美國公布：未來(lái)三十年中，20項影響世界的核心科技趨勢

這份報告是美國陸軍公布的一份長(cháng)達 35 頁(yè)的《2016-2045 年新興科技趨勢報告》。這是美國陸軍研究和技術(shù)部副助理部長(cháng)（DASAR&T）發(fā)布的關(guān)于科學(xué)和技術(shù)（S&T）新興趨勢的第三份年度報告。

它是美國在過(guò)去幾年由政府機構、咨詢(xún)機構、智囊團、科研機構等發(fā)表的 32 份科技趨勢相關(guān)研究調查報告的基礎上提煉形成的。通過(guò)對近 700 項科技趨勢的綜合比對分析，從這一數據集中，確定了 20 個(gè)未來(lái)三十年將影響世界的核心科技趨勢。

該報告有兩個(gè)主要目標。首先，它旨在通知美國各地的領(lǐng)導人。陸軍和聯(lián)合、跨機構和國際社會(huì )的利益相關(guān)者，關(guān)于可能影響未來(lái)作戰環(huán)境和塑造陸軍能力的科技趨勢。其次，確定未來(lái) 30 年可能影響陸軍能力和未來(lái)操作環(huán)境的科學(xué)技術(shù)的主要趨勢。

機器人和自主系統

到 2045 年，機器人和自主系統很可能會(huì )變得很普遍。自動(dòng)駕駛汽車(chē)將使交通更安全、更高效，同時(shí)可能推動(dòng)共享經(jīng)濟的崛起。機器人會(huì )照顧老人，運送食品雜貨，收割莊稼，維護公共基礎設施，并提供許多其他涉及日常生活的服務(wù)。智能軟件代理，或稱(chēng)「機器人」，將從 tb 的數據中提取見(jiàn)解，自動(dòng)化業(yè)務(wù)流程，并進(jìn)入客戶(hù)服務(wù)、教學(xué)和其他傳統上被視為「以人為中心」的角色。然而，自治制度的興起可能會(huì )使數億名勞動(dòng)力和服務(wù)人員流離失所，造成經(jīng)濟不穩定和社會(huì )動(dòng)蕩的風(fēng)險。網(wǎng)絡(luò )自主系統也將成為對手的一個(gè)有吸引力的目標和網(wǎng)絡(luò )防御的一個(gè)新的優(yōu)先事項。隨著(zhù)機器人系統獲得機動(dòng)性、靈活性和智力，機器人在軍事行動(dòng)中的應用將會(huì )擴大，使機器人成為未來(lái)戰場(chǎng)上的有效合作伙伴。與此同時(shí)，對手將使用機器人和自主統，在道德和戰術(shù)上挑戰我們。

3D 打印

增材制造 (3D 打印) 已經(jīng)在工業(yè)中使用了 30 多年，主要是作為一種有限運行的原型設計的工具。然而 3D 打印技術(shù)已經(jīng)有了顯著(zhù)的創(chuàng )新過(guò)去十年。3D 打印機的價(jià)格正在下降，開(kāi)源工具和在線(xiàn)市場(chǎng)的 3D 模型的可用性促進(jìn)了一個(gè)充滿(mǎn)活力的愛(ài)好者「制造商」社區的發(fā)展，他們正在推動(dòng)這項技術(shù)的邊界。到 2040 年，3D 打印機將能夠打印出包含多種材料、電子產(chǎn)品、電池和其他部件的物體。人們將能夠打印工具，電子產(chǎn)品，替換部件，醫療設備和其他產(chǎn)品，根據他們的需要和需要定制。軍事后勤可能會(huì )精簡(jiǎn)，因為設備和物資將在使用點(diǎn)直接打印。物品將成為信息，而數字盜版將取代入店行竊?？植婪肿雍头缸锝M織將使用幾乎不可能追蹤的原材料打印武器、傳感器和其他設備。

大數據

2015 年，全球產(chǎn)生了 4.4zb 的數據（4.4 萬(wàn)億 g），這一數字預計大約每?jì)赡攴环?。這大量的數據對消費者行為、公共衛生、氣候變化以及一系列其他經(jīng)濟、社會(huì )和政治挑戰提供了深刻的見(jiàn)解。

