彈指之間，2021 年已經(jīng)遠(yuǎn)去。這一年，新冠疫情全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活帶來(lái)諸多挑戰(zhàn)，同時(shí)，科學(xué)技術(shù)的力量得以持續(xù)顯現(xiàn)。技術(shù)進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度進(jìn)一步加快，數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)為人們的生活帶來(lái)了更多的想象空間。

站在 2022 年的起點(diǎn)展望前方，又有哪些科技趨勢(shì)值得我們重點(diǎn)關(guān)注？近日，百度研究院正式發(fā)布 2022 年科技趨勢(shì)預(yù)測(cè)，涵蓋 AI 核心技術(shù)、交叉學(xué)科與跨領(lǐng)域研究、產(chǎn)業(yè)及社會(huì)價(jià)值等在內(nèi)的十大方向。在高速變化、充滿未知的科技世界中，探尋更加確定性的價(jià)值與方向。

一直以來(lái)，百度研究院持續(xù)聚焦人工智能前瞻基礎(chǔ)研究、探索技術(shù)前沿方向，研究領(lǐng)域幾乎囊括從底層基礎(chǔ)到感知、認(rèn)知技術(shù)的 AI 全領(lǐng)域范疇。得益于多年來(lái)在 AI 領(lǐng)域的持續(xù)深耕，百度研究院的科技趨勢(shì)報(bào)告具備極強(qiáng)的 “AI 屬性” ，也更加關(guān)注 AI 領(lǐng)域的落地價(jià)值，為每一位處于這個(gè)快速變化時(shí)代中的參與者指點(diǎn)迷津。

過(guò)去的 2021 年，百度一直走在技術(shù)探索和應(yīng)用落地的前沿。聯(lián)合鵬城實(shí)驗(yàn)室發(fā)布了全球首個(gè)知識(shí)增強(qiáng)千億大模型鵬城 - 百度 · 文心；推出業(yè)界首個(gè) mRNA 疫苗序列設(shè)計(jì)算法 LinearDesign，能在十分鐘內(nèi)找出穩(wěn)定的疫苗序列；同時(shí)，以深度學(xué)習(xí)框架為核心的開源平臺(tái)飛槳持續(xù)降低 AI 技術(shù)的開發(fā)門檻，普惠 AI 不再只關(guān)乎廣大的 AI 從業(yè)者，也關(guān)乎更廣泛的 AI 技術(shù)受益者。

在接下來(lái)的 2022 年，超大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練模型呈現(xiàn)怎樣的演變趨勢(shì)？將如何變得更加實(shí)用化？AI 技術(shù)又將為哪些交叉領(lǐng)域帶來(lái)更多驚喜？在哪些領(lǐng)域凸顯落地價(jià)值？這些，都將在這份報(bào)告中找到一些答案。

序言

在平穩(wěn)前行的時(shí)代，我們用科技探尋世界的“未知性”；在充滿不確定性的時(shí)代，我們用科技錨定世界的“確定性”。

當(dāng)下，我們肩負(fù)的使命更傾向于后者。面對(duì)已經(jīng)到來(lái)的 2022 年，新冠疫情持續(xù)帶來(lái)影響、全球經(jīng)濟(jì)迎來(lái)諸多挑戰(zhàn)，科技成為引領(lǐng)創(chuàng)新和發(fā)展的重要力量。綜合技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)與產(chǎn)業(yè)價(jià)值創(chuàng)造，核心技術(shù)快速演進(jìn)、跨領(lǐng)域聯(lián)結(jié)力增強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)底座愈發(fā)堅(jiān)實(shí)的人工智能，正是這樣的科技力量。

首先，AI 核心技術(shù)持續(xù)突破演進(jìn)，融合創(chuàng)新愈加顯著。以預(yù)訓(xùn)練大模型為例，知識(shí)增強(qiáng)、跨模態(tài)、跨語(yǔ)言等技術(shù)路徑激活了大模型的想象空間，甚至燃起了通用人工智能的希望。

其次，在交叉學(xué)科與跨領(lǐng)域研究中，AI 構(gòu)成了科學(xué)研究與技術(shù)發(fā)展的通用變量。在量子、生物、化學(xué)等領(lǐng)域，“+AI”成為最令人激動(dòng)的研究方向之一。

