《2020科技趋势报告》由未来今日研究所和纽约大学斯特恩商学院（NewYorkUniversity'sSternSchoolofBusiness）主任艾米韦伯（AmyWebb）教授共同撰写，这次已经是第13年发布。这份报告试图认识到技术与未来不确定性之间的联系，比如2020年美国总统大选的结果，以及冠状病毒等流行病的传播。
在所有前沿科技中，人工智能再次成为该榜单的第一名。韦伯表示，人工智能将引发第三次计算浪潮，带来积极的影响，例如AlphaFold在发现疾病的治疗方法中可以发挥的作用；但也会带来消极的影响，例如它当前对刑事司法系统的影响。
一些科技巨头，例如美国的Amazon、IBM、Facebook、Google和Microsoft，以及中国的腾讯、阿里和百度，继续在全球科技领域发挥最大的影响力。韦伯已经在2019年出版的《九大巨头》中预测了这些公司将如何塑造世界。
“这9家公司推动了人工智能的大部分研究、资金、政府参与和消费级应用。大学的研究人员和实验室依靠这些公司提供数据、工具和资金。九大人工智能公司也对人工智能合并和收购产生了巨大影响，为人工智能初创公司提供资金并为下一代开发人员提供支持。”
同时，报告指出，中国的企业和政府正在全面合作，以使其在2030年之前成为全球主要的人工智能创新中心。
与中国相比，美国拥有众多组织和中心，但是，这些机构“缺乏机构间合作和协调的努力”，在行动目标、研发工作安排和资金周转方面存在不协调的情况。
据了解，每年韦伯通常会在德克萨斯州奥斯汀举行的SXSW会议上，以一场演讲作为报告发布的开头，但是由于冠状病毒的影响，今年的会议已经取消。
1.AI与企业
1.1利用人工智能加速科学发现的进程
用几个变量进行实验，通常需要对测量、材料和输入进行微小的、系统的调整。研究生们可能会花上几百个无聊的小时，一次又一次地做一些小的调整，直到找到一个解决方案。越来越多的人工智能系统被用于研究实验室，以加快科学发现的进程。
1.2云端人工智能
1.3线下人工智能
可以在设备上进行这种由本地人工智能驱动的处理和决策，在云或互联网上没有任何数据交互——这是一种使用所谓“边缘计算”的技术。直接在设备上处理数据，在未来对于医疗保健、汽车和制造业应用将非常重要，因为它可能更快、更安全。
1.4机器人流程自动化
1.5企业中的数字双胞胎和认知双胞胎
数字双胞胎是真实世界环境、产品或资产的虚拟表示，用于多种目的。制造商使用数字双胞胎来管理机器和工厂的性能和效率，而城市规划者则使用它们来模拟新开发项目的影响。
1.6认知机器人
随着人类和机器更加紧密地合作，机器人有机会根据环境学习和适应新的技能。机器学习、深度强化学习、计算机视觉和模拟环境的发展将很快导致具有早期认知能力的机器人出现。应用包括环境清理、探索危险地形和协助急救人员。
1.7先进的人工智能芯片
1.8无服务器计算
亚马逊网络服务、阿里云、微软Azure、谷歌云和百度云正在为开发者推出新的产品和软件包，希望能让一大批人工智能初创企业更容易、更实惠地将自己的创意投放市场。
1.9专业化、本土化的人工智能语言
Python是一种领先的语言，有许多预先构建的库和框架。Julia是麻省理工学院开发的一种专注于数值计算的开源语言。当然还有Lisp，由现代人工智能的前辈约翰麦卡锡在1958年创造的。
1.10Franken算法的扩散（ProliferationofFranken-algorithm）
算法只是定义和自动处理数据的规则。它们是用计算机能够理解和处理的“如果这个，那么那个”逻辑来构建的。开发人员并不总是提前知道一个算法将如何与其他算法一起工作。有时，几个开发团队都在独立地处理不同的算法和数据集，只有在部署后才能看到他们的工作。这一直是导致最近股市出现故障和电子商务网站发力的原因。
1.11为了竞争而操纵AI系统的公司
1.12企业生物识别欺骗
在实施监控和认证员工的人工智能系统之前，公司可能会三思而后行。机器学习的新技术导致了合成指纹和其他能够欺骗监控系统的自动生成生物识别器。
1.13人工智能机器人