然而，雖然「大數據」已經(jīng)成為一個(gè)流行詞，但每年產(chǎn)生的數據中只有不到 10% 被分析。在未來(lái)的 30 年里，我們更好地利用大量動(dòng)態(tài)數據集的能力將會(huì )得到提高。自動(dòng)化機器人將抓取非結構化數據，識別在沉浸式虛擬數據場(chǎng)景中可視化的關(guān)系。隨著(zhù)人們獲得了將大數據應用到個(gè)人生活中的能力，分析將擴展到企業(yè)之外。公民將有能力利用數據來(lái)讓政府和其他主要機構負責，從而導致數據訪(fǎng)問(wèn)方面的緊張局勢。超個(gè)性化營(yíng)銷(xiāo)的興起、政府對公民數據跟蹤的監控以及高調的數據丟失案例，可能會(huì )加劇人們對數據所有權的擔憂(yōu)。潛在的對手將利用被竊取、從黑暗網(wǎng)絡(luò )購買(mǎi)或從開(kāi)源自由訪(fǎng)問(wèn)的數據來(lái)危及安全并挑戰美國。防御能力。

人的拓展

在未來(lái)的 30 年里，技術(shù)將使我們能夠超越對人類(lèi)潛力的生物限制。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)連接的可穿戴設備將把對上下文敏感的信息直接覆蓋到我們的感官上。外骨骼和腦接口修復術(shù)將使我們更強壯，恢復老年人和虛弱者的活動(dòng)能力。嵌入隱形眼鏡和永久植入物的傳感器和電腦可以讓我們聽(tīng)到墻后的竊竊私語(yǔ)，給我們自然的夜視覺(jué)，并讓我們沉浸在虛擬和增強現實(shí)中。非營(yíng)養性藥物將擴大我們的認知能力，改變工作和教育。當然，增強技術(shù)將是有代價(jià)的，那些負擔不起升級「人類(lèi)底盤(pán)」的人可能會(huì )發(fā)現自己無(wú)法在增強經(jīng)濟中競爭。網(wǎng)絡(luò )增強技術(shù)對于想要控制我們身心的黑客來(lái)說(shuō)，也將是一個(gè)有吸引力的目標。而美國。軍隊將受益于擴充士兵，部隊將面對同樣擴充的對手，一場(chǎng)擴充軍備競賽可能會(huì )演變。

移動(dòng)和云計算

移動(dòng)計算和云計算正在改變人們與數據交互的方式。在美國，目前估計有 30% 的網(wǎng)絡(luò )瀏覽和 40% 的社交媒體使用都是在移動(dòng)設備上完成的。到 2030 年，全球 75% 的人口將擁有移動(dòng)連接，60% 的人應該擁有寬帶接入。移動(dòng)設備正變得越來(lái)越強大和功能豐富，有越來(lái)越多的嵌入式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)。云計算與移動(dòng)數據訪(fǎng)問(wèn)相結合，提供了幾乎無(wú)限的計算能力，可以無(wú)縫擴展，而不需要在 IT 基礎設施上進(jìn)行大規模投資。在未來(lái)的 30 年里，基于云的移動(dòng)計算有潛力轉變從醫療保健到教育的一切。

手機將監測生命體征，并直接與診斷應用程序通信，人們將使用移動(dòng)設備的在線(xiàn)教育門(mén)戶(hù)網(wǎng)站學(xué)習新技能，應用程序將允許發(fā)展中國家的農民連接實(shí)時(shí)天氣數據和工具，以?xún)?yōu)化他們的收成。與此同時(shí)，移動(dòng)計算和云計算將給網(wǎng)絡(luò )安全、可靠性和帶寬帶來(lái)巨大壓力，消費者和企業(yè)都將不得不更適應將數據移交給云計算。

