，石墨烯是一种由单个碳原子构成的晶格，它比钢强100倍，能有用地传导热量和电力，并且险些是通明的。纳米质料在策动机和其他机械的超滑腻涂层趋向t100官网、飞机和汽车的巩固复合质料、轻型防弹衣和高效光电方面都有使用。除产业使用以外，制药公司正在开辟医治性纳米颗粒，有一天能够供给针对癌症的靶向药物医治，大大削减副感化，同时进步医治成果。在接下来的30年里，纳米质料和其他质料新型质料，如金属泡沫和陶瓷复合质料，将会在打扮、修建质料、车辆、门路和桥梁，和无数其他物品中找到。美国陆军将可以操纵先辈的质料来消费更轻、更巩固的的电池和可再生能源体系。

　　增材制作(3D打印)曾经在产业中利用了30多年，次要是作为一种有限运转的原型设想的东西。但是3D打印手艺曾经有了明显的立异已往十年。3D打印机的价钱正鄙人降，开源东西和在线D模子的可用性增进了一个布满生机的喜好者“制作商”社区的开展，他们正在鞭策这项手艺的鸿沟。到2040年，3D打印机将可以打印出包罗多种质料、电子产物、电池和其他部件的物体。人们将可以打印东西，电子产物，交换部件，医疗装备和其他产物，按照他们的需求和需求定制。军过后勤能够会精简，由于装备和物质将在利用点间接打印。物品将成为信息，而数字盗版将代替入店行窃。恐惧份子和立功构造将利用险些不克不及够追踪的原质料打印兵器、传感器和其他装备。

　　量子计较操纵亚原籽粒子的特征，如叠加和胶葛，来编码和操纵数据。固然这项手艺曾经作为一种实际能够性被会商了几十年，但近来高出学术界、产业界和当局的研讨尝试室正开端展现能够在将来5-15年有实践使用的量子体系。量子计较多是一种枢纽手艺科技与开展的干系，它能够完全改动多个其他手艺范畴，如天气建模、药物研讨和质料科学。但是趋向t100官网，对量子计较的爱好与它怎样改动暗码学有关。量子计较性能够破解今朝一切的加密办法，而量子暗码学能够供给第一个真正牢不成破的编码手艺。近来的研讨曾经开端克制很多限定了实践量子计较机开展的手艺成绩。固然量子计较的理想使用能够直到20世纪40年月中期才会呈现，但当局和行业的大批投资的涌入表白，量子计较能够正在靠近一个临界点。

　　手机将监测性命体征，并间接与诊断使用法式通讯，人们将利用挪动装备的在线教诲流派网站进修新妙技，使用法式将许可开展中国度的农人毗连及时气候数据和东西，以优化他们的收获。与此同时，挪动计较和云计较将给收集宁静、牢靠性和带宽带来宏大压力，消耗者和企业都将不能不更顺应将数据移交给云计较。

　　它是美国在已往几年由当局机构、征询机构、军师团、科研机构等揭晓的32份科技趋向相干研讨查询拜访陈述的根底上提炼构成的。经由过程对近700项科技趋向的综合比对阐发，从这一数据集合，肯定了20个将来三十年将影响天下的中心科技趋向。

　　在将来30年里，环球的能源需求估计将增加35%。跟着水力压裂法和定向钻井等办法的开展，人们曾经开拓了大批新的石油和自然气储量。这些手艺推翻了环球石油市场，并使美国成为天下上最大的化石燃料消费国之一。与此同时，太阳能微风能等可再生能源的本钱正靠近与化石燃料持平。在已往的20年里，太阳能电池消费的电力本钱曾经从每瓦容量的近8美圆降落到这个数字的不到非常之一。核能固然还是公家剧烈辩说的主题，但仍在持续增加，新的反响堆设想无望进步宁静性和更少的放射性废物。固然接纳更干净的能源将有助于应对环球天气变革，但在获得电池、太阳能电池和其他能源反动的枢纽产物中利用的有数质料方面，将会呈现新的磨擦。化石燃料的式微也带来了全部中东和北非的经济和社会不不变的严重风险，给美国及其盟友带来了新的宁静应战。

