不知何时起，世界各地，各行各业都对“黑科技”好感度爆棚。

餐厅里送餐的机器人早就不是新鲜卖点，巴黎的T台也要时不时来一场科技面料show以引领潮流。VR火爆一时，AI、AR、3D打印、基因检测、面部识别、刷脸支付等众多“黑科技”概念也被玩得飞起。

面对眼花缭乱的“黑科技”，人们已有点应接不暇之感，并开始憧憬着“衣来伸手、饭来张口”未来社会。

接下里，就让我们走近那些惊艳世界的十大“黑科技”。

黑科技一：VR与AR

代表：Facebook/Oculus、谷歌、微软、苹果、HTC等

什么是真实？在电影《黑客帝国》中，电脑接管了人类的视觉、听觉、嗅觉、触觉等信号，让人们从出生开始就生活在虚拟世界中却浑然不知。这虽然是科幻片，但令人浮想联翩。

其实，虚拟世界正逐渐走入人们的生活，那就是下面我们要说的“黑科技”——VR与AR。

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是指用计算机生成一个完整的三维空间，并根据用户的位置、动作为其提供视觉等感官的模拟，从而让用户达到“身临其境”的效果。增强现实（Augmented Reality，简称AR）则是指通过电子设备在用户周围的实际影像中加入图像、视频和3D模型。换句话说，用户在虚拟现实中所观测到的全部是由计算机产生的虚拟信息，而用户在增强现实中接受的信息则以其周围的真实环境作为基础。

VR与AR一般需要借助头戴式显示器、手机才能实现。在HTC Vive、Oculus Rift等消费级VR显示器的助力下，VR、AR相关的应用在近两年内实现了大幅增长。除了令人兴奋不已的浸入式游戏之外，VR与AR的应用还有可能改变医疗（远程诊断）、房地产（VR看房）、媒体（实景节目）等领域。

不过，2016年VR与AR的发展历程也给开发者们带来了一定的反思空间。据Digi Capital的常务董事Tim Merel分析，2016年市场预期VR行业的收益为38亿美元，但由于VR设备的价格较高、优秀作品匮乏等诸多问题，该年度的实际收益仅为27亿美元。与此相反的是，由于Pokémon GO手机游戏在AR领域的精彩表现，AR行业的收益为12亿美元，远远超过预期中的6亿美元这一数字。

除了要在VR和AR中做出选择之外，开发者们还要面对这样一个问题：如何将触觉、嗅觉加入VR与AR的系统，从而获得更真实的浸入式体验？触觉、嗅觉等领域复杂传感器的出现将会让这一行业更为垂直化，也将让其呈现出更加以用户体验为中心的趋势。

黑科技二：无人驾驶汽车

代表：特斯拉、谷歌、Uber、百度、京东等

顾名思义，无人驾驶汽车意味着不需要人为操作即能检测环境、实行导航并自动运行的汽车。相比于其他的交通方式，公路交通的路况更为复杂、突发情况更多，需要识别的环境、标志、物体也相对更多。尽管国内外很多公司已经在无人驾驶汽车的应用领域进行了试水，但这项技术距离大规模商用仍然有一段距离。

虽然无人驾驶汽车在短时间内不能代替传统驾驶技术，但是市场对于它的前景充满了信心。据Infoholic Research LLP估计，2017-2027年，无人驾驶汽车行业拥有每年约39.6%的复合增长率，并将在2027年达到1268亿美元（约合8360亿元人民币）的总营收。纳斯达克分析师Prableen Bajpai称，市场对无人驾驶汽车的正面预期来源于它的安全性、便利性、低能耗等特点。

近几年来，特斯拉、Uber、Waymo等自动驾驶汽车的领导者们已经陆续制造出了能够上路的自动驾驶车型。今年6月，国内也出现了两个无人驾驶领域的标志性产品：其一是百度CEO李彦宏在前往“百度AI开发者大会”会场过程中乘坐的无人驾驶汽车；其二是京东“6.18”活动时在大学校园内实现的无人车快递配送。