醫療進(jìn)步

在未來(lái)的 30 年里，醫學(xué)將迎來(lái)多項技術(shù)突破?；蚪M學(xué)將產(chǎn)生個(gè)性化醫學(xué)，包括針對癌癥、心血管疾病、阿爾茨海默氏癥和其他量身定制的疾病的治療。人工器官將從 DNA 樣本中種植用于移植，消除了救命移植的等待時(shí)間和器官排斥的風(fēng)險。假肢將直接連接到神經(jīng)系統，并將結合基于生物的傳感器，提供接近正常的觸覺(jué)。機器人急救人員和組織保存技術(shù)，如控制低溫治療，將徹底改變創(chuàng )傷護理，并大大延長(cháng)受傷士兵的「黃金時(shí)間」。隨著(zhù)科學(xué)家們開(kāi)啟了開(kāi)啟衰老的鑰匙，人們將活得更長(cháng)的時(shí)間，保持健康和活躍，直到今天我們所認為的「老年」。與此同時(shí)，先進(jìn)醫療保健的成本將使許多國家衛生保健系統面臨壓力，并引發(fā)在獲得救生治療方面日益加劇的不平等。即將到來(lái)的醫療革命還將使人們在未來(lái)幾十年的時(shí)間里保持健康和生產(chǎn)力，擴大老年工人和年輕工人之間的工作競爭，并給社會(huì )保障網(wǎng)造成額外的壓力。耐藥細菌將成為世界許多地區的一個(gè)緊迫問(wèn)題。

網(wǎng)絡(luò )安全

網(wǎng)絡(luò )防御很難說(shuō)是關(guān)于的新趨勢警告「網(wǎng)絡(luò )珍珠港」都是早在 1991。然而，在未來(lái) 30 年的崛起物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)越來(lái)越多的相互依存在連接的方面日常生活將帶來(lái)網(wǎng)絡(luò )安全最前部而數字以及網(wǎng)絡(luò )攻擊的范圍是在增加，大多數都有針對個(gè)人消費者或公司，個(gè)人攻擊造成的損害雖然廣泛，但很容易得到控制。隨著(zhù)汽車(chē)、家用電器、發(fā)電廠(chǎng)、街燈和數百萬(wàn)個(gè)其他物體的聯(lián)網(wǎng)，一場(chǎng)真正具有毀滅性的網(wǎng)絡(luò )攻擊的可能性將會(huì )增加。國家、企業(yè)和個(gè)人將面臨挑戰，以確保他們的數據免受更隱蔽的攻擊——其中許多攻擊可能在數年內都不被發(fā)現。最壞的情況是設想一種「電子末日」的形式，即互聯(lián)網(wǎng)巨大的經(jīng)濟和社會(huì )力量在無(wú)情的網(wǎng)絡(luò )攻擊的重壓下崩潰。

清潔能源

在未來(lái) 30 年里，全球的能源需求預計將增長(cháng) 35%。隨著(zhù)水力壓裂法和定向鉆井等方法的發(fā)展，人們已經(jīng)開(kāi)辟了大量新的石油和天然氣儲量。這些技術(shù)顛覆了全球石油市場(chǎng)，并使美國成為世界上最大的化石燃料生產(chǎn)國之一。與此同時(shí)，太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源的成本正接近與化石燃料持平。在過(guò)去的 20 年里，太陽(yáng)能電池生產(chǎn)的電力成本已經(jīng)從每瓦容量的近 8 美元下降到這個(gè)數字的不到十分之一。核能雖然仍是公眾激烈辯論的主題，但仍在繼續增長(cháng)，新的反應堆設計有望提高安全性和更少的放射性廢料。雖然采用更清潔的能源將有助于應對全球氣候變化，但在獲取電池、太陽(yáng)能電池和其他能源革命的關(guān)鍵產(chǎn)品中使用的稀有材料方面，將會(huì )出現新的摩擦?；剂系乃ヂ湟矌?lái)了整個(gè)中東和北非的經(jīng)濟和社會(huì )不穩定的重大風(fēng)險，給美國及其盟友帶來(lái)了新的安全挑戰。

智慧城市

到 2045 年，世界上 65-70% 的人口——大約 64 億人——將居住在城市中。隨著(zhù)城市人口的增加，擁有 1000 萬(wàn)或以上居民的特大城市的數量將會(huì )增加，從 2016 年的 28 個(gè)增加到 2030 年的 41 個(gè)。大規模向城市遷移將給城市交通系統、食品和水供應、電力和能源基礎設施、衛生設施和公共安全帶來(lái)重大壓力。信息和通信 (ICT) 技術(shù)將支持「智能城市」的發(fā)展，后者利用數據和自動(dòng)化，使城市中心更高效和可持續。分布式傳感器系統將監測水和電力的使用情況，并通過(guò)智能電網(wǎng)自動(dòng)平衡分配。網(wǎng)絡(luò )交通系統和自動(dòng)交通工具的選擇將緩解交通擁堵。新的材料和設計技術(shù)將被用于建造智能建筑，以最大限度地提高加熱、冷卻和照明的效率。屋頂太陽(yáng)能電池板、微型風(fēng)力渦輪機、熱能和其他可再生能源將提供清潔、分布式的發(fā)電。與此同時(shí)，那些無(wú)力投資這些技術(shù)的城市 (或缺乏政治意愿) 可能會(huì )變成擁擠、骯臟、危險的不穩定和沖突的引爆點(diǎn)。