bot，在最基本的层次上，是设计用于自动化指定任务的软件应用程序。它们可以是基于文本或音频的，并且可以跨各种平台部署。机器人技术的下一个重大进步不是技术性的，而是监管性的。
2.人工智能与商业生态系统
2.1全球对人工智能的投资热潮
众所周知，人工智能人才短缺，每个行业都希望将人工智能融入其核心业务职能。因此，在全球范围内都在争先恐后地为人工智能研究提供资金，并收购初创企业。
2.2算法市场
Github是一个流行的平台，允许任何人托管和审查代码
2.3市场整合
2.4破碎
人工智能的生态系统覆盖了数百家公司。许多政策团体、倡导组织和政府都在制定指导方针、规范和标准以及政策框架，希望以此来指导人工智能的未来发展。因此，生态系统在两个方面支离破碎：基础设施标准和治理。
2.5人工智能责任
当机器运转不好时，谁该受责备？我们目前的法律体系是为了规范人类行为，而不是无监督机器的行为。当企业急于构建和实施人工智能产品和流程时，他们必须提前计划新出现的风险。
2.6环境监测
3.过程、系统与计算机神经科学
3.1从平面二维图像创建三维模型
研究人员使用大量的三维模型、转换成三维模型的图像和从不同角度显示物体的二维图像训练神经网络。结果：一个新的系统，可以渲染三维模型，无需任何人为干预。实际应用包括仅使用二维图像自动生成环境真实模型的机器人。
3.2神经符号人工智能算法与系统
人工智能的发展一直走在两条概念轨道上：符号（机器使用表示概念的知识和规则基础）和非符号（机器使用原始数据创建自己的模式和概念表示）。神经网络将通过符号来理解数据，而不是总是依赖人类程序员为数据排序、标记和编目。符号算法将有助于这一过程，这最终将导致不总是需要人来训练的鲁棒系统。
3.3实时机器学习
人工智能的一大挑战是构建能够主动收集和解释数据、识别模式和整合上下文并最终实时学习的机器。对实时机器学习（RTML）的最新研究表明，使用连续的事务数据流和实时调整模型是可能的。这标志着数据移动方式和我们检索信息的方式发生了重大变化。
3.4自然语言理解（NLU）
NLU允许研究人员通过提取概念、映射关系和分析情感来量化和学习所有文本，并且他们在过去一年中取得了一些令人印象深刻的进步。在最近的一次语言理解评估竞赛中，中国的百度击败了谷歌和微软，成为第一个开发不仅能懂英语，还能懂中文的技术的公司。
3.5机器阅读理解（MRC）
对于人工智能研究者来说，机器阅读理解（MRC）一直是一个具有挑战性的目标，但却是一个重要的目标。MRC使得系统能够在筛选大量数据集的同时读取、推断意义并立即给出答案。它代表了实现人工通用智能的必要步骤，在短期内，它可能将从技术手册到历史地图，再到我们的医疗记录，一切都变成易于搜索的信息存储库。
3.6自然语言生成（NLG）
随着数字助理的日益普及，消费者希望能够与机器进行自然对话。但是训练人工智能系统需要大量的数据。自然语言生成（NLG）系统自动检测、分析、可视化和叙述关键数据。NLG的一个可能性是：开发一个可以使用简单语言向他人解释自己和所做决定的系统。
3.7机器学习中的实时上下文（Real-TimeContextinMachineLearning）
世界上充斥着信息、错误信息和肤浅的思想，机器学习中的实时上下文技术旨在帮助人们实践推理、发展见多识广的论点并得出可靠的结论。
3.8一般强化学习算法
研究人员正在开发能够学习多个任务的单一算法，AlphaZero。它不仅能在围棋中获得超人的表现，还能在其他游戏中获得超人的表现，包括国际象棋和日本象棋。这一个算法从游戏规则之外的知识开始，最终发展出自己的策略来击败其他玩家。
3.9深度学习范围
程序员使用特殊的深度学习算法，同时使用大量的数据，通常是数兆字节的文本、图像、视频、语音等，系统被训练成独立学习。虽然概念上的深度学习并不是什么新鲜事，但最近发生的变化是计算量和可用的数据量。实际上，这意味着越来越多的人工过程将被自动化，包括软件的编写，计算机很快就会开始自己编写。
3.10更快、更强大的开源框架
