美國公布：未來三十年中，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達 35 頁的《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（DASAR&T）發(fā)布的關(guān)于科學和技術(shù)（S&T）新興趨勢的第三份年度報告。

它是美國在過去幾年由政府機構(gòu)、咨詢機構(gòu)、智囊團、科研機構(gòu)等發(fā)表的 32 份科技趨勢相關(guān)研究調(diào)查報告的基礎(chǔ)上提煉形成的。通過對近 700 項科技趨勢的綜合比對分析，從這一數(shù)據(jù)集中，確定了 20 個未來三十年將影響世界的核心科技趨勢。

該報告有兩個主要目標。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(gòu)和國際社會的利益相關(guān)者，關(guān)于可能影響未來作戰(zhàn)環(huán)境和塑造陸軍能力的科技趨勢。其次，確定未來 30 年可能影響陸軍能力和未來操作環(huán)境的科學技術(shù)的主要趨勢。

機器人和自主系統(tǒng)

到 2045 年，機器人和自主系統(tǒng)很可能會變得很普遍。自動駕駛汽車將使交通更安全、更高效，同時可能推動共享經(jīng)濟的崛起。機器人會照顧老人，運送食品雜貨，收割莊稼，維護公共基礎(chǔ)設(shè)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「機器人」，將從 tb 的數(shù)據(jù)中提取見解，自動化業(yè)務(wù)流程，并進入客戶服務(wù)、教學和其他傳統(tǒng)上被視為「以人為中心」的角色。然而，自治制度的興起可能會使數(shù)億名勞動力和服務(wù)人員流離失所，造成經(jīng)濟不穩(wěn)定和社會動蕩的風險。網(wǎng)絡(luò)自主系統(tǒng)也將成為對手的一個有吸引力的目標和網(wǎng)絡(luò)防御的一個新的優(yōu)先事項。隨著機器人系統(tǒng)獲得機動性、靈活性和智力，機器人在軍事行動中的應(yīng)用將會擴大，使機器人成為未來戰(zhàn)場上的有效合作伙伴。與此同時，對手將使用機器人和自主統(tǒng)，在道德和戰(zhàn)術(shù)上挑戰(zhàn)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(shè)計的工具。然而 3D 打印技術(shù)已經(jīng)有了顯著的創(chuàng)新過去十年。3D 打印機的價格正在下降，開源工具和在線市場的 3D 模型的可用性促進了一個充滿活力的愛好者「制造商」社區(qū)的發(fā)展，他們正在推動這項技術(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(yī)療設(shè)備和其他產(chǎn)品，根據(jù)他們的需要和需要定制。軍事后勤可能會精簡，因為設(shè)備和物資將在使用點直接打印。物品將成為信息，而數(shù)字盜版將取代入店行竊。恐怖分子和犯罪組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(shè)備。

大數(shù)據(jù)

2015 年，全球產(chǎn)生了 4.4zb 的數(shù)據(jù)（4.4 萬億 g），這一數(shù)字預計大約每兩年翻一番。這大量的數(shù)據(jù)對消費者行為、公共衛(wèi)生、氣候變化以及一系列其他經(jīng)濟、社會和政治挑戰(zhàn)提供了深刻的見解。

然而，雖然「大數(shù)據(jù)」已經(jīng)成為一個流行詞，但每年產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中只有不到 10% 被分析。在未來的 30 年里，我們更好地利用大量動態(tài)數(shù)據(jù)集的能力將會得到提高。自動化機器人將抓取非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，識別在沉浸式虛擬數(shù)據(jù)場景中可視化的關(guān)系。隨著人們獲得了將大數(shù)據(jù)應(yīng)用到個人生活中的能力，分析將擴展到企業(yè)之外。公民將有能力利用數(shù)據(jù)來讓政府和其他主要機構(gòu)負責，從而導致數(shù)據(jù)訪問方面的緊張局勢。超個性化營銷的興起、政府對公民數(shù)據(jù)跟蹤的監(jiān)控以及高調(diào)的數(shù)據(jù)丟失案例，可能會加劇人們對數(shù)據(jù)所有權(quán)的擔憂。潛在的對手將利用被竊取、從黑暗網(wǎng)絡(luò)購買或從開源自由訪問的數(shù)據(jù)來危及安全并挑戰(zhàn)美國。防御能力。