有趣的是，百度、京东这两种不同的无人驾驶汽车代表着两类不同的应用理念。一种观点认为，无人驾驶的发展目标应该是辅助甚至完全替代人类驾驶员，从而提高道路交通安全性。不过，这种应用方式意味着更复杂的技术与更高的成本。另一种观点则认为，无人驾驶技术应该优先被用在限定区域中缓速行驶的交通设备上，如送货、运输等。这一应用对于无人车分析、导航的要求相应更低，但是由于速度、区域的限制，很难对其功能进行拓展。

黑科技三：人工智能

代表公司：谷歌、IBM、苹果等

“人工智能”（Artificial Intelligence，简称AI）指通过人类制造的机器实现的智能。如今，AI已经不是一个仅属于研究机构和学者们的概念，而早已步入了我们的生活。Forrester Research在2016年年末的调查显示，在商业与科技界人士中，58%的人在研究如何在从业领域中使用AI。此外，分析师们预测，2017年AI领域收获的投资可能会是2016年的300%以上。

在今年5月，“世界第一围棋AI”阿尔法狗（AlphaGo）与柯洁九段的大战更是让大家了解了AI在实际应用中所带来的无限可能。随着AlphaGo等一系列应用级产品的出现，AI的发展目前正向“专门化”转型，并辐射医疗保健、金融计算、生活类应用等领域。

在AI应用“专门化”的背后，有着较为成熟的AI体系作为基础。对于某一专业领域的初创公司来说，市面上TensorFlow、Wit.ai等开发者工具降低了AI在产品中的运用成本。对于谷歌、IBM等大公司来说，它们拥有大型、通用的AI平台，可以用于专业性数据的处理。

以IBM的Watson AI为例，它已经在能源、教育、汽车、医疗等领域进行商用。在今年早些时候，Watson医疗进驻了中山大学附属肿瘤防治中心、中国医科大学附属第四医院等国内21家三甲医院，辅助医生进行诊断、预后等分析工作。

黑科技四：量子计算机

代表：IBM、谷歌、因特尔、中国科学院等

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行通用计算、存储及处理量子信息的设备。和传统计算机基于比特（仅有0或1两种状态）的信息处理不同，量子计算机所操作的最基本单元是量子比特（qubit）。

理论上来说，由于量子叠加和纠缠现象的存在，量子计算机能为计算力带来质的飞跃。但是，由于量子操作的复杂性与不确定性，目前世界上还并没有真正意义上的量子计算机。

不过，《自然》杂志与《麻省理工科技评论》都表示，2017年将会是量子计算机的“转折之年”。《麻省理工科技评论》更是对“实用性量子计算机”给出了乐观预测，称这项技术将会在4-5年内实现。

目前，研究者们已经建造出了可编程的5量子比特计算机。谷歌量子计算的负责人Harmut Neven也在今年早些时候向外界公布，他们的目标是在1年内将计算机的量子比特数增加至49比特之多。

量子计算机的重要性在于其理论上超高的计算效率。这样的高效率能够带来“量子霸权”——拥有50量子比特的计算机，其性能将会大大超越现有的所有普通计算机。

IBM公司最近的一项实验可以让我们简单窥视这一技术的应用前景：IBM使用7量子比特计算机IBM Q精确模拟了氢化铍（BeH2）的分子结构。在模拟过程中，IBM Q的计算能力能够精确模拟出每一个原子中的每一个电子是如何与其他原子核相互作用的，甚至还能够算出在如此小的尺度上发生的量子效应。值得一提的是，IBM已经将量子计算机接入云服务，向大众公开。

黑科技五：区块链

代表：IBM、微软等IT厂商，高盛、Paypal、德勤等金融和咨询服务商，比特币等数字货币

从本质上来说，区块链是一个去中心化的分布式账本数据库，这也是这项技术与数字货币紧紧挂钩的原因之一。“区块链”的概念最早由比特币协议的创造者中本聪提出。以比特币为例，区块链本身其实是一串使用密码学相关联所产生的数据块，每一个数据块中包含了多次比特币网络交易有效确认的信息。在交易过程中，区块链共享账簿技术使得交易能够被全网进行一致记录，可追溯、防篡改，并具有最终性。这项技术的应用修复了中心化环境中信息中心维护成本高、易受攻击、低效率的缺陷。

尽管在2015年，摩根大通首席执行官James Dimon还形容比特币为“浪费时间”，但金融行业已经开始逐渐正视区块链技术的影响。摩根大通、瑞穗银行等也相继在2016年开展区块链汇款的相关业务。在IBM公司2016年公布的区块链技术分析中，研究人员也坦承：“区块链无疑是最近在金融服务领域谈得最多的技术。”