　　到2045年趋向t100官网，机械人和主动化体系很能够会变得很遍及。主动驾驶汽车将使交通更宁静、更高效，同时能够鞭策同享经济的兴起。机械人会赐顾帮衬白叟，输送食物杂货，收割庄稼，保护大众根底设备，并供给很多其他触及一样平常糊口的效劳。智能软件代办署理，或称“机械人”，将从tb的数据中提取看法，主动化营业流程，并进入客户效劳、讲授和其他传统上被视为“以报酬中间”的脚色。但是，自治轨制的鼓起能够会使数亿名劳动力和效劳职员颠沛流离，形成经济不不变和社会动乱的风险。主动化体系也将成为敌手的一个有吸收力的目的和收集防备的一个新的优先事项。跟着机械人体系得到灵活性、灵敏性和智力，机械人在军事动作中的使用将会扩展，使机械人成为将来疆场上的有用协作同伴。与此同时，敌手将利用机械人和主动化体系，在品德和战术上应战我们。

　　2015年，环球发生了4.4zb的数据（4.4万亿g），这一数字估计约莫每两年翻一番。这大批的数据抵消耗者举动、大众卫生、天气变革和一系列其他经济、社会和政治应战供给了深入的看法。

　　这份陈述是美国陆军宣布的一份长达35页的《2016-2045年新兴科技趋向陈述》。这是美国陆军研讨和手艺部副助理部长（DASAR&T）公布的关于科学和手艺（S&T）新兴趋向的第三份年度陈述。

　　今朝的数据显现，到2050年趋向t100官网，环球地表温度将上升2.5至5.4华氏度。即便明天采纳了戏剧性的步伐来削减温室气体的排放，天气惯性也包管了一些天气变暖将是不成制止的。因而，海平面能够会上升，要挟到内地都会；作物产量能够会降落，招致开展中国度部门地域呈现饥馑；干旱能够会要挟到数百万缺少淡水的人，而大水能够会要挟到他们对家庭、企业和大众根底设备形成数十亿美圆的丧失。在将来30年里，这些风险将鞭策敌手艺处理计划的投资，以减缓天气变革的潜伏影响。在短时间内，天气变革手艺将包罗大水患祸测绘体系和抗旱转基因作物。从久远来看科技与开展的干系，能够会呈现更多野心勃勃的手艺，好比碳封存办法这能够将二氧化碳和甲烷等温室气体排挤大气中，并将它们宁静地贮存在公开。假如天气变革仿佛遵照4-5度或更多的变暖状况，那末能够会对地球天气发生不克不及够减轻的不不变影响。在这类状况下，对地球工程确当真勤奋能够成为制止劫难性天气变革的独一处理计划。比方，科学家们估量，在大气中播种硫磺或氧化铝颗粒，以削减撞击地球的太阳辐射量。这些干涉步伐仍旧是高度实际性的，并且风险能够十分大。

　　收集宁静不是一个极新的线年就有人提出了“收集珍珠港”这一正告。可是在将来的30年里，跟着物流网的开展和一样平常糊口中愈来愈多的毗连，收集宁静将会成为收集行业主要的话题。收集进犯的范畴在增长，大大都都有针对小我私家消耗者或公司，小我私家进犯酿成的损伤固然普遍，但很简单获得掌握。跟着汽车、家用电器、发电厂、街灯和数百万个其他物体的联网，一场真正具有消灭性的收集进犯的能够性将会增长。国度、企业和小我私家将面对应战科技与开展的干系，以确保他们的数据免受更荫蔽的进犯——此中很多进犯能够在数年内都不被发明。最坏的状况是假想一种“电子末日”的情势，即互联网宏大的经济和社会力气在无情的收集进犯的重压下瓦解。

　　据守旧估量，到2045年，将有超越1000亿台装备毗连到互联网上。这将包罗挪动和可穿着装备、家用电器、医疗装备、产业传感器、宁静摄像头、汽车、打扮和其他手艺。一切这些装备都将发生和分享大批的信息，这将完全改动我们的事情和糊口方法。人们将操纵经由过程物联网(IoT)发生的信息，做出更明智的决议计划，并更深化天文解本人的糊口和四周的天下。与此同时，联网装备还将主动化很多今朝需求野生劳动的监测、办理和修复使命。物联网、阐发学和野生智能的穿插点将创立一个智能机械的环球收集，在没有野生干涉的状况下停止大批的枢纽营业。而物联网将会改进许多方面。在经济服从、大众宁静和小我私家消费力方面，它也将加重人们对收集宁静和隐私的担心。立功构造、恐惧份子和敌对的民族国度将利用物联网作为进犯美国及其盟友的新载体。经由过程联网装备发生的大批数据也将使列国当局可以对生齿停止大范围监测，从而招致数字自在和宁静之间连续的慌张干系。

