關(guān)于京東發(fā)布的未來科技趨勢白皮書詳解中的5大趨勢技術(shù)淺析

2020年，疫情震蕩全球，經(jīng)濟(jì)波動劇烈，無論是國家還是企業(yè)，都希望通過把握未來科技“脈搏”，驅(qū)散經(jīng)濟(jì)下行陰影，實(shí)現(xiàn)組織升級迭代。

逝者如斯，新的十年，哪些關(guān)鍵技術(shù)將重新塑造我們的社會、改變我們的生活？

近日，京東集團(tuán)技術(shù)委員會發(fā)布《技術(shù)重構(gòu)社會供應(yīng)鏈——未來科技趨勢白皮書》（文末提供PDF下載），向業(yè)界全面展示了京東數(shù)智化社會供應(yīng)鏈在人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、自主系統(tǒng)、下一代技術(shù)等五大關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)趨勢研究，以及在零售、健康、物流、金融、城市等五大場景的技術(shù)賦能成果。

其中，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、自主系統(tǒng)、下一代計(jì)算，正在成為未來科技趨勢的主要關(guān)鍵詞，并積極將這5項(xiàng)技術(shù)與業(yè)務(wù)場景進(jìn)行融合：

人工智能（包括機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)及聯(lián)邦學(xué)習(xí)等）將在機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺、自然語言處理等領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)取得重要突破，從而加強(qiáng)AI的可信賴程度。

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、5G通信技術(shù)、以及邊緣計(jì)算技術(shù)的發(fā)展將使物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)跨越式普及，數(shù)字孿生世界將成為可能。

區(qū)塊鏈的共識機(jī)制、分布式存儲、安全保護(hù)在保證數(shù)據(jù)可信可靠傳播中扮演著重要的角色。區(qū)塊鏈的發(fā)展將構(gòu)筑以互信合作商業(yè)模式為主的數(shù)智化供應(yīng)鏈新模態(tài)，形成人與人之間完全信任、共享共建的新社會生態(tài)。

自主系統(tǒng)（自動駕駛、高精地圖、自主環(huán)境感知等）將進(jìn)入高級自動化和自治時(shí)代，人腦、云腦、端腦與生物體、數(shù)字體、機(jī)械體融合共生，達(dá)到人機(jī)柔性智能融合。

下一代計(jì)算（包括量子計(jì)算、云計(jì)算、異構(gòu)計(jì)算等）具有多場景、安全、云邊端協(xié)同一體化的特性，將成為數(shù)智化社會的重要基礎(chǔ)設(shè)施。

以下為《技術(shù)重構(gòu)社會供應(yīng)鏈——未來科技趨勢白皮書》的擴(kuò)展解讀。

趨勢一：“人工智能”三大重點(diǎn)技術(shù)走向“深水區(qū)”

對于人工智能的未來發(fā)展方向，在此次白皮書中，主要分析了三項(xiàng)主流技術(shù)：

機(jī)器學(xué)習(xí)

機(jī)器視覺（視）

自然語言處理（聽、讀、說）

目前，人工智能技術(shù)表現(xiàn)出來的更多是“人工的”智能，依靠人工幫助機(jī)器拓寬可學(xué)習(xí)的范圍。

京東集團(tuán)技術(shù)委員會認(rèn)為，雖然目前的方法尚未賦予機(jī)器完全的認(rèn)知智能或決策智能，但已經(jīng)在線上零售、金融風(fēng)控、智慧城市等多個(gè)行業(yè)及應(yīng)用場景產(chǎn)生了商業(yè)價(jià)值。

京東集團(tuán)人工智能應(yīng)用場景

機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域發(fā)展最快的一個(gè)分支，又屬以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的深度學(xué)習(xí)。

目前業(yè)界大數(shù)據(jù)、無人車、計(jì)算機(jī)視覺、智能供應(yīng)鏈等工程項(xiàng)目均使用深度學(xué)習(xí)算法。其中，針對超大數(shù)據(jù)量的深度學(xué)習(xí)，模型訓(xùn)練是關(guān)鍵步驟，同時(shí)也是既耗時(shí)又耗費(fèi)GPU資源的工作，嚴(yán)重限制了深度學(xué)習(xí)各項(xiàng)應(yīng)用的推進(jìn)。