被誉为“数字经济之父”的唐•塔普斯科特（Don Tapscott）多次对区块链技术赞赏有加：“我从事撰写数字时代的相关内容已有35年，我从未见到对人类有如此大潜力的技术。”

除了在数字货币和传统金融行业中的应用，区块链生态还囊括了IBM、微软等传统IT厂商，以及研发区块链技术的初创企业Digital Asset Holdings、Chain等。由于区块链技术在降低风险、增强监管透明度等方面的优势，突尼斯、塞内加尔等国家也发行了建立在区块链技术上的虚拟货币。

黑科技六：储能技术

代表：Vestas Wind Systems、First Solar等

太阳能与风能这些可再生能源对大部分人来说并不陌生。不过，这些领域的代表公司有这样的一个共同点：它们研发的可再生能源储能技术将成为能源产业转型升级的重要基础。也正是因为如此，Vestas Wind Systems和First Solar两家公司都入选了《麻省理工科技评论》评选出的“2017年全球最聪明的50家公司”榜单。

由于可再生能源的不稳定性，储能技术对于可再生能源的发展及推广有着极大的意义。在今年9月初，Vestas正式宣布和特斯拉等专业公司开发不同类型的储能系统。《麻省理工科技评论》是这样形容这家公司的：“Vestas已经正式取代通用电气，成为美国风能设施安装量最大的厂商……该公司现在正在寻求对能源储存的投资，努力扩大风力发电的市场和潜力。”

与风能储能技术升级类似的是，太阳能产业也在进行新材料太阳能电池的研发，以提升转化和储能的效率。以First Solar为例，它们建造的CdTe（碲化镉）薄膜电池转化效率能够达到22.1%，创下了该类电池2016年的转化效率记录。

根据美国能源部能源效率与可再生能源办公室的统计，虽然CdTe新型材料电池目前还不能达到单晶硅电池的转化效率，但能够提升高温下的转化表现，并且能进一步降低成本。

黑科技七：人脸识别技术

代表：旷视科技（Face++）、苹果、云从科技等

在9月中旬的苹果发布会上，iPhone X的人脸识别激起了大家的浓厚兴趣。实际上，《麻省理工科技评论》早在今年2月就已经将人脸识别技术列为了“2017十大科技突破”之一。

在旷视科技（Face++）这一行业“独角兽”的带领下，人脸识别技术在中国得到了广泛的应用：支付宝、滴滴出行等应用都可以通过面部特征验证进行登录、付款等操作，美图应用也正在使用人脸识别技术对照片进行更精准的修饰。

人脸识别技术的核心为局部人体特征分析与基于神经网络的图像目标识别算法。目前，该技术的应用场景大部分依旧是“1：1 等级”，也就是能够依靠数据库中较为清晰、准确的照片与实际拍摄的照片进行对比，判断“这张照片是你吗”。与“1：1等级”相对应的则是“1：N等级”的人脸识别技术，也就是依靠人脸识别系统及数据库回答“这个人是谁”这一开放性问题。相比之下，“1：N等级”的人脸识别复杂程度要高得多。

依靠着多个领域人脸识别技术的别应用，旷视科技、云从科技等公司拿到了亿元级别的投资。不过，IDC中国人工智能研究总监张卓表示，市场对于“1：N等级”人脸识别技术仍然有非常大的需求。一个例子就是，“1：N等级”的人脸识别技术能够被用于国家安全相关的智能监控系统。他强调，中国每年公共安全预算充裕，人脸识别技术在这一领域将有非常大的发展空间。

黑科技八：基因疗法

代表：Spark Therapeutics、BlueBird Bio、Ionis Pharmaceuticals等

在人体中，基因组包含了DNA中的所有遗传信息。基因治疗则是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的。随着基因疗法的发展，研究者们已经通过基因编辑技术成功治疗了严重复合型免疫缺乏症（SCID）等罕见的遗传疾病。

在今年8月，Novartis制药公司宣布，其开发的嵌合抗原受体T细胞（CAR-T）疗法通过了美国食品及药品监督管理局（FDA）的审批，成为了第一个在美国获批的基因疗法。Novartis的这一疗法被取名为Kymirah，能够被用于治疗B细胞急性淋巴细胞白血病。