　　在将来的30年里，医学将迎来多项手艺打破。基因组学将发生本性化医学，包罗针对癌症、血汗管疾病、阿尔茨海默氏症和其他量身定制的疾病的医治。野生器官将从DNA样本中栽种用于移植，消弭了拯救移植的等候工夫和器官排挤的风险。假肢将间接毗连到神经体系，并将分离基于生物的传感器，供给靠近一般的触觉科技与开展的干系。机械人抢救职员和构造保留手艺，如掌握高温医治，将完全改动创伤照顾护士，并大大耽误受伤兵士的“黄金工夫”。跟着科学家们开启了开启朽迈的钥匙，人们将活得更长的工夫，连结安康和活泼，直到明天我们所以为的“老年”。与此同时，先辈医疗保健的本钱将使很多国度卫生保健体系面对压力，并激发在得到救生医治方面日趋加重的不合错误等。行将到来的医疗反动还将令人们在将来几十年的工夫里连结安康和消费力，扩展老年工人和年青工人之间的事情合作，并给社会保证网形成分外的压力。耐药细菌将成为天下很多地域的一个紧急成绩。

　　假造理想和加强理想(VR和AR)曾经在消耗电子行业发生了很大的热忱。Facebook本年将推出一个由OculusVR开辟的VR头盔市场，并于2014年收买了该体系。包罗三星、索尼和HTC在内的其他次要电子公司本年都在公布假造理想产物科技与开展的干系，这标记着假造理想作为支流文娱手艺的一次严重打破。使用法式正在文娱范畴以外呈现。比方，家居装修连锁店Lowes正在开辟全息房间——一个3D加强理想房间，许可购物者设想一个糊口区，然后走进这个空间的假造模子，以更好地感触感染它的表面。而假造理想和加强理想手艺的汗青夸张的希冀将改动媒体在1990年月的超高分辩率显现，低本钱的地位和地位跟踪，和高超晰度视频内容奠基了坚固的根底“混淆理想”手艺兼并理想天下与数字信息。在将来的30年里，这些手艺该当会变得愈加遍及。AR显现器将供给及时的、高低文感知的数据笼盖，而VR将深化启用沉醉式体验集成视觉，声音，气息和触摸。为U.S.戎行、假造理想和加强理想都有使用法式从培训战役动作。

　　今朝，约莫有65%的美国成年人利用交际媒体趋向t100官网，这高于2005年的7%。交际媒体无疑曾经改动了人们的在线年里，交际手艺将成为受权小我私家塑造本人形象的引擎微文明。很多传统的权利构造将被颠覆，由于人们构成了基于互联网的社区，由手艺中介的社会左券来界说。列国当局将会发明，假如没有群众媒体的过滤，人们就会间接分享目睹者对凋射和压榨的形貌，因而愈来愈难掌握政治叙事。固然企业将进修经由过程交际渠道与消耗者打仗的新手艺，但这些消耗者也将操纵交际平台来削减告白乐音，并让企业对本人的产物和举动卖力。众包和内容流媒体将进一步使内容创作普通化，并恍惚媒体缔造者和消耗者之间的界线。比特币和其他加密货泉能够招致基于社会共鸣而不是当局掌握的货泉和商业的界说。对美国来讲。戎行、社会赋权将从底子上改动年青人对服兵役的观点。比方，那些起首将本人界说为……的成员的人收集社区能够不太简单被对爱国主义和大众效劳的号令所吸收。交际媒体分享也将使戎行在将来的抵触中博得叙事的战役更具应战性。

　　该陈述有两个次要目的。起首，它旨在告诉美国各地的指导人。陆军和结合、跨机构和国际社会的长处相干者，关于能够影响将来作战情况和塑造陆军才能的科技趋向。其次，肯定将来30年能够影响陆军才能和将来操纵情况的科学手艺的次要趋向。

　　在将来的30年里，手艺将使我们可以逾越对人类潜力的生物限定。经由过程物联网毗连的可穿着装备将把对高低文敏感的信息间接笼盖到我们的感官上。外骨骼和脑接口修复术将使我们更强健，规复老年人和健壮者的举动才能。嵌入隐形眼镜和永世植入物的传感器和电脑可让我们听到墙后的窃保密语，给我们天然的夜视觉，并让我们沉醉在假造和加强理想中。非养分性药物将扩展我们的认知才能，改动事情和教诲。固然，加强手艺将是有价格的，那些承担不起晋级“人类底盘”的人能够会发明本人没法在加强经济中合作。收集加强手艺关于想要掌握我们身心的黑客来讲，也将是一个有吸收力的目的。而美国。戎行将受益于扩大兵士，队伍将面临一样扩大的敌手，一场扩大武备比赛能够会演化。