人的拓展

在未來的 30 年里，技術(shù)將使我們能夠超越對人類潛力的生物限制。通過物聯(lián)網(wǎng)連接的可穿戴設(shè)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到墻后的竊竊私語，給我們自然的夜視覺，并讓我們沉浸在虛擬和增強現(xiàn)實中。非營養(yǎng)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)將是有代價的，那些負擔不起升級「人類底盤」的人可能會發(fā)現(xiàn)自己無法在增強經(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說，也將是一個有吸引力的目標。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，一場擴充軍備競賽可能會演變。

移動和云計算

移動計算和云計算正在改變?nèi)藗兣c數(shù)據(jù)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設(shè)備上完成的。到 2030 年，全球 75% 的人口將擁有移動連接，60% 的人應(yīng)該擁有寬帶接入。移動設(shè)備正變得越來越強大和功能豐富，有越來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)。云計算與移動數(shù)據(jù)訪問相結(jié)合，提供了幾乎無限的計算能力，可以無縫擴展，而不需要在 IT 基礎(chǔ)設(shè)施上進行大規(guī)模投資。在未來的 30 年里，基于云的移動計算有潛力轉(zhuǎn)變從醫(yī)療保健到教育的一切。

手機將監(jiān)測生命體征，并直接與診斷應(yīng)用程序通信，人們將使用移動設(shè)備的在線教育門戶網(wǎng)站學習新技能，應(yīng)用程序?qū)⒃试S發(fā)展中國家的農(nóng)民連接實時天氣數(shù)據(jù)和工具，以優(yōu)化他們的收成。與此同時，移動計算和云計算將給網(wǎng)絡(luò)安全、可靠性和帶寬帶來巨大壓力，消費者和企業(yè)都將不得不更適應(yīng)將數(shù)據(jù)移交給云計算。

醫(yī)療進步

在未來的 30 年里，醫(yī)學將迎來多項技術(shù)突破。基因組學將產(chǎn)生個性化醫(yī)學，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間和器官排斥的風險。假肢將直接連接到神經(jīng)系統(tǒng)，并將結(jié)合基于生物的傳感器，提供接近正常的觸覺。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，并大大延長受傷士兵的「黃金時間」。隨著科學家們開啟了開啟衰老的鑰匙，人們將活得更長的時間，保持健康和活躍，直到今天我們所認為的「老年」。與此同時，先進醫(yī)療保健的成本將使許多國家衛(wèi)生保健系統(tǒng)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。即將到來的醫(yī)療革命還將使人們在未來幾十年的時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，并給社會保障網(wǎng)造成額外的壓力。耐藥細菌將成為世界許多地區(qū)的一個緊迫問題。

網(wǎng)絡(luò)安全

網(wǎng)絡(luò)防御很難說是關(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 30 年的崛起物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)越來越多的相互依存在連接的方面日常生活將帶來網(wǎng)絡(luò)安全最前部而數(shù)字以及網(wǎng)絡(luò)攻擊的范圍是在增加，大多數(shù)都有針對個人消費者或公司，個人攻擊造成的損害雖然廣泛，但很容易得到控制。隨著汽車、家用電器、發(fā)電廠、街燈和數(shù)百萬個其他物體的聯(lián)網(wǎng)，一場真正具有毀滅性的網(wǎng)絡(luò)攻擊的可能性將會增加。國家、企業(yè)和個人將面臨挑戰(zhàn)，以確保他們的數(shù)據(jù)免受更隱蔽的攻擊——其中許多攻擊可能在數(shù)年內(nèi)都不被發(fā)現(xiàn)。最壞的情況是設(shè)想一種「電子末日」的形式，即互聯(lián)網(wǎng)巨大的經(jīng)濟和社會力量在無情的網(wǎng)絡(luò)攻擊的重壓下崩潰。

清潔能源

在未來 30 年里，全球的能源需求預計將增長 35%。隨著水力壓裂法和定向鉆井等方法的發(fā)展，人們已經(jīng)開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，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，太陽能和風能等可再生能源的成本正接近與化石燃料持平。在過去的 20 年里，太陽能電池生產(chǎn)的電力成本已經(jīng)從每瓦容量的近 8 美元下降到這個數(shù)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(xù)增長，新的反應(yīng)堆設(shè)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(yīng)對全球氣候變化，但在獲取電池、太陽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，將會出現(xiàn)新的摩擦。化石燃料的衰落也帶來了整個中東和北非的經(jīng)濟和社會不穩(wěn)定的重大風險，給美國及其盟友帶來了新的安全挑戰(zhàn)。

