Die Alibaba Damo Academy, die globale Forschungsinitiative der Alibaba Group, stellt die führenden Trends, die die Technologiebranche in den kommenden Jahren prägen werden, vor.
Durch die Analyse von Millionen öffentlicher Dokumente und Patentanmeldungen in den letzten drei Jahren und die Durchführung von Interviews mit bis zu 100 Wissenschaftlern hat Damo die zehn wichtigsten Technologietrends für die nächsten zwei bis fünf Jahre ermittelt:
1. Konvergenz von Cloud, Netzwerk und Geräten
Die rasante Entwicklung neuer Netzwerktechnologien wird die Evolution des Cloud Computing hin zu einem neuen Computersystem vorantreiben: die Konvergenz von Cloud, Netzwerk und Geräten. In diesem neuen System haben Clouds, Netzwerke und Geräte eine klarer definierte Arbeitsteilung. Die Konvergenz von Cloud, Netzwerk und Geräten ist der Katalysator für die Entstehung neuer Anwendungen, die anspruchsvollere Aufgaben erfüllen, wie zum Beispiel hochpräzise Industriesimulationen, industrielle Qualitätsprüfungen in Echtzeit und Mixed Reality. In den nächsten zwei Jahren erwarten wir eine Flut von Anwendungen, die auf dem neuen Computersystem laufen werden.
2. KI für die Wissenschaft
In den vergangenen Jahrhunderten gab es in der Wissenschaft zwei grundlegende Paradigmen: die experimentelle und die theoretische Wissenschaft. Heute macht der Fortschritt der KI neue wissenschaftliche Paradigmen möglich. Das maschinelle Lernen kann riesige Mengen multidimensionaler und multimodaler Daten verarbeiten und komplexe wissenschaftliche Probleme lösen. Damit wird KI nicht nur die wissenschaftliche Forschung beschleunigen, sondern auch zur Entdeckung neuer wissenschaftlicher Gesetze beitragen. Es ist davon auszugehen, dass die KI in den nächsten drei Jahren im Forschungsprozess eine breite Anwendung findet und in einigen Grundlagenwissenschaften als Produktionsmittel eingesetzt wird.
3. Photonische Siliziumchips
Da die Grösse der Transistoren an physikalische Grenzen stösst, kann die Geschwindigkeit der Entwicklung elektronischer Chips nicht mehr den steigenden Anforderungen an den Datendurchsatz gerecht werden, die durch die Zunahme der Hochleistungscomputer entstehen. Im Gegensatz zu elektronischen Chips verwenden Silizium-Photonik-Chips Photonen anstelle von Elektronen zur Datenübertragung. Photonen stehen nicht in direkter Wechselwirkung miteinander und können größere Entfernungen zurücklegen, weshalb Silizium-Photonik-Chips eine höhere Rechendichte und Energieeffizienz bieten. Das Aufkommen von Cloud Computing und KI treibt die rasante Entwicklung der Silizium-Photonik-Technologie voran. In den nächsten drei Jahren ist mit einem weit verbreiteten Einsatz von Silizium-Photonik-Chips bei der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung in grossen Rechenzentren zu rechnen.
4. KI für erneuerbare Energien
Dank der rasanten Entwicklung von Technologien zur Erschliessung erneuerbarer Energien wie beispielsweise Wind- und Solarenergie, haben erneuerbare Energien als Stromquelle in den letzten Jahren massgeblich an Relevanz gewonnen. Die grössten Herausforderungen sind jedoch auch heute noch die schwierige Netzintegration, niedrige Energienutzungsrate und Speicherung überschüssiger Energie. Da die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien nicht vorhersehbar ist, stellt die Integration erneuerbarer Energiequellen in das Stromnetz eine Herausforderung dar, die die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Netzes beeinträchtigt. Die Anwendung von KI in der Branche ist von zentraler Bedeutung für die Verbesserung der Effizienz und Automatisierung von Stromsystemen und die Maximierung von Ressourcennutzung und Stabilität. In den nächsten drei Jahren wird KI den Weg für die Integration erneuerbarer Energiequellen in das Stromnetz ebnen und zu einem sicheren, effizienten und zuverlässigen Betrieb des Stromnetzes beitragen.