研究者们对于基因疗法的前景抱有非常大的信心。斯坦福大学的一名儿科医师、科学家Maria-GraziaRoncarolo称，目前业内正在研究40-50种疾病的基因疗法，其中包括遗传疾病、癌症、心脏疾病等。与此同时，研究基因疗法的商业机构在市场中都有不俗的表现。以基因治疗药物公司BlueBird Bio为例，其股价在2016年中增长了66%，在2017年仍旧涨势不减。

黑科技九：动力外骨骼

代表：洛克希德•马丁、Raytheon、Cyberdyne等

动力外骨骼，有时候也被称为“动力装甲”，本质上是一种可穿戴设备。一般来说，动力外骨骼能够增强人体能力，并且具有良好的防护性、对复杂环境的适应性以及辅助侦察、通信的功能。对于人体增强这一目的而言，动力外骨骼是不可或缺的一项装备。

目前，研究者们主要关注三类动力外骨骼的应用。第一种是军事领域的应用：以洛克希德•马丁公司的人类负重外骨骼系统HULC为例，它能够减轻士兵行进时15%的耗氧量，还能够分担200磅（约91公斤）的负重，并且保证每小时10英里（约每小时16公里）的行进速度。中国兵器集团202研究所也发明过类似的装备，其设计的单兵外骨骼系统也在2015年首次曝光。

动力外骨骼的第二种应用在于伤残复健，最著名的一个例子就是2014年巴西世界杯开球时，截瘫青年朱利亚诺•平托身穿的“机械战甲”。用于伤残复健的动力外骨骼一般由肢体辅助装置和神经传感系统组成。当使用者的大脑发出指令后，这些意念信号能够被头盔中的神经信号传感器解析，从而驱动辅助装置，帮助使用者完成动作。

动力外骨骼的第三种应用则是与VR、AR技术相关的力反馈设备。通过动力外骨骼向人体施加的电刺激或压力，使用者能够体会到与之相应的触觉信息。这一类型的外骨骼标志着VR、AR设备从视觉领域延伸至触觉领域。和前两种应用不同的是，力反馈设备并不强求对人体能力的提升，其目的是操控使用者的触觉。

黑科技十：商业航天

代表：SpaceX、Blue Origin、Virgin Galactic、蓝箭、九天微星等

小时候，我们都曾有过“九天揽月”梦想。如今，这一梦想的实现离我们越来越近，而拉近梦想距离的就是“黑科技”——商业航天。

其实，在英、美等国，以SpaceX为首的商业航天公司已经与政府有着多年的合作经验。近几年来，航天这一尖端科技也进入了国内创业者的视野。作为商业公司，这些机构与国有航天有着截然不同的使命。从这些公司的发展历程来看，它们更加注重航天器的“专门化”，并且采取了偏重可回收、可持续的策略。

商业航天公司在成立初期一般会选取某一专门的航天领域作为发展重点。例如，蓝箭公司目前的研究重点在于LS-1小型运载火箭，而九天微星关注的则是小型卫星的设计研发。除此之外，商业航天公司对航天器回收等可持续发展技术抱有非常大的兴趣。在今年3月，SpaceX的“猎鹰9号”火箭在肯尼迪航天中心再次升空，成为了人类历史上首次进行二次利用的火箭；在7月，二次利用的SpaceX“龙”飞船也被成功回收。与之相类似的是，Blue Origin航天公司已对旗下的New Shepard航天飞船进行了4次回收。

据美国航天基金会2016年的《太空报告》统计，2015年全球航天经济总量约3353亿美元，其中商业航天产业占比高达76%。未来预期表明，全球航天产业市场总额在2020年将达到4850亿美元，中国市场将达到8000亿元人民币。与此同时，在连续几年政府投资下降的背景下，商业航天的重要性在不断跃升。

目前，在商业航天所提供的一系列服务中，卫星网络、太空观光等发射计划属于较为成熟的长期计划。除此之外，也有不少初创公司希望进入太空摄影、太空教育等领域。太空摄影公司Planet已经收获了四轮共计1.58亿美元的投资，九天微星也开发了相应的教育课程与实验套件。