第三，在價(jià)值創(chuàng)造方面，AI 正在推動(dòng)自動(dòng)駕駛、機(jī)器人、航空航天、生命健康等領(lǐng)域的發(fā)展，并在達(dá)成“雙碳”、科技普惠等目標(biāo)方面發(fā)揮重要作用。

今天，百度研究院與大家分享 2022 年科技趨勢(shì)預(yù)測(cè)，希望在不確定的時(shí)代中，以 AI 為燈，照亮創(chuàng)新之路；以 AI 為槳，劃起發(fā)展之舟。

——百度 CTO、百度研究院院長(zhǎng) 王海峰

1. 超大規(guī)模預(yù)訓(xùn)練模型呈現(xiàn)知識(shí)增強(qiáng)、跨模態(tài)統(tǒng)一建模、多學(xué)習(xí)方式共同演進(jìn)的趨勢(shì)，并逐漸實(shí)用化

大模型基于海量數(shù)據(jù)進(jìn)行自監(jiān)督學(xué)習(xí)，使用統(tǒng)一的模型和范式解決各類 AI 任務(wù)，打破了傳統(tǒng)技術(shù)對(duì)于大規(guī)模標(biāo)注數(shù)據(jù)的依賴，顯著提升了 AI 模型的效果、通用性及泛化性。

預(yù)計(jì) 2022 年，大模型研發(fā)方向?qū)某掷m(xù)增大參數(shù)規(guī)模向?qū)嵱没D(zhuǎn)變，基于知識(shí)增強(qiáng)、跨模態(tài)統(tǒng)一建模、提示學(xué)習(xí)、持續(xù)學(xué)習(xí)，結(jié)合模型蒸餾、稀疏化等技術(shù)，大模型的效果、通用性、泛化性、可解釋性和運(yùn)行效率將持續(xù)提升，應(yīng)用門檻不斷降低，從而實(shí)現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)、智能辦公、智慧金融等場(chǎng)景的廣泛落地。例如 AIGC（AI generated content，人工智能創(chuàng)造內(nèi)容），借助大模型的跨模態(tài)綜合技術(shù)能力，可以激發(fā)創(chuàng)意，提升內(nèi)容多樣性，降低制作成本，將會(huì)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

2.AI for Science 新興研究領(lǐng)域出現(xiàn)，有望帶來(lái)科研范式的改變

機(jī)器學(xué)習(xí)幫助數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩大猜想，以及采用機(jī)器學(xué)習(xí)、多尺度建模和高性能計(jì)算相結(jié)合的方式解決超大規(guī)模量子隨機(jī)電路實(shí)時(shí)模擬問(wèn)題，讓人們看到了人工智能應(yīng)用于科學(xué)研究，在處理數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)新型實(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)建更高效的計(jì)算模型方面的巨大潛力。

正在興起的 AI for Science 有望促進(jìn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和理論推演兩大科研范式的深度融合。預(yù)計(jì)未來(lái)幾年，AI 將進(jìn)一步與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、材料、工程學(xué)等不同領(lǐng)域深度結(jié)合，在基礎(chǔ)科學(xué)的進(jìn)步中發(fā)揮更大作用。

3. 基于 AI 的生物計(jì)算仍將高速發(fā)展，基礎(chǔ)研究和應(yīng)用場(chǎng)景協(xié)同創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)新突破

在人類社會(huì)仍處于抗擊新冠病毒的背景下，生命健康產(chǎn)業(yè)對(duì)技術(shù)革新的訴求更加迫切。AI 讓基因編輯更精準(zhǔn)快速地找到靶點(diǎn)， AI 助力在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)上取得顯著突破。新冠 mRNA 疫苗技術(shù)的成功，則帶來(lái)了基于 RNA、蛋白質(zhì)等大分子藥物設(shè)計(jì)、疫苗研發(fā)的爆發(fā)，國(guó)際主流藥廠加速 mRNA 技術(shù)落地。

未來(lái)，基于 AI 的生物計(jì)算還將在更多基礎(chǔ)研究和應(yīng)用場(chǎng)景上取得突破，如基于蛋白質(zhì)的藥物設(shè)計(jì)、合成、篩選，基于 mRNA 技術(shù)的抗癌藥物、單克隆抗體、免疫療法等。兩者的深度融合將顯著縮短藥品研發(fā)周期、降低研發(fā)成本，促進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和個(gè)性化診療。

