2023 IEKTopics|聚焦跨域趨勢 描繪理想藍圖

產科國際所建立以大趨勢引領技術策略與藍圖規劃的方法論,透過定期掃描國際產經重點機構與標竿智庫關切的驅動因子,有效掌握未來局勢的關鍵變化;再整合各驅動因子的需求,進一步聚焦為十大跨域趨勢;再針對趨勢下不同對象的細部需求,描繪未來情境

同時,產科國際所定期掃描國際產經重點機構及智庫對未來趨勢的觀察,如Organization for Economic Co-operation and Development(OECD)、United Nations(UN)、World Economy Forum(WEF)、International Monetary Fund(IMF)、International Energy Agency(IEA)、International Institute for Management Development(IMD)、World Bank、RAND、McKinsey Global Institute、Economists 等機構的相關報告,建立全球前瞻趨勢資料庫。

運用文字探勘手法(如文字雲、主題模型、社會網絡等),分析上述全球前瞻趨勢資料庫而生成趨勢關鍵字;定期召開前瞻趨勢討論會議,從中統整歸納具全球共通性的未來發展方向,據以形成促成未來變化的全球驅動因子

進一步拆解驅動因子帶動的大方向需求,將性質相近的需求,跨領域整合為一個跨域趨勢,再針對趨勢下不同對象的細部需求,描繪2035年未來情境。另外,更透過舉辦關鍵領袖專家會議,由各領域專家從臺灣觀點出發,優化並融合趨勢意涵、豐富並調整2035年情境論述,進一步明晰情境對臺灣的重要性與可實現性;並根據上述整併與擴充跨域趨勢的過程,形成2035年十大跨域趨勢

從����動因子����跨域趨����到未來����境的方法論

 

形塑2035十大跨域趨勢

數位賦權

1. 平台工作普及,人工智慧與人腦協作:

面對人工智慧(AI)等新興科技及自動化技術擴大應用,產業對中低階勞動力的需求將降低,人機協作工作型態將日益成長。生產自動化、人力媒合平台及勞務配對平台崛起,平台工作成為就業主流。遠距辦公、跨國協作、數位學習、人機協作成為新常態,需協助勞動者適應工作的數位化程度提升與型態變化,並重新定義勞動中人與機器的意義與角色。

平台工作讓職場與其他生活場域的界線變得模糊,也讓過去透過職場所建構的人際關係變得不一樣,原本透過職場人際關係構築而產生的社交連結支援,例如身歷其境的經驗傳承等,需要被新型態的社交連結所取代,例如利用擴增實境(AR)來進行職場教育訓練等。職場團隊意識的形成會需要以不同過往的方式來進行。

2. 善用數據優化各種決策:

高階感測、AI、可信任晶片、大數據分析等技術發展成熟,讓政府部門、企業、法人團體甚至是個人,均可運用數據來協助其決策。政府部門需要配合其政策目標設定,利用數據分析進行高度事前模擬與預做評估,確保政策措施的規劃與執行能產生預期效益。企業則需因應個別需求,妥善掌握、管理與應用數據,並設計開發因時、地、事制宜的演算法,以全產品的思維進行數據模擬分析,藉以確保供應鏈內的生產調整更有效能,對生產過程做全面性改善;進而運用數據做出最佳決策,在正確的時間、將正確的資訊提供給正確的人。

 

網宇世界

1. 機器人與虛擬場域形塑新工作模式:

數位科技達成相當多人力極限無法完成的任務,例如高速運算、精準預測等,加上物聯網、雲端等相關技術的快速進步,數位解決方案與虛擬工作環境大量被運用,預期將改變產業活動的樣貌,也牽動勞動力市場及技能需求的改變。如何在部署這些基礎設施與解決方案,達到人機高度協作工作模式的同時,兼顧人機互動的友善環境,將是數位轉型浪潮下必須重視的課題。

2. 真實與虛擬世界體驗無縫接軌,滿足個性化與適應性需求:

隨著新興數位科技應用與解決方案蓬勃發展,商業模式大幅突破過去實體性限制,線上的商業活動逐漸能因應不同需求,提供更精準的體驗與服務,並安全地完成交易活動。

沉浸式技術在各領域的應用逐漸普及,滿足個性化與適應性的虛實整合需求。如在教育場域,現代教育愈來愈注重學生適性化的學習,但過去教師難以掌握個別學生的學習進度及成效,在教案設計上也較難符合每位學生的情況,而透過將學習科技導入教學場域,將可達到個人化教育的效果,依據學生個別學習情況給予適當的調整方案。

