人机一体技术对人类未来的影响

随着自主科技的普遍化，物联网迅速扩张，生物和物理硬件不断提升人体机能，技术将引领我们超越人类潜能的生物极限，通过物联网连接的可穿戴设备可将环境敏感信息直接传送到我们的感知中，使得未来人类与技术之间的隔阂进一步缩小。物联网技术、人体机能增强技术、混合实境技术将在其中发挥关键作用，从当前这几类新型技术趋势的使能技术与现实事件中，可以窥见未来这些技术将会对社会政治经济等产生重要性影响。

保守估计，到2045年将有超过1000亿设备连接到互联网上，包括移动和可穿戴设备、家用电器、医疗设备、工业传感器、安保摄像机、汽车、服装和其它技术。辉瑞制药公司正在与IBM合作进行一项医疗监护计划——使用网络化医疗设备来促进帕金森病治疗药物的研发。他们正在开发一个集传感器、移动设备和分析软件于一体的系统，提供对帕金森患者的实时监测，并与临床医生和研究人员共享数据。所有这些设备会产生和共享大量的信息，这将变革我们的工作和生活。未来人们将利用物联网产生的信息做出更明智的决定，也可以更深刻的洞察自己的生活和周围的世界。网络连接的设备也将自动完成许多当前需要人力才能完成的工作，大幅提高经济效率、公共安全和个人生产力，但同时也将会加大公众对网络安全和隐私的担忧。

（1）使能技术

微机电系统（MEMS）：MEMS可以将传感器和机械执行器嵌入任何物体。研究人员正在开发集多个微传感器和微执行器于一体的微机电系统，可以在微米级封装里整合复杂的传感和控制功能。

无线通信：今年，每个月的移动数据流量预计将超过11艾字节（11*1018字节），在可预见的未来还将持续保持指数级增长。如此巨大的数据量将需要稳健的无线技术与远超当前水平的带宽管理能力。

电力：许多物联网应用，如嵌入式传感器、电池或插入式电源插座，都不是传送电力的实用性选项。在电源效率、智能电源管理、能量收集、无线电力传输、耐用电源（例如放射性核苷酸电池）和其他技术方面，都需要创新。

（2）影响

社会：物联网将从根本上改变社会对隐私的看法。传感器会监视我们的行动，传递我们的生命体征，聆听我们的每一句话。要使这些成为现实，必须达成个人、公司和政府之间信任。

政治：物联网的出现提出了一系列关于隐私权的挑战，也带来了有关国内和国际监管问题的挑战。

经济：麦肯锡全球研究院估计，到2025年，物联网的直接经济影响将达到2.7～6.2万亿美元，到2045年，该数值可能还会增加1～2倍。对于医疗保健、制造业和基础设施的经济影响将尤为明显。

环保：物联网将使智能电网能够管理电和水的分配，提高效率，减少浪费，降低由能源生产引起的污染。

国防：带有嵌入式传感器的网络化设备的普及，将为情报收集开创新局面。同时，网络攻击将成为更大的威胁，罪犯、恐怖组织和敌对国家将瞄准数千亿的网络化设备，而恰恰是这些设备维持着我们的经济和基础设施。

未来物联网将会通过可穿戴设备等实现人体机能增强的大幅提升。外骨骼和连接大脑控制的假肢将使我们更加强壮，能够帮助年老体弱者恢复行动能力；内嵌传感器和计算机的隐形眼镜和永久性植入体会使我们拥有顺风耳、夜视眼，并给我们带来虚拟现实与增强现实（VR与AR）的体验；益智药物将提升我们的认知能力，改变工作和教育方式。例如，Fitbit Blaze和苹果的智能手表带动了“自我计量”（Quantified Self）的潮流，人们可以使用个人数据分析来提高自己的表现。这些技术设备在不断推陈出新的过程中，也使得可穿戴设备变得更加时尚。当然，网络化的增强技术也或将成为黑客的目标，他们希望以此控制我们的思想和身体。

（1）使能技术

可穿戴计算机：低功耗、小型化的传感器和处理器的进步，使得新一代可以监测身体活动、心率、睡眠，能够记录环境条件，并与用户友好的分析应用程序相连接的可穿戴设备应运而生。随着这类技术的进步，人们将能够运用丰富的数据来理解并提高他们的机能表现。

外骨骼和假肢：外骨骼正在快速发展，其研发主要聚焦于新的控制架构、持续运动所需的能量及人体与系统的连接优化。直接将假肢与人的神经系统相连接的能力也在迅速提升。

药理增强：虽然促进认知的产品有着广阔而不断增长的市场，但利用药物提高智力表现仍然是一门年轻的科学。Modafinil和Adderall这样的药物广泛用于提高机能表现，同时业界也在进行着其它可以改善心理和身体功能且无副作用的益智药研发。

（3）影响

社会：超越固有限制的能力将被释放，但这对人类到底意味着什么也令人困扰。围绕特定范畴的增强会产生不同的亚文化。

政治：直到2040年，增强技术都会甚为昂贵，导致世界两级分化为“有增强”和“无增强”，这将造成政治动荡和诸多监管难题。

经济：增强技术市场将跨越多个经济领域，包括医疗保健、制造、国防、教育和服务。随着外骨骼和神经增强剂等新技术的商业化，将会出现全新的行业。

环境：随着“增强”了的人类变得更加活跃、更加长寿，资源冲突会加剧增长，但人体机能增强系统所带来的环境影响应该很有限。

国防：短时增强技术（如外骨骼、神经增强药）将改变士兵能力，缩短训练时间。但强大的永久性机能增强将引发伦理问题，并且敌人也可以同样被增强。网络化增强系统（如外骨骼和假肢），也有可能成为黑客攻击的目标。