4. 隱私計(jì)算技術(shù)備受關(guān)注，將成為數(shù)據(jù)價(jià)值釋放的突破口和構(gòu)建信任的基礎(chǔ)設(shè)施

隨著全球個(gè)人信息和數(shù)據(jù)安全法規(guī)的日趨健全，安全合規(guī)是促進(jìn)數(shù)據(jù)價(jià)值有效釋放的前提已成為業(yè)界共識(shí)。

以可信機(jī)密計(jì)算、聯(lián)邦計(jì)算等為代表的隱私計(jì)算技術(shù)因從技術(shù)角度兼顧了數(shù)據(jù)安全保護(hù)和數(shù)據(jù)共享流通而備受關(guān)注。伴隨著隱私計(jì)算技術(shù)性能提升、技術(shù)與合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)互促共進(jìn)、多方協(xié)同提升技術(shù)公信力，相關(guān)典型應(yīng)用將在生物計(jì)算、金融分析和數(shù)據(jù)交易等場(chǎng)景出現(xiàn)。

長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，隱私計(jì)算技術(shù)或?qū)⑼苿?dòng)基于密態(tài)形式的數(shù)據(jù)流通和計(jì)算成為默認(rèn)選項(xiàng)，逐漸成為構(gòu)建信任的基礎(chǔ)設(shè)施。

5. 量子軟硬一體化方案成為主流趨勢(shì)，現(xiàn)實(shí)需求加速量子計(jì)算與各行業(yè)融合創(chuàng)新

預(yù)計(jì) 2022 年，量子芯片的設(shè)計(jì)、制備及測(cè)控技術(shù)將持續(xù)發(fā)展，量子比特?cái)?shù)量實(shí)現(xiàn)規(guī)模增長(zhǎng)，并沿著降低噪聲或適應(yīng)噪聲兩個(gè)思路尋求突破。量子軟件和服務(wù)向跨平臺(tái)發(fā)展，用戶將在云原生量子計(jì)算平臺(tái)上獲得更豐富的量子后端選擇，而承載量子軟硬一體化方案的量子平臺(tái)將逐漸顯現(xiàn)其應(yīng)用價(jià)值。

隨著量子計(jì)算與智能制造、人工智能、化工醫(yī)藥、金融科技等領(lǐng)域深度融合創(chuàng)新，若干具有顯著量子優(yōu)勢(shì)的實(shí)際應(yīng)用解決方案將會(huì)陸續(xù)產(chǎn)生。政府機(jī)構(gòu)、科研院所以及產(chǎn)業(yè)界也會(huì)更緊密地協(xié)同建造高質(zhì)量量子設(shè)備、培養(yǎng)量子科技人才，初步打通量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈。

6. 自動(dòng)駕駛技術(shù)進(jìn)入無(wú)人化落地新階段，多元 “汽車機(jī)器人” 不斷涌現(xiàn)，連接技術(shù)與場(chǎng)景

2022 年，在政策法規(guī)與技術(shù)進(jìn)步的雙重推動(dòng)下，自動(dòng)駕駛將在無(wú)人化上高歌猛進(jìn)，多元 “汽車機(jī)器人” 為代表的汽車形態(tài)迅猛發(fā)展。

通過(guò)乘用車、公交車、干線物流、倉(cāng)儲(chǔ)配送、礦山港口特殊作業(yè)、零售、環(huán)衛(wèi)等豐富的場(chǎng)景應(yīng)用，多元 “汽車機(jī)器人” 將更廣泛為用戶提供服務(wù)，為客戶創(chuàng)造價(jià)值，進(jìn)而逐步實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的商業(yè)收益，促進(jìn)科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步。

7.AI 技術(shù)與航天科技融合創(chuàng)新，推動(dòng)深空探測(cè)邁向智能化的新階段

深空探測(cè)承載了人類對(duì)宇宙和自身的好奇與遐想。實(shí)現(xiàn)月球和行星駐留，開展科學(xué)探測(cè)與資源開發(fā)利用為主體的計(jì)劃，在遙遠(yuǎn)和未知環(huán)境下開展深空探索，對(duì)探測(cè)器的自主性需求日益強(qiáng)烈。