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。隨著城市人口的增加，擁有 1000 萬或以上居民的特大城市的數(shù)量將會增加，從 2016 年的 28 個增加到 2030 年的 41 個。大規(guī)模向城市遷移將給城市交通系統(tǒng)、食品和水供應(yīng)、電力和能源基礎(chǔ)設(shè)施、衛(wèi)生設(shè)施和公共安全帶來重大壓力。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(shù)據(jù)和自動化，使城市中心更高效和可持續(xù)。分布式傳感器系統(tǒng)將監(jiān)測水和電力的使用情況，并通過智能電網(wǎng)自動平衡分配。網(wǎng)絡(luò)交通系統(tǒng)和自動交通工具的選擇將緩解交通擁堵。新的材料和設(shè)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。屋頂太陽能電池板、微型風力渦輪機、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，那些無力投資這些技術(shù)的城市 (或缺乏政治意愿) 可能會變成擁擠、骯臟、危險的不穩(wěn)定和沖突的引爆點。

物聯(lián)網(wǎng)

據(jù)保守估計，到 2045 年，將有超過 1000 億臺設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上。這將包括移動和可穿戴設(shè)備、家用電器、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)傳感器、安全攝像頭、汽車、服裝和其他技術(shù)。所有這些設(shè)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圍的世界。與此同時，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備還將自動化許多目前需要人工勞動的監(jiān)測、管理和修復任務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)、分析學和人工智能的交叉點將創(chuàng)建一個智能機器的全球網(wǎng)絡(luò)，在沒有人工干預的情況下進行大量的關(guān)鍵業(yè)務(wù)。而物聯(lián)網(wǎng)將會改善很多方面。在經(jīng)濟效率、公共安全和個人生產(chǎn)力方面，它也將加劇人們對網(wǎng)絡(luò)安全和隱私的擔憂。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。通過聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)也將使各國政府能夠?qū)θ丝谶M行大規(guī)模監(jiān)測，從而導致數(shù)字自由和安全之間持續(xù)的緊張關(guān)系。

食品和水技術(shù)

在未來 30 年，食物和淡水的不足將成為世界許多地區(qū)的危機點。目前大約 25% 的農(nóng)田已經(jīng)因過度耕作、干旱和空氣/水污染而退化。根據(jù)樂觀的預測，主食谷物的價格可能在未來幾十年里上漲 30%——如果氣候變化、需求模式和資源管理的失敗繼續(xù)遵循當前的發(fā)展軌跡，100% 的增長是不可能的。到 2045 年，39 億人，超過世界人口的 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(yīng)的壓力。轉(zhuǎn)基因作物和自動化可以提高作物產(chǎn)量，并允許農(nóng)民從更少的土地上生產(chǎn)更多的營養(yǎng)。長期以來，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，并可能成為沖突的主要引爆點。

量子計算

量子計算利用亞原子粒子的特性，如疊加和糾纏，來編碼和操作數(shù)據(jù)。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，但最近橫跨學術(shù)界、工業(yè)界和政府的研究努力實驗室正開始展示可能在未來 5-15 年有實際應(yīng)用的量子系統(tǒng)。量子計算可能是一種關(guān)鍵技術(shù)，它可以徹底改變多個其他技術(shù)領(lǐng)域，如氣候建模、藥物研究和材料科學。然而，對量子計算的興趣與它如何改變密碼學有關(guān)。量子計算機可以破解目前所有的加密方法，而量子密碼學可以提供第一個真正牢不可破的編碼技術(shù)。最近的研究已經(jīng)開始克服許多限制了實際量子計算機發(fā)展的技術(shù)問題。雖然量子計算的現(xiàn)實應(yīng)用可能直到 20 世紀 40 年代中期才會出現(xiàn)，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臨界點。

社會賦權(quán)