應用於醫療保健、工業生產、教育訓練等情境的虛擬技術將日益成熟,虛擬世界讓人們形成另一種模式的串聯,構織成一個實體與虛擬同時存在與運作的時間軸,虛擬世界所完成的任務或生成的結果,亦對現實社會產生影響。如何保障個人在虛擬世界的資訊及隱私,及如何確保交易秩序與資訊安全,建立一套能有效監督、但又不過度阻礙新興科技發展的治理準則與監理機制,將是迫切需要克服的挑戰。

 

移動革命

1. 自駕與人車路聯網提升交通品質:

隨著城市的人口與車輛增加,為改善既有交通體系的長期問題(如事故或壅塞),發展更先進的車聯網整合路側、號誌、車輛、行人等多方來源的數據,提供更安全的移動服務。此外,為因應勞動力的減少與老化,並考量技術的成熟度與安全性,自動駕駛技術首先應用於固定路線的大眾交通工具及商用物流車隊,以填補運輸人力;待技術及相關基礎設施更為成熟,再廣泛運用於一般乘用車。

未來為滿足城市發展需求,在容納更多人口移動的同時,亦需擴大可使用的城市空間,故將運用新技術、新商業模式發展更多元化的交通工具及使用方式,建立更安全、高效的新一代交通體系,同時減少道路面積及汽車數量,將交通體系與城市整體規劃更妥善的互相搭配。

2. 無人載具用於高風險、勞動力不足的移動:

針對偏遠地區或危險區域所需的移動服務,為降低運送成本及執行人員的安全風險,並於短時間內在大範圍區域裡提供服務,需要在物流、天然/人為災害或意外事故救援等領域,發展無人載具之移動應用。

 

成功老化

1. 提升長者身體機能與延緩衰老,延長健康餘命:

因為高齡而衍生的衰老疾病,導致財政和人力負擔壓力(含無償照護者)急遽增加,高齡長者在衰老疾病的打擊下,也可能飽受病痛折磨或是意識清醒地躺在病床上,未來亟需有效預防、延緩、治療衰老疾病的新方法

2. 人力精簡且可負擔的創新照護模式:

身體機能退化或患有重大疾病的長者,在缺乏自主行動力下,亟需隨身在側的人員或親友照護。然而,因為少子化、家庭結構改變、社會福利移工減少等多元因素影響,導致專業照護者數量不足,預期傳統照護模式供需缺口將持續惡化。在此趨勢下,無償親屬照護者因需照顧高齡長者而放棄進入社會,也可能造成未來就業能力不足,導致經濟能力低弱。如何緩解照護者壓力,並讓健康長者更獨立自主生活,成為未來亟待完善的重要課題。

3. 更智慧的居住空間滿足長者需求:

在高齡少子化影響下,未來家庭組成樣貌將與現在不同,出現更多單人、單親、無子女家庭等,長者更需要能協助其獨立生活的居住空間。未來的居住空間需要讓智慧科技應用更普及與融入,例如開發運用AI技術的智慧家電,以更確實滿足不同家庭組成的各種態樣需求;以及將智慧感測布建於家庭各個角落,監測長者身心狀態以即時回應,並連結社會支援與救助體系,即時主動提供各類友善服務

 

健康進化

1. 人類生理突破先天限制,表現更佳:

需要透過科技協助身障人士回復或提升其原本受到限制的生理機能,讓其可以更自由自在參與社會活動。例如開發新型穿戴式裝置,或是開發利用侵入式裝置進行神經刺激的方法,協助身障人士提升原先幾乎無作用的感官敏銳度,或是原本受到限制的身體活動功能。

另一方面,透過科技亦可協助人類突破其先天體能限制,滿足其測試並超越身體能力極限的願望,進而提高人類生存能力,讓人類在不斷追求自我優化與增強的同時,驅動人類歷史倍速發展。例如開發穿戴式裝置協助人類擴展觸覺、聽覺與視覺等感官的範圍和敏銳度,並運用AI科技協助人類辨識環境與控制裝置系統;亦可開發動力式外骨骼等穿戴裝置,提升人類的速度、負重等體能潛力。

2. 在日常生活抑制、預防、克服疾病和重大傳染病發生:

