2024年6月25日，世界经济论坛（WEF）发布《2024年十大新兴技术》报告，介绍未来三至五年最有潜力积极影响世界的十项技术。这十大新兴技术重点关注健康、通信、基础设施和可持续发展等领域的应用。这十大新兴技术包括：

1．促进科学发现的人工智能

报告认为，人工智能（AI）领域的突破——例如深度学习、生成式人工智能和其他基础模型——使科学家能够做出原本几乎不可能实现的发现，并在更大范围内加速科学发现的速度。过去几年，人工智能在科学发现中的应用发生了翻天覆地的变化。从 Deep Mind 的 AlphaFold（一种能够准确预测蛋白质结构 3D 模型的人工智能系统）到发现新型抗生素和更高效电池的材料，世界正处于人工智能驱动的新知识发现和使用革命的风口浪尖。按照目前的创新速度，人工智能技术可能会在以下领域取得进展：疾病的诊断、治疗和预防；使下一代绿色技术成为可能的新型材料；生命科学的突破扩展了人们对生物学的当前理解；人类思维理解方式的变革性飞跃等等。

但伦理考量和挑战依然存在——这些强大的技术对个人隐私、自主权和身份的风险程度以及对社会造成破坏的可能性尚不完全清楚。此外，还必须考虑维持人工智能发展所需的能源消耗和资源开采对环境的影响，需要开展更多研究来有效管理该技术的影响，确保合乎道德的数据使用和保护研究对象的隐私需要严格的安全措施，以及处理知识产权问题，尤其是模型生成内容的所有权和版权，对于协作环境至关重要，必须加以解决。

2．隐私增强技术

“合成数据”既能保护个人隐私，又能提供新的全球数据共享和合作机会，因此必将通过在健康研究方面的强大应用，改变我们处理信息的方式。

近年来，人们对“合成数据”的兴趣日益浓厚。这些数据复制了敏感数据集中的模式和趋势，但不包含可能与个人有关或危及组织或政府的具体信息。在人工智能进步的推动下，合成数据消除了处理敏感数据的许多限制，为全球数据共享和生物现象、健康相关研究、训练人工智能模型等方面的合作研究开辟了新的可能性。

虽然前景看好，但这种加密需要更多的精力和时间才能实现安全的结果。随着人工智能的进步改变了数据的价值，预计合成数据生成和同态加密等技术将实现数据共享和访问，同时确保隐私、安全和数据主权。但它们仍有几个局限性。这些因素包括，在合成数据的情况下，对潜在的重要边缘情况或异常值的表示不佳，以及尽管这两种技术都具有去识别性，但仍有可能推断或重建敏感数据。为了确保这些技术取得成功，需要进一步研究这些技术及其使用政策

3．智能超表面RIS

随着全球对更高数据速率、更低延迟和节能连接的需求猛增，未来的网络将需要设计为具有增强的容量和连接性，并高度关注环境可持续性。智能超表面RIS 能够精确控制电磁波的聚焦，减少干扰和对高传输功率的需求，并具有高度的适应性，可以根据实时需求动态调整配置，这种适应性可以高效利用资源并提高无线网络的能源效率，这引起了电信利益相关者的极大兴趣。市场情报报告表明，智能超表面RIS正处于指数级采用和增长的风口浪尖。包括罗德与施瓦茨、华为、中兴、英特尔和三星在内的多家公司都在投资智能超表面RIS，这发出了一个强烈的信号，即智能超表面RIS 将在未来几年成为电信领域的核心。但必须解决几个未解决的挑战，包括高硬件成本以及需要明确的标准和法规来确保该技术的安全和合乎道德地使用。

4．高空平台基站（HAPS）

这些系统以航空器、软式飞船和气球为载体，将移动网络延伸至偏远地区，帮助全球超过26亿人消除数字鸿沟。

高空平台基站（HAPS）通常采用气球、飞艇或固定翼飞机的形式，为观察和通信提供稳定的平台，可运行数月。高空平台基站（HAPS）可以提供卫星和地面塔无法比拟的连接、覆盖和性能增强，特别是在山区、丛林或沙漠等地形复杂的地区。接入互联世界是通往未来的桥梁，它创造了通往繁荣和新教育可能性的道路，并加强了社会连通性。但根据国际电信联盟（ITU）的数据，全球约有三分之一的人仍处于离线状态，尤其是妇女和老年人。为应对这一挑战，必须改善基础设施，HAPS技术可以让人们获得教育、医疗保健和经济机会。更低的延迟、更低的成本、更高的容量、轻松的硬件升级和更快的部署使高空平台基站（HAPS）极具商业吸引力。2023 年，高空平台基站（HAPS）市场规模价值为7.833亿美元，预计2023年至2033年的复合年增长率为 10.4%。

5．通信感知一体化（ISAC）

6G网络的问世有助于实现同步数据采集（感知）和传输（通信），其催生的环境监测系统能够助力智能农业、环境保护和城市规划。通信感知一体化设备还有望降低能源和硅消耗。但实现 ISAC 的潜力取决于克服技术障碍、建立通信标准和确保网络级协调。它的成功将取决于它在从联网汽车到电子医疗等各个行业的应用情况，这凸显了该领域持续创新和合作的必要性。