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%。社交媒體無疑已經(jīng)改變了人們的在線連接方式，但在未來的 30 年里，社交技術(shù)將成為授權(quán)個人塑造自己形象的引擎微文化。許多傳統(tǒng)的權(quán)力結(jié)構(gòu)將被推翻，因為人們形成了基于互聯(lián)網(wǎng)的社區(qū)，由技術(shù)中介的社會契約來定義。各國政府將會發(fā)現(xiàn)，如果沒有大眾媒體的過濾，人們就會直接分享目擊者對腐敗和壓迫的描述，因此越來越難控制政治敘事。雖然企業(yè)將學習通過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(nèi)容流媒體將進一步使內(nèi)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共識而不是政府控制的貨幣和貿(mào)易的定義。對美國來說。軍隊、社會賦權(quán)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(qū)可能不太容易被對愛國主義和公共服務(wù)的呼吁所吸引。社交媒體分享也將使軍隊在未來的沖突中贏得敘事的戰(zhàn)斗更具挑戰(zhàn)性。

先進的數(shù)字

在過去的 60 年里，計算機和其他數(shù)字設(shè)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。第一臺個人電腦直到 1975 年才售出，而且只能作為客戶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還要強。3 未來 30 年可能會繼續(xù)提高計算能力和更廣泛的數(shù)字資源可用性。移動計算和云計算將提供幾乎無限的內(nèi)存和處理速度。虛擬化和軟件定義的系統(tǒng)將允許政府和企業(yè)快速適應(yīng) IT 基礎(chǔ)設(shè)施，而不需要昂貴和浪費的硬件升級。數(shù)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，技術(shù)正在出現(xiàn)，這將改變我們與設(shè)備的交互方式。語音接口在智能手機中已經(jīng)很常見，并將繼續(xù)改進。手勢界面將使我們能夠通過非語言行為與計算機進行交流。最終，腦機接口將允許我們控制設(shè)備通過思考，使數(shù)字系統(tǒng)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)展都將為軍隊帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。例如，嵌入式數(shù)字系統(tǒng)將使士兵彼此連接，并支持維持、火力協(xié)調(diào)和智能分析。另一方面，先進計算能力的激增將增加嚴重網(wǎng)絡(luò)攻擊的風險。

混合現(xiàn)實

虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實 (VR 和 AR) 已經(jīng)在消費電子行業(yè)產(chǎn)生了很大的熱情。Facebook 今年將推出一個由 OculusVR 開發(fā)的 VR 頭盔市場，并于 2014 年收購了該系統(tǒng)。包括三星、索尼和 HTC 在內(nèi)的其他主要電子公司今年都在發(fā)布虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品，這標志著虛擬現(xiàn)實作為主流娛樂技術(shù)的一次重大突破。應(yīng)用程序正在娛樂領(lǐng)域之外出現(xiàn)。例如，家居裝修連鎖店 Lowes 正在開發(fā)全息房間——一個 3D 增強現(xiàn)實房間，允許購物者設(shè)計一個生活區(qū)，然后走進這個空間的虛擬模型，以更好地感受它的外觀。而虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實技術(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(nèi)容奠定了堅實的基礎(chǔ)「混合現(xiàn)實」技術(shù)合并現(xiàn)實世界與數(shù)字信息。在未來的 30 年里，這些技術(shù)應(yīng)該會變得更加普遍。AR 顯示器將提供實時的、上下文感知的數(shù)據(jù)覆蓋，而 VR 將深入啟用沉浸式體驗集成視覺，聲音，氣味和觸摸。為 U.S. 軍隊、虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實都有應(yīng)用程序從培訓戰(zhàn)斗行動。

氣候變化技術(shù)

目前的數(shù)據(jù)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，海平面可能會上升，威脅到沿海城市；作物產(chǎn)量可能會下降，導致發(fā)展中國家部分地區(qū)出現(xiàn)饑荒；干旱可能會威脅到數(shù)百萬缺乏淡水的人，而洪水可能會威脅到他們對家庭、企業(yè)和公共基礎(chǔ)設(shè)施造成數(shù)十億美元的損失。在未來 30 年里，這些風險將推動對技術(shù)解決方案的投資，以緩解氣候變化的潛在影響。在短期內(nèi)，氣候變化技術(shù)將包括洪水災害測繪系統(tǒng)和抗旱轉(zhuǎn)基因作物。從長遠來看，可能會出現(xiàn)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，那么可能會對地球氣候產(chǎn)生不可能減輕的不穩(wěn)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輻射量。這些干預措施仍然是高度理論性的，而且風險可能非常大。