隨著人口結構高齡化,如何預防疾病、衰老、死亡等議題受到更多關注。為征服衰老與疾病,人類投入更多生醫科技研究,並結合AI、大數據、雲端運算等資通訊科技,建置科學與基因體數據資料庫,大幅縮短開發有效藥物時程,並可進行個人化與精準化診療,進而實現人類健康、長壽的目標。多種慢性和傳染性疾病的興起,也推動醫療照護產業從疾病治療轉向預防和控制疾病,透過生醫科技與尖端AI等技術協助,人類將與疾病、新興病毒和平共存。

 

脫碳能源

1. 去碳/低碳能源取代化石燃料:

在能源部分,最重要的做法即是擴大清潔能源開發。目前已有許多成熟的清潔能源技術,例如風能、太陽能等可再生能源,將於2030年前擴大部署,並逐步投入生質能、氫能、氨能等新興能源的研發與試驗。電動車因為其技術成熟、成本下降與相關法規要求,占新車銷售比重不斷上升。但長途交通運輸(如卡車、航空和航運)由於較難以電力做為能源供應,因此需要擴大使用低排放燃料,如液體生質燃料、沼氣和生物甲烷,以及氫基燃料等。為完全抵銷不得不排放的二氧化碳,必須持續創新低碳氫技術和負碳技術。由生產、儲存、運輸、應用等構面,完善整體氫能生態系。

2. 建構高度可靠、具韌性的電網系統,穩定供電:

電網需要轉型,重點將在於滿足新需求、更換老舊基礎設施,以及提升電網的可再生能源容納量。另外,透過微電網的彈性運用,為偏鄉及農村等人口較少地區供電。電網投資需要持續增加,重點在於提高可再生能源供給、因應電力完全脫碳。另外,電池儲能能力進一步提升,有助於以儲能系統搭配可再生能源電力的廣泛運用。

 

低碳生活

1. 減碳應用普及於生活各面向:

未來如何引導民眾建立低碳的生活型態,將是決定各國何時能實現淨零排放目標的重要因素之一。其中,科技創新也扮演重要角色,不僅可提供低碳產品供民眾選擇,同時也讓民眾知道自己的生活碳足跡,讓每個人都可以為減碳有所貢獻。

為因應氣候變遷帶來的影響,各國致力規劃各項淨零排放的路徑,但其中仍有不少比例的碳排放,透過各種方式都難以消滅,必須透過碳匯(Carbon Sink)方式抵銷。未來各國將致力於開拓更多元、減碳潛力更大的自然碳匯場域,共同協助淨零減排目標的實現。

2. 產業導入綠色製程,滿足淨零排放要求:

在國際淨零碳排要求下,產業面臨的減碳壓力將愈來愈高,未來減碳將遭遇更多綠色貿易障礙。因此,企業需透過提升製造效率及可預測等方式,降低碳排成本,並在能效可提升空間已逐漸趨向飽和的情況下,配合產業投資週期,以新技術導入促進減排提升。重工業減排量需要來自於目前尚未商業化的技術,例如使用氫能或碳捕捉、利用與封存(CCUS)技術,並朝向所有新增工業產能接近零排放的目標邁進。

 

資源循環

1. 以資源循環再利用為導向的材料創新:

由於材料占碳排的比重高,為加速減排成效,各產業於製程中透過循環使用及廢料再生等材料創新,提升減排效果,特別是化工、鋼鐵、水泥等重工業領域。全球對潔淨能源的龐大需求將帶動鋰、鈷、鎳金屬與稀土礦物的需求大幅成長,清潔能源技術的礦物需求相較於目前成長至少四倍,各國企業將加速研發金屬與稀土礦物回收技術(如以廢棄資源為料源,整合拆解破碎、分離分選、提取純化、配方再生高品質稀土粉體),以確保關鍵礦物的穩定供應。

2. 建構水資源與土地再利用:

用水量增長及供水不穩定加劇全球缺水壓力,各國政府必須採取重大行動,以達到人人普遍、公平獲得安全和負擔的起飲用水的目標,如擴大集水、海水淡化、提升用水效率、廢水處理、研發回收和再利用技術

在企業方面,達成水資源正效益(Net Water Positive),即復育、補充水量高於使用水量。如以空氣取代水,做為數據中心冷卻的載體;運用造林、河狸水壩技術讓水在系統中停留更久;運用「產水設備」,透過吸收空氣中的水氣,增加水資源供應來源。另一方面,為了保有土地生產力與糧食供應穩定,各國亟需減緩土地退化,如發展並推廣防治荒漠化、土地退化和乾旱的適用技術,如使用有機農業取代化學農業與化肥。