物聯(lián)網(wǎng)

據保守估計，到 2045 年，將有超過(guò) 1000 億臺設備連接到互聯(lián)網(wǎng)上。這將包括移動(dòng)和可穿戴設備、家用電器、醫療設備、工業(yè)傳感器、安全攝像頭、汽車(chē)、服裝和其他技術(shù)。所有這些設備都將產(chǎn)生和分享大量的信息，這將徹底改變我們的工作和生活方式。人們將利用通過(guò)物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 產(chǎn)生的信息，做出更明智的決策，并更深入地了解自己的生活和周?chē)氖澜?。與此同時(shí)，聯(lián)網(wǎng)設備還將自動(dòng)化許多目前需要人工勞動(dòng)的監測、管理和修復任務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)、分析學(xué)和人工智能的交叉點(diǎn)將創(chuàng )建一個(gè)智能機器的全球網(wǎng)絡(luò )，在沒(méi)有人工干預的情況下進(jìn)行大量的關(guān)鍵業(yè)務(wù)。而物聯(lián)網(wǎng)將會(huì )改善很多方面。在經(jīng)濟效率、公共安全和個(gè)人生產(chǎn)力方面，它也將加劇人們對網(wǎng)絡(luò )安全和隱私的擔憂(yōu)。犯罪組織、恐怖分子和敵對的民族國家將使用物聯(lián)網(wǎng)作為攻擊美國及其盟友的新載體。通過(guò)聯(lián)網(wǎng)設備產(chǎn)生的大量數據也將使各國政府能夠對人口進(jìn)行大規模監測，從而導致數字自由和安全之間持續的緊張關(guān)系。

食品和水技術(shù)

在未來(lái) 30 年，食物和淡水的不足將成為世界許多地區的危機點(diǎn)。目前大約 25% 的農田已經(jīng)因過(guò)度耕作、干旱和空氣/水污染而退化。根據樂(lè )觀(guān)的預測，主食谷物的價(jià)格可能在未來(lái)幾十年里上漲 30%——如果氣候變化、需求模式和資源管理的失敗繼續遵循當前的發(fā)展軌跡，100% 的增長(cháng)是不可能的。到 2045 年，39 億人，超過(guò)世界人口的 40%，將面臨水資源壓力。技術(shù)為糧食和水危機提供了許多潛在的解決方案。海水淡化、微量灌溉、水回收、雨水收集和其他技術(shù)可以緩解淡水供應的壓力。轉基因作物和自動(dòng)化可以提高作物產(chǎn)量，并允許農民從更少的土地上生產(chǎn)更多的營(yíng)養。長(cháng)期以來(lái)，在發(fā)達國家被認為是理所當然的食物和水，將成為創(chuàng )新的主要焦點(diǎn)，并可能成為沖突的主要引爆點(diǎn)。

量子計算

量子計算利用亞原子粒子的特性，如疊加和糾纏，來(lái)編碼和操作數據。雖然這項技術(shù)已經(jīng)作為一種理論可能性被討論了幾十年，但最近橫跨學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和政府的研究努力實(shí)驗室正開(kāi)始展示可能在未來(lái) 5-15 年有實(shí)際應用的量子系統。量子計算可能是一種關(guān)鍵技術(shù)，它可以徹底改變多個(gè)其他技術(shù)領(lǐng)域，如氣候建模、藥物研究和材料科學(xué)。然而，對量子計算的興趣與它如何改變密碼學(xué)有關(guān)。量子計算機可以破解目前所有的加密方法，而量子密碼學(xué)可以提供第一個(gè)真正牢不可破的編碼技術(shù)。最近的研究已經(jīng)開(kāi)始克服許多限制了實(shí)際量子計算機發(fā)展的技術(shù)問(wèn)題。雖然量子計算的現實(shí)應用可能直到 20 世紀 40 年代中期才會(huì )出現，但政府和行業(yè)的大量投資的涌入表明，量子計算可能正在接近一個(gè)臨界點(diǎn)。