硬件升级和更快的芯片将有助于使开源框架在未来几年变得更快和更流行。
3.11强化学习与分层学习
强化学习是解决决策问题的有力工具，它被用来训练人工智能系统以获得超人的能力。在计算机模拟中，一个系统尝试、失败、学习、实验，然后快速连续地再次尝试，每次都会改变它未来的尝试。
3.12持续学习
目前，深度学习技术已经帮助系统学习以更接近人类所能做的方式解决复杂任务，但这些任务仍然是特定的，它们需要一个严格的序列，而且可能很耗时。持续学习（CL）更多的是关于自主和渐进的技能培养和发展，研究人员将继续在这一领域不断地突破可能的极限。
3.13多任务学习
在过去的一年里，卡内基梅隆大学和Facebook的人工智能实验室的研究人员发布了一款名为Pluribus的多人扑克人工智能，扑克也让多个玩家相互竞争，获得胜利比抓取游戏碎片要复杂得多。Pluribus学会了同时做几件事，并建立了自己的战略来赢得胜利。
3.14生成性对抗网络
生成性对抗网络（GANs）是本世纪最有趣的想法，在过去几年里，GANs有了巨大的进步。把一个GAN想象成图灵测试，但是没有任何人类参与。GANs是一个无监督的深度学习系统，由两个相互竞争的神经网络组成，它们在相同的数据（如人的图像）上进行训练。仅去年一年，就有许多有趣的实验涉及GANs。
研究人员维克多迪比亚（VictorDibia）训练了一个DCGAN模型（深度卷积世代对抗网络）来生成非洲面具
3.15新的生成建模技术
自回归隐式分位数网络（简称AIQN）听起来很复杂，但它是一个创新的想法，有助于改进算法，使它们更稳定。这意味着：这可能会加快人工智能的发展步伐——这可能意味着整个生态系统中更快的机遇和创新。
3.16概率规划语言
概率编程语言减轻了开发概率模型的一些压力和繁琐。这些较新的语言允许开发人员构建、重用和共享他们的模型库，同时仍然容纳不完整的信息。
3.17机器图像完成（MachineImageCompletion）
如果一个计算机系统能够访问上百万的图片，就说它可以修补和填补图片中的漏洞。这项功能对专业摄影师以及所有想拍出更好自拍的人都有实际的应用。图像完成也是执法和军事情报人员的一个有用工具，计算机现在可以帮助他们识别谁或什么是在框架中。考虑到我们已经在机器学习算法和数据集上看到的偏见，图像完成可能成为未来关于隐私和我们设备的争论的一部分。
3.18混合人-计算机视觉分析
目前人工智能没有人的帮助还不能完全发挥作用。混合智能系统将人类和人工智能系统结合起来，以获得更高的精确度。
3.19预测机器视觉
预测机器视觉研究有朝一日将使机器人能够更容易地在人类环境中导航，并通过从我们自己的肢体语言中获取线索与我们人类互动。它也可以用于零售环境，当我们操作机器，或当我们在教室学习。
3.20自动机器学习（AutoML）
3.21定制机器学习
不久，个人用户将上传他们自己的数据来定制现有的人工智能模型。例如，像Google的CloudAutoML和AmazonSageMakerAutopilot这样的工具允许组织在没有受过高度培训的员工的情况下培训定制的机器学习模型。
3.22图神经网络
气味分类是很棘手的，因为它需要一个多标签系统。谷歌的研究人员正在构建图形神经网络（graphneuralnetworks），一种以图形为输入的特殊类型的深层神经网络以在分子水平上预测气味。
3.23智能光学字符识别
一个持续的挑战是让机器认识到我们用书面表达自己的各种方式。光学字符识别（OCR）以固定的、可识别的格式工作，如公路标志和书中的文字。但是，OCR往往不够聪明，无法识别不同的字体、独特的符号或只有一家公司的字段的电子表格。
4.人工智能与内容创意
4.1人工智能与创意过程
生成性对抗网络（GANs）的能力远远超过生成深度假视频。研究人员正与艺术家和音乐家合作，创造出全新的创造性表达形式。从合成非洲部落面具到建立幻想的虚构星系，人工智能正被用来探索新的想法。
4.2内容生成算法
4.3从短视频生成虚拟环境