 

敏捷治理

1. 各級產業智慧化管理:

極端氣候導致可耕種土地縮減,為滿足未來糧食需求,農業提高生產力與永續性的需求更加迫切,各國公私部門也加入生物技術與數位科技的整合,以便發展與推廣精準種植模式

在製造業方面,地緣政治等因素驅動供應鏈再重組,回流母國或接近市場的生產模式為產業布局重要方向。但如何克服分散製造的不利條件,為決定供應鏈移動是否可行的關鍵。其中,整合多元數位科技改變生產模式,是促進供應鏈回流、並在可控成本下持續順暢供應的關鍵議題。多元技術整合的智慧製造方案促使分散生產同樣能達到精準與效率,同時也滿足客戶少量多樣或單品客製化的需求。

2. 強化人類智慧與AI結合,發展以人為本的勞動模式:

隨著供應鏈朝向區域化、在地化發展,為克服高昂的分散生產成本,特別是勞動力成本,大量數位科技融入在生產線中以降低人力需求,逐漸改變人類勞動者與機器勞動者之間的關係,朝向更具彈性的人機協作關係發展。

雖然大量的自動化逐漸取代人類勞動力,但過程中也衍生許多只能由人類處理的工作,人類勞動者仍為製造活動中重要的元素。隨著新型態供應鏈的發展與人機協作關係改變,人類也逐漸轉變生產活動中負責的工作任務。

 

韌性城鄉

1. 發展適應環境變化系統及預警抗災機制:

人類對大自然的破壞,導致自然災害逐漸反撲生活環境,如致命的熱浪與暴雨來襲、森林大火、冰河融化導致海平面上升,均對財產帶來重大損失,同時也危害生命與居住的安全。

在致力於復原地球與大自然環境外,各國政府也積極建立與極端氣候共存的相關基礎建設,包括發展主動適應氣候變遷與災害(極高/低溫、風災、水災、地震等)的公共設施,具備事前、事中、事後的預警與處理能力;以及在城市核心設施完善下,家戶終端亦接入防災系統,共組城市級預警與因應神經網絡。

2. 建構跨境網路安全機制及認證標準:

日益全球化的網絡加上越來越多的聯網設備,大幅增加網路攻擊機會,使個人、機構和政府面對更頻繁嚴重的安全風險。近期亦有數位威權主義(Digital Authoritarianism)崛起,顯示威權國家可能抑制言論自由,甚至散布假訊息並限制公民權發展。資訊安全將成為國際多邊合作的主要議題,各種數位創新將以民主參與的方式推動,使用者個人也將更多地參與在資訊安全的機制中。

3. 提升關鍵數位基礎設施自主性:

面對地緣政治事件的頻繁發生,加上數位流動的跨境性質,驅使全球興起數位主權意識,確保在數位虛擬世界中也能有提供無虞、風險可控與安全自主的環境。各國加速研發新世代通訊與關鍵數位應用,然基於數位主權意識下,全球將有不同的合作聯盟陣營,且各自擁有獨立的數位基礎設施支援體系,以降低對另一陣營的技術依賴。

十大跨域趨������������重點

 

以趨勢引領技術策略

運用十大跨域趨勢評估次領域技術與跨域趨勢、未來情境間的關聯度,結果顯示跨域趨勢議題面向多元,打破原本以單一技術為主軸的思維;透過跨域趨勢引導,展現跨域技術發展與合作的必要性。此外,藉由勾稽跨域趨勢底下的關鍵議題與未來可能受影響的次領域,藉以調整工研院2035技術策略藍圖,以促進研發布局更能滿足政府、產業、個人的未來需求。

走過助攻臺灣產業創新的半世紀,工研院產科國際所以十大跨域趨勢為基礎,除了透過「跨世代臺灣民眾共同譜寫的2035生活樣貌」問卷調查,了解臺灣民眾對於2035年臺灣社會的期望之外,也希望透過本調查激發民眾對於未來新興科技解決痛點的嚮往與想像,奔向未來產業之發展;更進一步透過與10家國際機構共筆,與工研院產科國際所產業分析師共同描繪2035年情境,帶領大眾預見未來十大跨域趨勢,引領企業前瞻布局,實踐《奔未來:深耕50 領跑世界》之新願景。

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