社會(huì )賦權

目前，大約有 65% 的美國成年人使用社交媒體，這高于 2005 年的 7%。社交媒體無(wú)疑已經(jīng)改變了人們的在線(xiàn)連接方式，但在未來(lái)的 30 年里，社交技術(shù)將成為授權個(gè)人塑造自己形象的引擎微文化。許多傳統的權力結構將被推翻，因為人們形成了基于互聯(lián)網(wǎng)的社區，由技術(shù)中介的社會(huì )契約來(lái)定義。各國政府將會(huì )發(fā)現，如果沒(méi)有大眾媒體的過(guò)濾，人們就會(huì )直接分享目擊者對腐敗和壓迫的描述，因此越來(lái)越難控制政治敘事。雖然企業(yè)將學(xué)習通過(guò)社交渠道與消費者接觸的新技術(shù)，但這些消費者也將利用社交平臺來(lái)減少廣告噪音，并讓企業(yè)對自己的產(chǎn)品和行為負責。眾包和內容流媒體將進(jìn)一步使內容創(chuàng )作大眾化，并模糊媒體創(chuàng )造者和消費者之間的界限。比特幣和其他加密貨幣可能導致基于社會(huì )共識而不是政府控制的貨幣和貿易的定義。對美國來(lái)說(shuō)。軍隊、社會(huì )賦權將從根本上改變年輕人對服兵役的看法。例如，那些首先將自己定義為……的成員的人網(wǎng)絡(luò )社區可能不太容易被對愛(ài)國主義和公共服務(wù)的呼吁所吸引。社交媒體分享也將使軍隊在未來(lái)的沖突中贏(yíng)得敘事的戰斗更具挑戰性。

先進(jìn)的數字

在過(guò)去的 60 年里，計算機和其他數字設備已經(jīng)徹底地改變了生活，以至于人們幾乎不可能記住這些技術(shù)是相對較新的。第一臺個(gè)人電腦直到 1975 年才售出，而且只能作為客戶(hù)必須自己組裝和編程的套件出售。然而，僅僅 40 年后，68% 的美國人擁有的智能手機的處理能力比 1969 年送宇航員上月球時(shí)還要強。3 未來(lái) 30 年可能會(huì )繼續提高計算能力和更廣泛的數字資源可用性。移動(dòng)計算和云計算將提供幾乎無(wú)限的內存和處理速度。虛擬化和軟件定義的系統將允許政府和企業(yè)快速適應 IT 基礎設施，而不需要昂貴和浪費的硬件升級。數字產(chǎn)品將融入到更廣泛的日常用品中，從服裝到建筑材料。與此同時(shí)，技術(shù)正在出現，這將改變我們與設備的交互方式。語(yǔ)音接口在智能手機中已經(jīng)很常見(jiàn)，并將繼續改進(jìn)。手勢界面將使我們能夠通過(guò)非語(yǔ)言行為與計算機進(jìn)行交流。最終，腦機接口將允許我們控制設備通過(guò)思考，使數字系統成為我們身體的自然延伸，作為我們自己的四肢。所有這些發(fā)展都將為軍隊帶來(lái)新的機遇和挑戰。例如，嵌入式數字系統將使士兵彼此連接，并支持維持、火力協(xié)調和智能分析。另一方面，先進(jìn)計算能力的激增將增加嚴重網(wǎng)絡(luò )攻擊的風(fēng)險。

混合現實(shí)