工程機(jī)械自動(dòng)化領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)了 24 小時(shí)連續(xù)無(wú)人挖掘作業(yè)的實(shí)際工程場(chǎng)景落地，相關(guān)的自主環(huán)境感知、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃等 AI 算法，未來(lái)也將使探測(cè)器具備自主避障和決策、機(jī)械臂靈活自主作業(yè)等功能。此外，在航天器故障檢測(cè)和修復(fù)、構(gòu)造數(shù)字孿生仿真實(shí)驗(yàn)室、深空大數(shù)據(jù)探測(cè)分析等方面，AI 技術(shù)也有望發(fā)揮重要的支撐作用。

8.“社交距離”加速人機(jī)共生，支撐虛實(shí)結(jié)合與智能交互技術(shù)快速融入生產(chǎn)生活

新冠疫情為人們的交流設(shè)置了“社交距離”，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展讓我們可以縮短這一距離，加速了人與數(shù)字人、機(jī)器人的共生。虛實(shí)結(jié)合與智能交互的未來(lái)世界，離我們不再遙遠(yuǎn)。

支撐這一變化的，是視覺(jué)、語(yǔ)音、自然語(yǔ)言處理、XR 等 AI 技術(shù)在跨模態(tài)理解與生成、持續(xù)學(xué)習(xí)等方面的不斷進(jìn)步，以及融合硬件、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、生態(tài)系統(tǒng)平臺(tái)、內(nèi)容等形成的交叉技術(shù)支撐體系。

隨著相關(guān)技術(shù)的加速融合創(chuàng)新，以及交叉技術(shù)支撐體系的成熟，將涌現(xiàn)出更多面向產(chǎn)業(yè)和消費(fèi)場(chǎng)景的虛實(shí)結(jié)合與智能交互產(chǎn)品，進(jìn)而推動(dòng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合，豐富人們的生產(chǎn)生活體驗(yàn)。

9. 綠色低碳更多納入 AI 藍(lán)圖，助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)

隨著 AI 技術(shù)加速與各行各業(yè)融合創(chuàng)新，數(shù)據(jù)中心和大規(guī)模 AI 計(jì)算實(shí)現(xiàn)了重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值，但其能耗和對(duì)環(huán)境的影響不容忽視，亟需發(fā)展對(duì)環(huán)境更友好的 “綠色 AI” 技術(shù)，降低模型訓(xùn)練和使用的能耗。

未來(lái)幾年，“綠色 AI”相關(guān)技術(shù)將持續(xù)蓬勃發(fā)展，圍繞高能效的架構(gòu)設(shè)計(jì)、訓(xùn)練和推理策略、數(shù)據(jù)利用等構(gòu)建體系，形成兼顧性能和能耗的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；算力更高、能耗較低的 AI 芯片將不斷涌現(xiàn)；領(lǐng)軍 AI 企業(yè)構(gòu)建集約化的大算力和大模型，改善下游性能，降低整體能耗成本；政策也將鼓勵(lì)建設(shè)綠色低碳的數(shù)據(jù)中心、推出用 AI 技術(shù)提升基礎(chǔ)設(shè)施能效比等舉措。

10.AI 更加包容普惠，價(jià)值創(chuàng)造導(dǎo)向使中小企業(yè)、弱勢(shì)群體的需求得到更多關(guān)注

普惠 AI 不僅關(guān)乎廣大的 AI 從業(yè)者，也關(guān)乎更廣泛的 AI 技術(shù)受益者。

以深度學(xué)習(xí)框架為核心的開源平臺(tái)已大大降低 AI 技術(shù)的開發(fā)門檻，公共數(shù)據(jù)集、大模型底座、區(qū)域性智算中心等將進(jìn)一步發(fā)展，助力中小企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效、激發(fā)創(chuàng)新活力。全民 AI 培養(yǎng)體系也將逐步構(gòu)建，促進(jìn)傳統(tǒng)行業(yè)人員再就業(yè)和 AI 科普教育。

AI 的福祉還應(yīng)惠及社會(huì)各群體，隨著政策引導(dǎo)和可持續(xù)發(fā)展的 ESG 理念推動(dòng)，企業(yè)關(guān)注點(diǎn)將轉(zhuǎn)向價(jià)值創(chuàng)造，AI 服務(wù)商將加強(qiáng)對(duì)老人、兒童等弱勢(shì)群體需求的關(guān)注，開發(fā)相應(yīng)的普惠 AI 服務(wù)和產(chǎn)品，讓每個(gè)人都能享受到數(shù)字技術(shù)的便利。