對于這一痛點(diǎn)，京東提出了新穎的深度學(xué)習(xí)分布式優(yōu)化理論和算法——特征回放算法（Features replay），并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了在無性能損失的前提下，特征回放算法比傳統(tǒng)反向傳播算法（Backpropagation），在速率上節(jié)省至少34.4%的訓(xùn)練時(shí)間。

此外，隨著新場景問題的不斷出現(xiàn)，結(jié)合特定場景的機(jī)器學(xué)習(xí)范式也不斷被提出，代表了未來機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)展的方向，例如聯(lián)邦學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)、對抗學(xué)習(xí)、分布式學(xué)習(xí)、元學(xué)習(xí)、 可解釋學(xué)習(xí)、輕量學(xué)習(xí)和量子機(jī)器學(xué)習(xí)等。

而京東科技也積極跟進(jìn)這些機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)展方向，比如在2020年10月正式推出自主研發(fā)的聯(lián)邦學(xué)習(xí)平臺——Fedlearn。目前京東科技金條、白條業(yè)務(wù)模型已經(jīng)全面實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)建模向聯(lián)邦建模的升級，聯(lián)邦模式下模型的風(fēng)險(xiǎn)識別能力和流量轉(zhuǎn)化率均得到了提升。除了在風(fēng)控方面的應(yīng)用，F(xiàn)edlearn平臺還在智能城市等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。

除了機(jī)器學(xué)習(xí)外，白皮書還聚焦分析了機(jī)器視覺、自然語言處理這兩項(xiàng)主流技術(shù)。

京東集團(tuán)技術(shù)委員會認(rèn)為，在機(jī)器視覺領(lǐng)域，大規(guī)模視覺分析識別準(zhǔn)確率不斷提升，落地于部分實(shí)際應(yīng)用場景，但復(fù)雜開放場景的應(yīng)用尚未廣泛鋪開。目前，機(jī)器視覺技術(shù)在安防、工業(yè)檢測、自動駕駛等場景下快速普及，具體可用于手機(jī)、行車記錄儀、安防攝像頭等。

在自然語言處理方面，“熟讀唐詩三百首，不會作詩也會吟”的概念不僅適用于人，同樣適用于機(jī)器。

未來，智能客服、智能營銷、旅游咨詢、醫(yī)療問診等場景，隨著數(shù)據(jù)的大量累積和使用，可以提供接近于行業(yè)專家水準(zhǔn)的擬人化服務(wù)。據(jù)悉，在2020年“京東 11.11”當(dāng)天，京東情感智能客服累計(jì)服務(wù) 6552 萬次，京東智能分析平臺調(diào)用量超過 1 億次。

趨勢二：“物聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)用場景將迎來大爆發(fā)

物聯(lián)網(wǎng)（IoT，The Internet of things）是人、物、服務(wù)泛在相連的互聯(lián)網(wǎng)。

持續(xù)創(chuàng)新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與社會消費(fèi)、工業(yè)生產(chǎn)密切融合，逐步形成了消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)（C 端）、產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（B 端）、數(shù)字城市等新型信息產(chǎn)業(yè)。

物聯(lián)網(wǎng)C端家居生態(tài)

以消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)為例，消費(fèi)級物聯(lián)網(wǎng)的場景包含智能家居、可穿戴設(shè)備等，這些場景與消費(fèi)者的生活息息相關(guān)，其中智能家居屬于發(fā)展較快的領(lǐng)域，安防、照明、環(huán)境（三恒系統(tǒng)）等家庭乃至更大場所內(nèi)的場景均是智能家居的發(fā)展機(jī)會點(diǎn)。

物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展目標(biāo)是成為物理世界和數(shù)字世界的連接樞紐，融合兩個(gè)世界的文化觀和世界觀，改善 人類社會的生活體驗(yàn)，提升產(chǎn)業(yè)效率。根據(jù)艾瑞咨詢的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止至 2019 年中國物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接量已 達(dá) 45.7 億個(gè)，預(yù)計(jì) 2019 年到2025 年中國物聯(lián)網(wǎng)連接量將以 27.8% 的年復(fù)合增長率持續(xù)增長。

同時(shí)根據(jù)中國工業(yè)和信息化部的統(tǒng)計(jì)，截止至 2020 年 6 月，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)終端用戶數(shù)已達(dá)到 11.06 億，其中應(yīng)用于 智能制造、智慧交通、智慧公共事業(yè)的終端用戶占比分別達(dá) 21.1%、18.2%、21.4%。中國物聯(lián)網(wǎng)在設(shè)備 接入量增長迅猛，應(yīng)用場景百花齊放。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在京東業(yè)務(wù)體系中有著豐富的應(yīng)用場景，京東集中發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)及相關(guān)技術(shù)，以提升自身物流、 零售、健康、金融、城市等業(yè)務(wù)的運(yùn)行效率。