5. „Hochpräzise“ Medizin
Die Konvergenz von KI und Medizin wird die Integration von Fachwissen und neuen diagnostischen Hilfstechnologien fördern und als Kompass für die klinische Medizin dienen. Mit diesem Kompass können Ärzte Krankheiten diagnostizieren und medizinische Entscheidungen so schnell und genau wie möglich treffen. Durch den Einsatz von KI wird es möglich sein, auch schwere Krankheiten noch einfacher zu quantifizieren, zu berechnen, vorherzusagen und zu verhindern. Die auf den Menschen ausgerichtete Präzisionsmedizin mittels KI ist ein wichtiger Trend, der in den nächsten Jahren einen massgeblichen Einfluss auf mehrere Bereiche des Gesundheitswesens haben wird, einschliesslich der Prävention, Diagnose und Behandlung von Krankheiten.
6. Geschützte Datenverarbeitung
Integrierte Technologien, wie dedizierte Chips, kryptografische Algorithmen und Whitebox-Implementierungen vereinfachen den Schutz von Daten auch bei der Berechnung grosser Datenmengen sowie der Integration von Daten aus verschiedenen Bereichen. In den nächsten drei Jahren wird dies zu einer Verbesserung in der Leistung und Interpretierbarkeit der Daten führen.
7. Erweiterte Realität (XR)
XR-Brillen versprechen, die Mixed Reality zur Wirklichkeit werden zu lassen. Diese Technologie legt den Grundstein für ein neues industrielles Ökosystem, das elektronische Komponenten, Geräte, Betriebssysteme und Anwendungen umfasst. XR wird digitale Anwendungen umgestalten und die Art und Weise revolutionieren, wie Menschen mit Technologie in Bereichen wie Unterhaltung, soziale Netzwerke, Büro, Einkaufen, Bildung und Gesundheitswesen interagieren. Wir gehen davon aus, dass in den nächsten drei Jahren eine neue Generation von XR-Brillen auf den Markt kommen wird, die sich in Aussehen und Haptik nicht von gewöhnlichen Brillen unterscheiden und ein wichtiger Einstiegspunkt in die nächste Generation des Internets sein werden.
8. Wahrnehmungsfähige Soft-Robotik
Im Gegensatz zu konventionellen Robotern besitzen Soft Robots einen physisch flexibleren Körper und können beispielweise Druck und Ton besser wahrnehmen. Diese Roboter nutzen modernste Technologien wie flexible Elektronik, druckadaptive Materialien und künstliche Intelligenz. Damit können sie komplexe Aufgaben ausführen und sich verformen, um sich so an unterschiedliche physikalische Umgebungen anzupassen. Das Aufkommen der wahrnehmungsfähigen Soft-Robotik wird die Fertigungsindustrie verändern, weg von der Massenproduktion standardisierter Produkte hin zu spezialisierten Kleinserienprodukten. In den nächsten fünf Jahren wird die wahrnehmungsfähige Soft-Robotik herkömmliche Roboter in der Fertigungsindustrie ersetzen und den Weg für einen breiteren Einsatz von Servicerobotern in unserem täglichen Leben ebnen.
9. Integriertes satellitengestütztes und terrestrisches Computing
Terrestrische Netze und Rechnersysteme bieten digitale Dienste für dicht besiedelte Gebiete, während in dünn besiedelten Gebieten wie Wüsten, Meeren und auch im Weltraum keine Dienste verfügbar sind. Ein integriertes System verbindet Satelliten in der hohen Erdumlaufbahn (HEO) und der niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) mit terrestrischen Mobilfunknetzen und erreicht so eine nahtlose und multidimensionale Abdeckung. Somit werden digitale Dienste weltweit zugänglicher und umfassender. In den nächsten fünf Jahren werden Satelliten und terrestrische Systeme als Rechenknoten fungieren und ein integriertes Netzsystem bilden, das allgegenwärtige Konnektivität bieten wird.
10. Co-Evolution von KI-Modellen im grossen und kleinen Massstab
Gross angelegte Pre-Training-Modelle beziehungsweise Basismodelle sind ein zentraler Faktor für den Übergang von schwacher zu allgemeiner KI. Der Vorteil einer höheren Leistung und der Nachteil des Energieverbrauchs halten sich jedoch nicht die Waage und schränken somit die Erforschung gross angelegter Modelle ein. In der Zukunft wird es nicht mehr um den Wettlauf der Skalierbarkeit von Basismodellen, sondern vielmehr um eine Co-Evolution von grossen und kleinen Modellen gehen.