虛擬現實(shí)和增強現實(shí) (VR 和 AR) 已經(jīng)在消費電子行業(yè)產(chǎn)生了很大的熱情。Facebook 今年將推出一個(gè)由 OculusVR 開(kāi)發(fā)的 VR 頭盔市場(chǎng)，并于 2014 年收購了該系統。包括三星、索尼和 HTC 在內的其他主要電子公司今年都在發(fā)布虛擬現實(shí)產(chǎn)品，這標志著(zhù)虛擬現實(shí)作為主流娛樂(lè )技術(shù)的一次重大突破。應用程序正在娛樂(lè )領(lǐng)域之外出現。例如，家居裝修連鎖店 Lowes 正在開(kāi)發(fā)全息房間——一個(gè) 3D 增強現實(shí)房間，允許購物者設計一個(gè)生活區，然后走進(jìn)這個(gè)空間的虛擬模型，以更好地感受它的外觀(guān)。而虛擬現實(shí)和增強現實(shí)技術(shù)的歷史夸大的期望將改變媒體在 1990 年代的超高分辨率顯示，低成本的位置和位置跟蹤，和高清晰度視頻內容奠定了堅實(shí)的基礎「混合現實(shí)」技術(shù)合并現實(shí)世界與數字信息。在未來(lái)的 30 年里，這些技術(shù)應該會(huì )變得更加普遍。AR 顯示器將提供實(shí)時(shí)的、上下文感知的數據覆蓋，而 VR 將深入啟用沉浸式體驗集成視覺(jué)，聲音，氣味和觸摸。為 U.S. 軍隊、虛擬現實(shí)和增強現實(shí)都有應用程序從培訓戰斗行動(dòng)。

氣候變化技術(shù)

目前的數據顯示，到 2050 年，全球地表溫度將上升 2.5 至 5.4 華氏度。即使今天采取了戲劇性的措施來(lái)減少溫室氣體的排放，氣候慣性也保證了一些氣候變暖將是不可避免的。因此，海平面可能會(huì )上升，威脅到沿海城市；作物產(chǎn)量可能會(huì )下降，導致發(fā)展中國家部分地區出現饑荒；干旱可能會(huì )威脅到數百萬(wàn)缺乏淡水的人，而洪水可能會(huì )威脅到他們對家庭、企業(yè)和公共基礎設施造成數十億美元的損失。在未來(lái) 30 年里，這些風(fēng)險將推動(dòng)對技術(shù)解決方案的投資，以緩解氣候變化的潛在影響。在短期內，氣候變化技術(shù)將包括洪水災害測繪系統和抗旱轉基因作物。從長(cháng)遠來(lái)看，可能會(huì )出現更多雄心勃勃的技術(shù)，比如碳封存方法這可以將二氧化碳和甲烷等溫室氣體排出大氣中，并將它們安全地儲存在地下。如果氣候變化似乎遵循 4-5 度或更多的變暖情況，那么可能會(huì )對地球氣候產(chǎn)生不可能減輕的不穩定影響。在這種情況下，對地球工程的認真努力可能成為避免災難性氣候變化的唯一解決方案。例如，科學(xué)家們估計，在大氣中播種硫磺或氧化鋁顆粒，以減少撞擊地球的太陽(yáng)輻射量。這些干預措施仍然是高度理論性的，而且風(fēng)險可能非常大。

先進(jìn)的材料

在過(guò)去的十年里，材料科學(xué)取得了令人印象深刻的進(jìn)步，比如自愈和自清潔的智能材料；可以恢復原始形狀的記憶金屬；壓電陶瓷，可以用來(lái)從壓力中獲取能量；以及具有顯著(zhù)結構和電學(xué)特性的納米材料。納米材料在廣泛的應用中具有巨大的潛力。在納米尺度 (小于 100 納米)，普通材料具有獨特的性能。例如，石墨烯是一種由單個(gè)碳原子形成的晶格，它比鋼強 100 倍，能有效地傳導熱量和電力，而且幾乎是透明的。納米材料在發(fā)動(dòng)機和其他機器的超光滑涂層、飛機和汽車(chē)的堅固復合材料、輕型防彈衣和高效光電方面都有應用。除了工業(yè)應用之外，制藥公司正在開(kāi)發(fā)治療性納米顆粒，有一天可以提供針對癌癥的靶向藥物治療，大大減少副作用，同時(shí)提高治療結果。在接下來(lái)的 30 年里，納米材料和其他材料新型材料，如金屬泡沫和陶瓷復合材料，將會(huì )在服裝、建筑材料、車(chē)輛、道路和橋梁，以及無(wú)數其他物品中找到。美國陸軍將能夠利用先進(jìn)的材料來(lái)生產(chǎn)更輕、更堅固的的電池和可再生能源系統。