2014 年以來，京東逐步將其物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)面向外部開放，為各個(gè)智能領(lǐng)域賦能。目前，京東已經(jīng)形成包括智能家居、智能物流、智能金融、智能醫(yī)療、工業(yè)物聯(lián)、智能地產(chǎn)、 智能車聯(lián)等領(lǐng)域的行業(yè)解決方案。

京東集團(tuán)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案

相較于其他廠商，自營電商屬性的優(yōu)勢使得京東可以對智能家居產(chǎn)品進(jìn)行跨品牌、跨品類的整合，形成更成熟的數(shù)字化及場景孿生能力。依托京東科技的云原生技術(shù)，京東形成了完善的單品智能化方案，為智能家居產(chǎn)品提供可靠的云服務(wù)平臺、高性價(jià)比模組以及 APP 端控制方式，可支持 10 余種智能化協(xié)議，能夠 快速幫助品牌商實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能化。

此外，京東還提供智能助手賦能方案，讓產(chǎn)品具備聽覺、視覺和理解能力，實(shí)現(xiàn)播放音樂、購物、家居設(shè)備控制等功能，使產(chǎn)品更加智能。目前，京東智能家居京魚座生態(tài)品牌， 已成為智能家居領(lǐng)域一個(gè)具備開放設(shè)備控制能力的品牌，為 230 多家品類、1000 多家品牌商、4000 多種 產(chǎn)品提供服務(wù)，連接超過 2 億臺設(shè)備。

AR/VR/MR 技術(shù)的普及可以使人們通過遠(yuǎn)程操控虛擬設(shè)備改變現(xiàn)實(shí)設(shè)備的運(yùn)作；腦機(jī)接口的發(fā)展可以讓設(shè)備直接感知人們的需求，及時(shí)做出回應(yīng)，進(jìn)一步簡化了設(shè)備的操作流程；殘障人士可以借助上述技術(shù)，通過操作數(shù)字孿生改變現(xiàn)實(shí)設(shè)備的運(yùn)作，極大提高了生活及工作上的便利性。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，還可以讓產(chǎn)品供給側(cè)的廠商可以直接感知到需求側(cè)消費(fèi)者的產(chǎn)品使用需求，調(diào)動自身產(chǎn)品服務(wù)消費(fèi)者，跳出了消費(fèi)者需“先擁有、后享受”的傳統(tǒng)商業(yè)模式。

生產(chǎn)廠商將會從現(xiàn)在的售賣產(chǎn)品模式，過渡到售賣產(chǎn)品 + 服務(wù)模式，繼而發(fā)展到最終的售賣服務(wù)模式。汽車制造廠商可從現(xiàn)在的售賣汽車 + 售后保養(yǎng)服務(wù)模式發(fā)展到出行服務(wù)模式;航空發(fā)動機(jī)廠商（如 Rolls-Royce）可從售賣發(fā)動機(jī) + 維護(hù)服務(wù)模式發(fā)展到租用服務(wù)模式， 解除了產(chǎn)品生產(chǎn)廠商與消費(fèi)者需通過實(shí)體設(shè)備連接雙方的硬性要求。

趨勢三：聯(lián)盟鏈成為企業(yè)應(yīng)用“區(qū)塊鏈”的主流形式

“區(qū)塊鏈”是一個(gè)技術(shù)組合的統(tǒng)稱，它是將數(shù)學(xué)、密碼學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)通信、分布式存儲、共識協(xié)議等理論和技術(shù)結(jié)合后所誕生的信息技術(shù)術(shù)語，它支持?jǐn)?shù)字信息的共享存儲和共同鑒證，可在司法、貿(mào)易、金融等域通過多方投票方式達(dá)成共同決議，實(shí)現(xiàn)多個(gè)主體之間的協(xié)作信任與一致行動。