先進的材料

在過去的十年里，材料科學取得了令人印象深刻的進步，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，可以用來從壓力中獲取能量；以及具有顯著結(jié)構(gòu)和電學特性的納米材料。納米材料在廣泛的應(yīng)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?guī)缀跏峭该鞯摹＜{米材料在發(fā)動機和其他機器的超光滑涂層、飛機和汽車的堅固復合材料、輕型防彈衣和高效光電方面都有應(yīng)用。除了工業(yè)應(yīng)用之外，制藥公司正在開發(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，同時提高治療結(jié)果。在接下來的 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，將會在服裝、建筑材料、車輛、道路和橋梁，以及無數(shù)其他物品中找到。美國陸軍將能夠利用先進的材料來生產(chǎn)更輕、更堅固的的電池和可再生能源系統(tǒng)。

新型武器

在未來的 30 年里，許多新的武器技術(shù)可能會在未來的戰(zhàn)場上激增。除了目前正在開發(fā)的技術(shù)，如非致命武器和定向能源系統(tǒng)，一些國家正在投資反進入?yún)^(qū)域拒絕 (A2AD) 技術(shù)，這些技術(shù)可能會嚴重影響美國陸軍在未來操作環(huán)境中自由機動的能力。新興的 A2AD 技術(shù)包括反艦彈道導彈；精確制導反車輛和殺傷彈藥；反火箭、火炮和迫擊炮 (CRAM) 系統(tǒng)、反衛(wèi)星武器；以及電磁脈沖 (EMP) 系統(tǒng)。其中一些技術(shù)，如精確制導彈藥，將反映出基于現(xiàn)有技術(shù)的創(chuàng)新。例如，中國正在開發(fā)有可能摧毀航空母艦的先進反艦彈道導彈。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。隨著中國、俄羅斯和其他國家在軍事現(xiàn)代化方面的投資。很可能會面對有能力接近并在某些情況下可能超過我們自己的對手。

空間

航天工業(yè)已經(jīng)進入了一個自 20 世紀 60 年代太空競賽以來從未見過的創(chuàng)新和進步時期。機器人技術(shù)、先進的推進系統(tǒng)、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，并為太空探索開辟了新的可能性。太空市場的新進入者，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，并推動諸如可重復使用的運載火箭等創(chuàng)新。在未來的 30 年里，研究和開發(fā)將使人類能夠重返月球，并可能導致更多戲劇性的探索，包括人類探索火星和開始全新的天基工業(yè)，如小行星采礦。雖然對太空的探索和潛在的殖民化長期以來一直吸引著我們的想象力，但對太空基礎(chǔ)設(shè)施的日益依賴可能會導致地球上出現(xiàn)新的摩擦。隨著越來越多的國家開始依賴太空資產(chǎn)，對太空的控制可能成為一個重要的閃點。太空的軍事化并不是不可能的，而反衛(wèi)星戰(zhàn)爭可能會對美國產(chǎn)生深遠的影響。陸軍嚴重依賴衛(wèi)星來安全全球通信、情報收集和協(xié)調(diào)聯(lián)合機動。

合成生物學

幾千年來，人類通過選擇性育種和雜交，早在孟德爾確定遺傳的基本定律或艾弗里-麥克勞德-麥卡蒂實驗確定之前，就操縱了動植物的遺傳密碼。然而，隨著我們對遺傳學的理解的加深，通過從頭開始構(gòu)建新的 DNA 序列來設(shè)計定制的生物體正成為可能。轉(zhuǎn)基因作物代表了這項技術(shù)的先鋒，但我們正處于一場更廣泛的革命的邊緣，這場革命將把生命本身變成可以像計算機代碼一樣編寫和重寫的信息?？茖W家們已經(jīng)在設(shè)計能夠分泌生物燃料的藻類，并利用 DNA 編碼數(shù)千千兆字節(jié)的數(shù)據(jù)。在未來的 30 年里，合成生物學將產(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，并通過與人類宿主的共生關(guān)系提供藥物。與此同時，合成生物學代表著巨大的風險，包括工程生物武器和可能破壞自然生態(tài)系統(tǒng)的入侵合成生物。