自动生成的虚拟环境的未来应用非常广泛：考虑物流培训环境（仓库、工厂、航运中心）、城市规划模拟，甚至在游乐园和购物中心内测试客户流场景。
4.4自动版本控制
随着更多的实验的进行，人们期望看到新闻和娱乐媒体公司开发同一内容的多个版本，以达到更广泛的受众或大规模生产大量的内容。
4.5自动语音克隆和配音
类似人工智能和描述使克隆声音成为可能，这意味着很快你可以在电影中看到基努里夫斯，也可以听到他用自己的声音用意大利语说话。
4.6机器文字识别
在过去的一年里，研究人员展示了人工智能是如何被用来编写好的文本的，以至于人类无法分辨它是由机器编写的。事实证明，人工智能还可以用来检测文本是什么时候生成的，即使我们人类无法识别假文本。
4.7算法事实检查
误导性和彻头彻尾的虚假信息已经污染了互联网和我们的社交媒体渠道，日常消费者难以应对，旨在传播谎言的算法可以比人类的事实核查器工作得更快。人工智能研究人员一直在研究使用框架语义的自动化技术。框架是描述特定事件、情况、对象或关系及其参与者的示意图。
4.8数据挖掘群
智能手机拥有量已经达到临界值，人们对各种网络的使用也达到临界值。人类的数据不仅可以跟踪我们自己，还可以供任何人搜索、收集和分析。预计更多的新闻机构以及营销人员、活动家和其他团体将开始以创造性的方式利用这些数据。
4.9深度链接
自智能手机问世以来，深度移动连接就一直存在，它使人们更容易在手机中的所有应用程序中查找和共享数据。深度链接的使用方式现在已经模糊了消费者的信息。
5.消费品和服务
5.1环境计算扩展
5.2无处不在的数字助理（DAs）
在很多地方都可以找到数字助理。现在有成千上万的应用程序和小工具可以跟踪和响应DAs。新闻机构、娱乐公司、营销人员、信用卡公司、银行、地方政府机构（警察、公路管理局）、政治活动和许多其他机构都可以利用DAs来显示和提供关键信息。
5.3人工智能致力药物研发
2018年和2019年，制药公司加大了研究力度，以确定人工智能是否可以用于药物开发的每个阶段，从假设、挑选更好的化合物和确定更好的药物靶点，到设计更成功的临床试验和跟踪现实世界的结果。
5.4人工智能面试
识别系统现在可以用来观察人们被面试的过程，来衡量面试者的热情、坚韧和沉着。算法分析数以百计的细节，比如面试者的语调、面部表情和行为习惯，试图预测面试者将如何适应一个社区的文化。
5.5消费者级人工智能应用
新的自动机器学习平台使非专家能够建立和部署预测模型。许多人希望，在不久的将来，人们将使用各种各样的人工智能应用程序作为日常工作的一部分，就像人们今天使用微软Office或谷歌文档一样。
6.人工智能与地缘政治、地缘经济与战争
6.1新的高科技工业综合体
在过去的几年里，美国一些最大的中情局公司开始与军方合作，推进研究，寻找销量，开发新的技术系统，可以在各种情况下部署。
6.2国家情报战略
在过去的几年里，人工智能的危险性得到了极大的缓解。从自驾车事故到通过造谣活动进行选举，再到通过面部识别和自动搜索增强的政治压制，谷歌员工抗议该公司在美国军事项目上的情报工作。在地缘政治、地缘经济和战争面纱的第十三个年头，很明显，国际情报局正在改变国家、公司和公民的安全环境。现在，几乎没有一种技术能够触及人类的方方面面，世界各国都在竞相制定和公布自己的人工智能战略和指导方针。
6.3建立人工智能规则的竞赛
6.4算法战争
我们未来的战争将以代码作战，使用数据和算法作为强大武器。当前的全球秩序正在被人工智能所塑造，而世界各国在美国、中国、以色列、法国、俄罗斯、英国和韩国等国家的研究也在发展包括至少一些自主功能的武器系统。
FTI分析表明，未来的战争不仅仅包括传统武器。使用人工智能技术，军队可以通过破坏经济稳定而不是摧毁农村和城市中心来“取胜”。
6.5人工智能自我解释
毫无疑问，你听过有人说人工智能正在变成一个“黑匣子”——即使是在这个领域工作的研究人员也不明白我们最新的系统是如何工作的。这并不完全正确，但是越来越多的计算机科学家、记者和法律学者表示担心，他们认为人工智能系统不应该如此秘密。但要求人工智能的透明度可能会泄露公司的商业机密。要求系统同时解释其决策过程也会降低输出的速度和质量。