當(dāng)前區(qū)塊鏈技術(shù)仍處于快速發(fā)展與迭代階段，在“數(shù)字經(jīng)濟(jì)”、“新基建”等相關(guān)政策的引導(dǎo)下，區(qū)塊鏈技術(shù)正在從小規(guī)模應(yīng)用探索向大規(guī)模應(yīng)用實(shí)踐轉(zhuǎn)變。此外，隨著更多資源的注入和真實(shí)需求的挖掘，區(qū)塊鏈技術(shù)正加速著各行各業(yè)的變革，區(qū)塊鏈核心技術(shù)的自主創(chuàng)新，底層架構(gòu)體系的自研開發(fā)已成為其發(fā)展的基本趨勢。在國家主張自主知識產(chǎn)權(quán)的背景下，區(qū)塊鏈已上升至國家戰(zhàn)略，有望成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的新引擎。

區(qū)塊鏈發(fā)展歷程

智能合約是區(qū)塊鏈系統(tǒng)可以自動按照預(yù)設(shè)條件自動執(zhí)行的代碼，是區(qū)塊鏈2.0 的核心組件。使用智能合約，用戶可以開發(fā)各種去中心化的應(yīng)用。如今，電子錢包、游戲、交易所、市場、投票系統(tǒng)等各式各樣的區(qū)塊鏈應(yīng)用的出現(xiàn)，都得益于智能合約。

未來，區(qū)塊鏈 3.0 是基于智能合約，深度嵌入社會生活的各種區(qū)塊鏈應(yīng)用，人們可以使用智能合約進(jìn)行理財(cái)、娛樂、學(xué)習(xí)等。

區(qū)塊鏈有公有鏈、私有鏈、聯(lián)盟鏈之分。目前，聯(lián)盟鏈已經(jīng)成為企業(yè)應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)的主流形式。

在單鏈架構(gòu)下，現(xiàn)有區(qū)塊鏈技術(shù)在性能、容量、隱私、隔離性、擴(kuò)展性等方面均存在的瓶頸，因而驅(qū)動了聯(lián)盟鏈的興起。

聯(lián)盟鏈通過面向聯(lián)盟成員的共識機(jī)制，實(shí)現(xiàn)多中心化，支持跨部門的業(yè)務(wù)協(xié)同。依托聯(lián)盟鏈技術(shù)和聯(lián)盟協(xié)作建立可持續(xù)、安全和可信的支撐框架，實(shí)現(xiàn)底層平臺與應(yīng)用需求多種形式的鏈通。

目前區(qū)塊鏈的落地場景中，主要還是企業(yè)之間組成的聯(lián)盟鏈開展業(yè)務(wù)，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展會形成一個(gè)一個(gè)聯(lián)盟鏈數(shù)據(jù)孤島。

未來各聯(lián)盟會相互聯(lián)通，依托工業(yè)級跨鏈互操作技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)異構(gòu)云環(huán)境、異構(gòu)區(qū)塊鏈底層的相互通信和相互操作，實(shí)現(xiàn)跨鏈融合打通，支撐大規(guī)模異構(gòu)鏈跨鏈協(xié)同。

趨勢四：“自主系統(tǒng)”高級自動化，自動駕駛正批量落地

自主系統(tǒng)是指具有一定自治能力和自主性的控制系統(tǒng)，結(jié)合人工智能與物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，并通過實(shí)時(shí)控制決策來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自治。

目前，自主系統(tǒng)主要應(yīng)用于無人車、無人機(jī)、移動機(jī)器人等領(lǐng)域。自主系統(tǒng)可以替代或輔助人類在特定環(huán)境下完成任務(wù)，極大提高了人類的感知范圍，擴(kuò)展了人類的行為能力。

在軍事和民用領(lǐng)域，自主系統(tǒng)可以滿足多場景的自動化和智能化需求，通過整個(gè)集成系統(tǒng)的有機(jī)協(xié)作，大幅提升系統(tǒng)性能，從而滿足對總體效益和生產(chǎn)能力的要求。

自動駕駛技術(shù)是自主系統(tǒng)的重要組成部分，旨在沒有任何人類主動的操作下，自動安全地操作機(jī)動車輛。

目前，隨著產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟，自動駕駛正批量落地。自動駕駛公司與車輛生產(chǎn)公司形成產(chǎn)業(yè)鏈上下游關(guān)系， 車輛生產(chǎn)公司聚焦于降低車輛生產(chǎn)成本，提高其穩(wěn)定性和一致性，而自動駕駛公司則聚焦于提供高性能的自動駕駛服務(wù)，將其變成商品提供給客戶。自動駕駛的普及激活了相關(guān)智能組件市場，計(jì)算單元、芯片、傳感器、 高精地圖、仿真云平臺技術(shù)將得到快速發(fā)展，促進(jìn)自動駕駛技術(shù)的快速升級迭代。