虚拟现实和增强现实（VR和AR）在消费类电子行业受到了追捧。包括三星、索尼和HTC在内的主要电子产品公司都在2016年推出了他们的VR产品，标志着VR作为主流娱乐技术的重要突破。与此同时，相关应用也向娱乐业以外的行业拓展。AR传递的是实时的、情境感知的数据，而VR将提供身临其境的视觉、听觉、嗅觉和触觉的深度体验。超高分辨率显示器、低成本的定位追踪与高清视频内容相结合，为“混合实境”技术实现真实世界与数字信息的相互融合奠定了坚实基础。去年一群英国医生通过VR技术直播了一台外科手术，虽然此次直播不是严格意义上的VR体验（用360度全景摄像机拍摄，但观众不能移动或与环境互动），但它表明了VR在医疗培训和远程医疗中的新应用。未来30年，这些技术将更加普及。

（1）使能技术

消费级硬件：过去两年里，几家主要的消费类电子公司开始涉足VR市场，工业研发聚焦于低延迟率、高分辨率且价格亲民的产品。尽管谷歌因为评价不佳以及对隐私的担忧，撤回了AR眼镜系统的研发，仍有包括Facebook在内的多家公司对AR显示集成眼镜给予了巨额投资。

混合体验：VR和AR技术的目标是创造有说服力的多重感官体验，实现虚拟世界和现实世界无缝融合。而要达到这一目标需要进行多个领域的融合研究，包括计算机图形学、无线运动跟踪、计算机视觉及人类感知。

交互技术：混合实境不是一种被动的经验，它假定用户拥有这种能力——可以使其能够与数字构建的物品和信息进行互动——包括手势交互和基于现实的用户接口，目前正在开发的新的交互技术能让我们在虚拟的空间与增强的空间中行动自如，如同在现实生活中一样。

（2）影响

社会：混合实境将为人们的旅游（虚拟的）、感受不同背景的文化体验开辟新渠道。同时，对很多人来说，越来越身临其境的体验可能让虚拟世界比现实世界更吸引人，带来潜在的上瘾或自闭问题，与目前困扰日本的网络游戏成瘾问题相似。

政治：混合实境技术几乎必然包括摄像机和网络化，这也会带来新的有关隐私、身份盗窃和国家监控的忧虑。在保护个人、企业和公共机构免遭混合实境所带来的隐私侵犯方面，政府将会承受来自VR和AR监管的压力。

经济：混合实境技术的全球市场潜力巨大，资本在加速流入这个领域，仅在过去两年里，风险投资已高达35亿美元。

环境：随着虚拟的生态旅游和身临其境的环境教育越来越普及，混合实境技术可能会间接提高环境保护意识。

国防：过去几十年来，美国、英国和其他国家在VR和AR技术上都投入了大量资金。过去技术上的局限性阻碍了混合实境技术的实际应用，仅局限在培训环境以及其他有限的应用领域。然而，随着商业创新的不断推进，将快速提高软件和硬件的技术水平，军队将有能力在战场上布署VR和AR系统，彻底改变士兵访问信息和执行任务的方式。

（1）新技术发展将带来新形势下的社会治理问题。技术发展利弊总是被广为争论，从当前看发展有可能最先实现的无人驾驶技术，能够解放人们远程驾驶困扰、提高驾乘舒适度，但一旦失控就有可能成为新式的杀人武器。同样，人机一体化技术的发展在提升社会福祉、为经济发展带来新动力的同时，也带来诸如新生代“网络原著民”沉溺虚拟世界自闭问题突出、面临黑客攻击保护国家与城市安全无力等问题。

（2）技术进步或将加深财富阶层的划分。人体机能增强科技将通过生物科技手段将把人类潜力推向极限，能够支付得起这类费用的群体将通过个体机能增强而不断优化，变得愈加强大；而无力支付这些技术更新费用的人们将在运用增强技术的世界中失去竞争力。未来将出现由于技术进步而导致的贫富差距的进一步扩大，新的“技术阶层”将会在未来社会发展中处于优势地位。

（3）人机一体化技术发展将带来新形式的人类形态与人类文明。美国华盛顿大学古生物学家彼得·沃特在《未来进化》一书中推断，人类至少还能再存在5亿年。沃特和其他科学家根据过去的进化理论和目前人类发展趋势，提出来人类发展可能会以四种形态出现，其中一种称为半机械人。有科学家预测，真正具有智能的机器人可能在2030年诞生，那时就意味着新的机器人种族的诞生。而未来随着人机一体化技术的发展，在大脑里植入智能芯片、将假肢与人的神经系统相连接的能力迅速提升等技术，将让我们更加聪明、智能与健壮。但是这种情况下的人类是否可以看作是演化出来的新物种？或者说，直立行走实现了从猿到人类的转变，而未来新技术的发展又将会让人类这一物种从地球上消失？

作者简介

张冬梅,博士，上海科学院副研究员，复旦大学博士后，上海市浦东新区科技发展基金评审专家。主要研究领域：科技人才、科技政策、科技评估等。

责任编辑：张冬梅

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