6.6在关键系统中使用人工智能
机器学习保证了人们关键基础设施系统的效率和新的保障措施。为此，政府研究人员正在探索如何率先开发关键系统：道路和铁路运输系统、发电和配电以及预测救护车和消防车等公共安全车辆的路线。人们不再回避人工智能系统，而是对利用这项技术预防灾害和提高安全性产生了新的兴趣。
7.中国人工智能规则
7.1中国规则
如果认为中国是一个只是复制而不是创新的国家，麻烦再想一想。中国已经是人工智能领域的全球领导者。该国在许多领域取得了巨大的进步，但尤其是在人工智能企业和政府已经合作了一个全面的计划，使中国在2030之前成为世界上主要的人工智能创新中心，并且它已经朝着这个目标迈进了一大步。同时赋予了中国三大公司百度、阿里巴巴和腾讯一个称号——BAT。目前，中国的人工智能初创企业几乎占到所有人工智能全球投资的一半。
7.2中国的数据盈余
中国人口众多，接近14亿人，为那里的研究人员和初创企业提供了未来人类数据中最有价值的自然资源，而不受世界许多地方普遍存在的隐私和安全限制。如果数据是新的石油，那么中国就是新的欧佩克。中国人正在挖掘的这种丰富的数据可以用来训练人工智能，挖掘从教育、制造到零售和军事应用等各个领域的模式。
中国公司Sensetime是世界上最有价值的人工智能初创公司之一，它正在打造更多人工智能新技术
8.人工智能与社会
8.1人工情感智能
根据信诺健康服务机构的研究，在过去的50年里，美国人的孤独率翻了一番。两年前，英国前总理TheresaMay创造了一个新的内阁职位，世界上首位孤独部长。在我们日益紧密联系的世界里，报告说人们感到更加孤立。在未来，像韩国这样正在与大规模心理健康危机作斗争的政府，可能会转向情感支持机器人来大规模解决这个问题。
8.2个人数码双胞胎
去年中国中央电视台的春节联欢晚会上，四位著名的人类主持人与他们的数码双胞胎一起亮相。据估计，有10亿人观看，这些人工智能复制品模仿了人类的同类，没有预先设定的行为、演讲或程序。不久的将来，可能会有一对数字双胞胎，面向包括健康和教育在内的多个领域的专业人士。
8.3问题数据集
人工智能本身并没有偏见，但是数据输入方法和输入数据的人可以显著改变人工智能的行为。从真实的人那里获取真实的数据来训练系统很困难，而且随着新的隐私限制，开发人员可能会选择更多地依赖公开的和有问题的数据集。
8.4人工智能识别欺骗性为
人工智能也被用来识别欺骗行为。ECRI研究所的Crosscheq使用机器学习和数据分析来寻找招聘过程中的夸张和误导信息。德雷克塞尔大学的研究人员开发了一个应用程序，利用生物特征来预测节食者何时可能偏离规定的饮食方案。
8.5针对弱势群体设计的算法
在世界各地的国家，人工智能正被用于边境口岸、贫困社区以及存在犯罪问题的学区。大多数时候，这项技术被称为一种解决方案，但它有助于剥夺弱势社区的公民权。
8.6人工智能存在偏见
8.7人工智能故意隐藏数据
计算机正是按照命令来做的。命令一台机器在比赛中获胜，它将尽其所能实现这一目标。显然现在包括作弊，而且这种情况发生的越发频繁。
8.8未报告（Undocumented）人工智能事故的兴起
目前，研究人员没有义务报告涉及我们的数据或人工智能过程的事故或事件，除非违反了法律。虽然大公司必须告知消费者其个人数据信用卡号码、家庭住址、密码是否被盗，但它们不必公开算法基于种族或性别歧视某人的实例。
8.9人工智能与数字红利
人工智能将不可避免地导致全球劳动力的转移，导致许多行业的失业。数字红利则是一种公司向社会偿还一部分从人工智能获得的利润的方式。
8.10优先考虑责任和信任
人们依赖于对人工智能的信任将不再能够判断一个数据集是否被有意或无意地篡改，如果我们不再相信这个结果，几十年的研究和技术进步将一无所获。政府、企业、非营利组织等各个部门的领导人都必须对所使用的数据和算法有信心。
此外，雇佣伦理学家直接与管理者和开发人员合作，并确保开发人员本身代表不同种族、民族和性别的多样性，将减少人工智能系统中固有的偏见。