疫情期間的無人配送車輛應(yīng)用

京東無人配送車自 2016 年誕生以來經(jīng)歷了多次迭代，目前搭載 L4 級自動駕駛芯片，擁有數(shù)據(jù)仿真平臺、 機(jī)器人管理平臺和工控平臺等，可實(shí)現(xiàn)自主環(huán)境感知、高精定位和規(guī)劃預(yù)測等功能。

趨勢五：云計(jì)算、量子計(jì)算等“下一代計(jì)算”將迎來新發(fā)展

近年來，隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷增長，人工智能特別是深度學(xué)習(xí)算法在越來越多的行業(yè)內(nèi)得到應(yīng)用，對計(jì)算系統(tǒng)提出了越來越高的要求與挑戰(zhàn)。在新技術(shù)、新場景、新挑戰(zhàn)的驅(qū)動下，計(jì)算領(lǐng)域正經(jīng)歷著一場深刻的變革。

在下一代計(jì)算中，計(jì)算任務(wù)從用戶端逐步向計(jì)算能力更強(qiáng)大的邊緣端和遠(yuǎn)程云服務(wù)器處移動，正朝著云、邊、端協(xié)同計(jì)算的層級結(jié)構(gòu)發(fā)展。

云計(jì)算硬件已經(jīng)成為計(jì)算技術(shù)創(chuàng)新的主戰(zhàn)場。目前已經(jīng)開發(fā)了多種新計(jì)算構(gòu)架和處理器，并投入使用。在少數(shù)一些邊端應(yīng)用領(lǐng)域，如自動駕駛、安防，專用的計(jì)算芯片已經(jīng)獲得認(rèn)可并投入使用， 還有廣闊的應(yīng)用空間等待被新的計(jì)算技術(shù)所覆蓋。

因此，很難有一種通用的計(jì)算硬件適用于所有邊端的計(jì)算需要。

集成電路工藝在突破 5nm 之后逐漸在接近晶體管直徑的物理極限。盡管目前集成電路工藝仍繼續(xù)向著 1nm 邁進(jìn)，但其制造成本卻大幅提高。

在同等成本水平下是否可以維持算力的指數(shù)增長可能成為下一代計(jì)算前進(jìn)的關(guān)鍵。在尋找集成電路工藝替代算力的嘗試中，量子計(jì)算被認(rèn)為是最有可能補(bǔ)充傳統(tǒng)集成電路算力的技術(shù)。

在實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)計(jì)算案例，用目前最先進(jìn)的超級計(jì)算機(jī)需要計(jì)算一萬年，而量子計(jì)算機(jī)只用了二百秒。而中國的“九章” 量子計(jì)算原型機(jī)則實(shí)現(xiàn)了 76 量子比特。

我國量子計(jì)算逐漸走出實(shí)驗(yàn)室，量子計(jì)算在特定計(jì)算任務(wù)上具備指數(shù)加速能力，有望成為“后摩爾定律” 時(shí)代新的計(jì)算形態(tài)，對潛在商業(yè)應(yīng)用形成良性激勵(lì)。

白皮書指出，云平臺已成為量子計(jì)算應(yīng)用探索和產(chǎn)業(yè)推廣的重要方式， 國內(nèi)外多家科技企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)，包括本源量子和深圳量旋等都陸續(xù)推出了自己的量子計(jì)算云平臺和服務(wù)。

登高遠(yuǎn)眺，踏路而行

睜開雙目，機(jī)器視覺、自然語言處理、5G通信、自動駕駛等技術(shù)有的快速迭代、有的大規(guī)模落地、有的已漸趨成熟；

登高望遠(yuǎn)，量子計(jì)算、AR/VR、腦機(jī)接口等技術(shù)應(yīng)用的大量普及，三五年內(nèi)想要完成雖然還有極大的難度，但將時(shí)間線拉長又豁然開朗。

2020年底，國家發(fā)布“十四五規(guī)劃”，并制定了中國2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)?！笆奈逡?guī)劃”強(qiáng)調(diào)要加快數(shù)字化發(fā)展、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，更是提到了大數(shù)據(jù)、人工智能、量子信息等科技關(guān)鍵詞。

疫情雖動蕩，但科技興國的戰(zhàn)略始終不變，2021年的畫卷已緩緩展開，人們既然選擇了遠(yuǎn)方，踏路而行，自有前程。
編輯：lyn