6．建筑世界的沉浸式技术

这些技术将算力与虚拟和增强现实相结合，有望快速改进基础设施和日常生活中的各类系统。沉浸式设计体验有助于预测施工过程中可能出现的挑战，方法是在施工开始前测试假设、识别潜在错误并提供解决方案。虚拟原型设计和实验可以提高准确性。数字孪生已经在工业领域得到广泛应用，可用于模拟更为复杂的城市发展项目提案的结果，更好地开发基础设施和服务选民，并提高效率和效力。至关重要的是，这将简化从设计到实施的施工流程，从而发现和消除浪费，提高效率和可持续性。在这些技术的支持下，设计师和建筑专业人员能够核对实体和数字模型之间的一致性，确保项目的准确性和安全性，并能促进可持续发展。可以说，该领域的下一个飞跃将是生成式人工智能的结合，文本到建筑信息建模可能会将文本提示直接转换为详细的三维建筑模型，包括建筑规范、安全信息和其他元数据。尽管风险可能包括隐私和能源获取，尤其是在发展中国家，但积极主动的协作方法将鼓励创新，同时使其具有包容性和安全性。

7．弹性热量材料

随着全球气温的上升，对制冷解决方案的需求必定大幅上升。弹性热量材料是一种创新技术，这种材料能提高能效和降低能耗，在机械应力下释放和吸收热量，为当前技术提供一种可持续的替代性选择；同时这种材料不依赖可能对环境造成损害的制冷剂气体，而是利用镍和钛等广泛使用的金属。从社会角度来看，这项技术可以提高电网电力有限或没有电网电力的地区的制冷能力，从而改善生活质量并解决气候变化影响的一个关键方面。该领域的研究和开发正在迅速推进，科学出版物的发表率每22个月翻一番。随着弹性热量材料的商业化和技术创新的不断增长，其广泛应用前景光明，并将开创高效环保制冷解决方案的新时代。

8．碳捕获微生物

微生物碳捕获正成为控制大气中二氧化碳和缓解全球变暖的一种有前途的策略。同时，它可以生产各种具有巨大市场潜力的产品，如燃料、肥料和动物饲料。为了实现这一目标，研究人员正在开发微生物——包括细菌和微藻——利用阳光或可持续化学能来吸收和转化气体。微生物碳捕获有两种主要设计。第一种是光生物反应器，利用蓝藻和微藻等光合生物来捕获二氧化碳，利用阳光处理通过含有此类微生物的浴槽的含二氧化碳气体。第二种是微生物利用来自氢气、有机废物流或利用可再生能源从二氧化碳中提取的其他化学物质等来源的能量来捕获二氧化碳。无论是使用阳光还是化学物质作为能量，这两种系统都会对生物体进行改造，将二氧化碳转化为新产品，如生物柴油或富含蛋白质的动物饲料。每种系统的产品价值差异很大；选择使用哪种系统取决于实施公司的具体需求和能力，例如可用资源。经过一系列成功的演示和概念验证，微生物碳捕获现已准备好从试点过渡到全面生产。到2022年，全球对该技术的投资已达到64亿美元，凸显了该技术已准备好推向市场。尽管取得了重大进展，微生物碳捕获系统仍然面临着阻碍其广泛采用和商业化的挑战。首先，微生物大多适应低温条件，在捕获热工业废气中的二氧化碳方面效率较低，需要额外的耗能冷却设施。其次，现有的微生物碳捕获系统仍然非常昂贵。但是，产品的高价值至少可以抵消部分成本。最后，生产场所需要充足的阳光和可再生或清洁能源，而全球所有地区都无法保证这一点。

9．替代性牲畜饲料

替代性牲畜饲料为满足畜牧业日益增长的蛋白质需求提供了可持续的解决方案，这些饲料来自昆虫、单细胞蛋白、藻类和食物垃圾，为大豆、玉米和小麦等传统原料提供了可行的替代品。目前，近80%的大豆产量被用作动物饲料，这种需求导致了森林砍伐、生物多样性丧失、过度施肥和土地利用变化导致的温室气体排放。替代性动物饲料的另一个优势是它增加了多样性和营养价值，这在保护动物福利方面可以发挥关键作用。替代饲料原料市场充满活力，全球多家公司现已成功推出优质替代品。2023年，全球动物饲料替代蛋白市场价值为39.6亿美元。预计未来十年其价值将大幅增长，到2033年将增至82亿美元。但替代动物饲料不仅仅是一种万能的解决方案，其可行性取决于当地的供应情况、制造成本以及环境和社会条件；其他挑战包括环境法规、道德问题和竞争。

10．移植基因组学

器官移植是20世纪下半叶医学领域的一项重大进步，并且一直在不断发展。2024年3月首次成功将非人类（猪）肾脏移植到活体人类受体中，成为一个重要里程碑。将转基因器官成功植入人体标志着医疗科技的重大进步，为数百万等待器官移植的患者带来了希望。