　　几千年来，人类经由过程挑选性育种和杂交，早在孟德尔肯定遗传的根本定律或艾弗里-麦克劳德-麦卡蒂尝试肯定之前，就操作了动动物的遗传暗码。但是，跟着我们对遗传学的了解的加深，经由过程重新开端构建新的DNA序列来设想定制的生物体正成为能够。转基因作物代表了这项手艺的前锋，但我们正处于一场更普遍的反动的边沿，这场反动将把性命自己酿成能够像计较机代码一样编写和重写的信息。科学家们曾经在设想可以排泄生物燃料的藻类，并操纵DNA编码数千千兆字节的数据。在将来的30年里，分解生物学将发生工程生物体，它们能够检测毒素，从产业废料中缔造生物燃料，并经由过程与人类宿主的共生干系供给药物。与此同时，分解生物学代表着宏大的风险，包罗工程生物兵器和能够毁坏天然生态体系的入侵分解生物。

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　　航天产业曾经进入了一个自20世纪60年月太空比赛以来从未见过的立异和前进期间。机械人手艺、先辈的促进体系、轻质质料、增材制作和微型化等新手艺，都极大地低落了将人和质料送入太空的本钱，并为太空探究开拓了新的能够性。太空市场的新进入者，包罗SpaceX公司、阿丽亚娜空间公司和蓝色来源公司，正在推翻裹足不前的贸易发射部分，并鞭策诸如可反复利用的运载火箭等立异。在将来的30年里，研讨和开辟将令人类可以重返月球，并能够招致更多戏剧性的探究，包罗人类探究火星和开端全新的天基产业，如小行星采矿。固然对太空的探究和潜伏的殖民化持久以来不断吸收着我们的设想力，但对太空根底设备的日趋依靠能够会招致地球上呈现新的磨擦。跟着愈来愈多的国度开端依靠太空资产，对太空的掌握能够成为一个主要的闪点。太空的军事化并非不克不及够的，而反卫星战役能够会对美国发生深远的影响。陆军严峻依靠卫星来宁静环球通讯、谍报搜集和和谐结合灵活。

　　在将来的30年里，很多新的兵器手艺能够会在将来的疆场上激增。除今朝正在开辟的手艺，如非致命兵器和定向能源体系，一些国度正在投资反进入地区回绝(A2AD)手艺，这些手艺能够会严峻影响美国陆军在将来操纵情况中自在灵活的才能。新兴的A2AD手艺包罗反舰弹道导弹；准确制导反车辆和杀伤弹药；反火箭、火炮和迫击炮(CRAM)体系、反卫星兵器；和电磁脉冲(EMP)体系。此中一些手艺，如准确制导弹药科技与开展的干系，将反应出基于现有手艺的立异。比方，中国正在开辟有能够摧毁航空母舰的先辈反舰弹道导弹。其他手艺将反应全新的观点，如2015年DARPA展现的自导枪弹，作为其极度准确使命弹药(EXACTO)方案的一部门。跟着中国、俄罗斯和其他国度在军事当代化方面的投资。很能够会晤临有才能靠近并在某些状况下能够超越我们本人的敌手。

　　在已往的60年里，计较机和其他数字装备曾经完全地改动了糊口，以致于人们险些不克不及够记着这些手艺是相对较新的。第一台小我私家电脑直到1975年才售出，并且只能作为客户必需本人组装和编程的套件出卖。但是，仅仅40年后，68%的美国人具有的智妙手机的处置才能比1969年送宇航员上月球时还要强。3将来30年能够会持续进步计较才能和更普遍的数字资本可用性。挪动计较和云计较将供给险些有限的内存和处置速率。假造化和软件界说的体系将许可当局和企业快速顺应IT根底设备，而不需求高贵和华侈的硬件晋级。数字产物将融入到更普遍的一样平常用品中，从打扮到修建质料。与此同时，手艺正在呈现，这将改动我们与装备的交互方法。语音接口在智妙手机中曾经很常见，并将持续改良。手势界面将使我们可以经由过程非言语举动与计较机停止交换。终极，脑机接口将许可我们掌握装备经由过程考虑，使数字体系成为我们身材的天然延长，作为我们本人的四肢。一切这些开展都将为戎行带来新的机缘和应战。比方，嵌入式数字体系将使兵士相互毗连，并撑持保持、火力和谐和智能阐发。另外一方面，先辈计较才能的激增将增长严峻收集进犯的风险。