新型武器

在未來(lái)的 30 年里，許多新的武器技術(shù)可能會(huì )在未來(lái)的戰場(chǎng)上激增。除了目前正在開(kāi)發(fā)的技術(shù)，如非致命武器和定向能源系統，一些國家正在投資反進(jìn)入區域拒絕 (A2AD) 技術(shù)，這些技術(shù)可能會(huì )嚴重影響美國陸軍在未來(lái)操作環(huán)境中自由機動(dòng)的能力。新興的 A2AD 技術(shù)包括反艦彈道導彈；精確制導反車(chē)輛和殺傷彈藥；反火箭、火炮和迫擊炮 (CRAM) 系統、反衛星武器；以及電磁脈沖 (EMP) 系統。其中一些技術(shù)，如精確制導彈藥，將反映出基于現有技術(shù)的創(chuàng )新。例如，中國正在開(kāi)發(fā)有可能摧毀航空母艦的先進(jìn)反艦彈道導彈。其他技術(shù)將反映全新的概念，如 2015 年 DARPA 展示的自導子彈，作為其極端精確任務(wù)彈藥 (EXACTO) 計劃的一部分。隨著(zhù)中國、俄羅斯和其他國家在軍事現代化方面的投資。很可能會(huì )面對有能力接近并在某些情況下可能超過(guò)我們自己的對手。

空間

航天工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)自 20 世紀 60 年代太空競賽以來(lái)從未見(jiàn)過(guò)的創(chuàng )新和進(jìn)步時(shí)期。機器人技術(shù)、先進(jìn)的推進(jìn)系統、輕質(zhì)材料、增材制造和微型化等新技術(shù)，都極大地降低了將人和材料送入太空的成本，并為太空探索開(kāi)辟了新的可能性。太空市場(chǎng)的新進(jìn)入者，包括 SpaceX 公司、阿麗亞娜空間公司和藍色起源公司，正在顛覆停滯不前的商業(yè)發(fā)射部門(mén)，并推動(dòng)諸如可重復使用的運載火箭等創(chuàng )新。在未來(lái)的 30 年里，研究和開(kāi)發(fā)將使人類(lèi)能夠重返月球，并可能導致更多戲劇性的探索，包括人類(lèi)探索火星和開(kāi)始全新的天基工業(yè)，如小行星采礦。雖然對太空的探索和潛在的殖民化長(cháng)期以來(lái)一直吸引著(zhù)我們的想象力，但對太空基礎設施的日益依賴(lài)可能會(huì )導致地球上出現新的摩擦。隨著(zhù)越來(lái)越多的國家開(kāi)始依賴(lài)太空資產(chǎn)，對太空的控制可能成為一個(gè)重要的閃點(diǎn)。太空的軍事化并不是不可能的，而反衛星戰爭可能會(huì )對美國產(chǎn)生深遠的影響。陸軍嚴重依賴(lài)衛星來(lái)安全全球通信、情報收集和協(xié)調聯(lián)合機動(dòng)。

合成生物學(xué)

幾千年來(lái)，人類(lèi)通過(guò)選擇性育種和雜交，早在孟德?tīng)柎_定遺傳的基本定律或艾弗里-麥克勞德-麥卡蒂實(shí)驗確定之前，就操縱了動(dòng)植物的遺傳密碼。然而，隨著(zhù)我們對遺傳學(xué)的理解的加深，通過(guò)從頭開(kāi)始構建新的 DNA 序列來(lái)設計定制的生物體正成為可能。轉基因作物代表了這項技術(shù)的先鋒，但我們正處于一場(chǎng)更廣泛的革命的邊緣，這場(chǎng)革命將把生命本身變成可以像計算機代碼一樣編寫(xiě)和重寫(xiě)的信息?？茖W(xué)家們已經(jīng)在設計能夠分泌生物燃料的藻類(lèi)，并利用 DNA 編碼數千千兆字節的數據。在未來(lái)的 30 年里，合成生物學(xué)將產(chǎn)生工程生物體，它們可以檢測毒素，從工業(yè)廢物中創(chuàng )造生物燃料，并通過(guò)與人類(lèi)宿主的共生關(guān)系提供藥物。與此同時(shí)，合成生物學(xué)代表著(zhù)巨大的風(fēng)險，包括工程生物武器和可能破壞自然生態(tài)系統的入侵合成生物。