代表性技術(shù)：軟件定義一切、自然用戶界面、腦機(jī)接口

實(shí)際應(yīng)用：聊天機(jī)器人、Neuroverse腦波監(jiān)測(cè)、軟件定義網(wǎng)絡(luò)

先進(jìn)材料

　　在過(guò)去的10年里，材料科學(xué)的突破給我們帶來(lái)了許多種先進(jìn)的材料。從可以自我恢復(fù)和自我清理的智能材料，到可以恢復(fù)原本形狀的記憶金屬，到可以利用壓力發(fā)電的壓電陶瓷材料，到擁有驚人的結(jié)構(gòu)和電力性能的納米材料，這些都是材料科學(xué)家的成功。尤其是納米材料，它有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

　　在納米尺度（少于100納米），普通的材料比如碳，將會(huì)呈現(xiàn)出獨(dú)特的性能。石墨烯，一種由碳原子構(gòu)成的只有一層原子厚度的二維晶體，強(qiáng)度是鋼的100倍，能夠高效的傳導(dǎo)熱和電，并且?guī)缀跬该鳌?/P>

　　納米材料有著無(wú)數(shù)種應(yīng)用，比如作為引擎或其他機(jī)械表面的低摩擦力鍍膜，作為高強(qiáng)度合成材料來(lái)建造汽車和飛機(jī)，輕便的防彈背心，以及高效的光伏材料。

　　在工業(yè)應(yīng)用之外，制藥企業(yè)也正在研究作為靶向分子的醫(yī)療納米粒子用于治療癌癥。在未來(lái)的30年里，納米材料以及新型材料，比如泡沫金屬以及陶瓷復(fù)合材料將會(huì)被用在從衣服，到建材，到車輛，到公路以及橋梁中，無(wú)處不在。

太空科技

　　太空行業(yè)正在進(jìn)入一個(gè)從上個(gè)世紀(jì)60年代后就從未出現(xiàn)過(guò)的發(fā)展階段。新的科技，比如機(jī)器人，先進(jìn)的推進(jìn)系統(tǒng)，輕便的材料，增加制造，以及元件小型化正在減少把人和物送入太空的價(jià)格，而這則會(huì)開(kāi)啟太空探險(xiǎn)的新機(jī)會(huì)。

　　SpaceX，Arianespace，Blue Origin等太空行業(yè)的新人已經(jīng)帶來(lái)了例如可回收火箭等顛覆式創(chuàng)新。

　　在未來(lái)的30年里，科技的研發(fā)將會(huì)帶領(lǐng)人類將重返月球。在此之外，更加偉大的探險(xiǎn)，比如人類登錄火星也是，以及新型基于太空的行業(yè)，比如在開(kāi)采小行星中的礦物也都有可能出現(xiàn)。

　　雖然探索甚至殖民太空是現(xiàn)代人來(lái)長(zhǎng)久的夢(mèng)想，但是對(duì)太空設(shè)施的需求很有可能加大地球上的沖突。隨著更多的國(guó)家開(kāi)始依賴天基設(shè)備，對(duì)太空的控制將有可能成為一個(gè)全新的爆發(fā)點(diǎn)。天基武器不再是不可能，而反衛(wèi)星也將成為未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的一部分。

合成生物科技

　　早在孟德?tīng)柊l(fā)現(xiàn)遺傳的基礎(chǔ)規(guī)律，以及埃弗里-麥克勞德-麥卡蒂實(shí)驗(yàn)證明DNA是遺傳物質(zhì)之前，人類已經(jīng)進(jìn)行了幾千年的通過(guò)選擇性育種以及雜交來(lái)操縱植物和動(dòng)物的遺傳基因了。

　　隨著我們對(duì)遺傳學(xué)認(rèn)知的加深，我們已經(jīng)可以通過(guò)搭建新的DNA來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)中生有，創(chuàng)造出新的生物?；蚋脑燹r(nóng)作物則是此項(xiàng)科技的先鋒。但是在此同時(shí)，我們正站在一場(chǎng)生物革命的突破口。當(dāng)我們跨入生物科技的新時(shí)代時(shí)，生命將會(huì)成為信息，如同電腦程序的代碼一樣，可以被改寫的信息。

　　科學(xué)家正在開(kāi)發(fā)一種可以分泌生物柴油的海藻，這種海藻的DNA中則被編寫了數(shù)千GB的數(shù)據(jù)。在未來(lái)的30年里，合成生物科技將制造出可以探測(cè)到毒素，從工業(yè)廢料中制造生物柴油，以及通過(guò)共棲來(lái)給人類寄主提供藥物的生物。但是，合成生物也會(huì)帶來(lái)生物武器和難以控制的入侵物種等巨大的危險(xiǎn)。

代表性技術(shù)：建模與仿真、標(biāo)準(zhǔn)化DNA、DNA合成與測(cè)序

實(shí)際應(yīng)用：編輯胚胎細(xì)胞、遺傳編程、工業(yè)級(jí)合成生物學(xué)

增材制造

　　增材制造（3D打?。┮呀?jīng)在工業(yè)界作為制造限量設(shè)計(jì)原型的技術(shù)而被使用超過(guò)30年了。但是，在近十年里，3D打印技術(shù)獲得了驚人的發(fā)展。如今，隨著3D打印機(jī)價(jià)格的下降以及大量開(kāi)源工具和付費(fèi)模型的出現(xiàn)，世界上已經(jīng)出現(xiàn)了一個(gè)龐大的“創(chuàng)客”群體，無(wú)時(shí)不刻的在突破這項(xiàng)技術(shù)的極限。

　　在2040年，3D打印技術(shù)將改變世界。新一代的3D打印機(jī)將可以融合多種材料，電子元件，電池以及其他原件。人們將會(huì)利用3D打印技術(shù)制造工具，電子產(chǎn)品，備用零件，醫(yī)療設(shè)備等各種產(chǎn)品，并按照自己個(gè)人需求來(lái)實(shí)現(xiàn)真正的“私人訂制”。

　　軍隊(duì)的后勤將變得更簡(jiǎn)單，因?yàn)檠b備和補(bǔ)給可以在當(dāng)?shù)刂苯哟蛴?。物體將會(huì)變成信息，而網(wǎng)絡(luò)盜版將會(huì)代替現(xiàn)實(shí)偷竊。而恐怖分子以及犯罪集團(tuán)將會(huì)使用難以追查的原材料來(lái)打印武器，探測(cè)器，以及其他裝備，給社會(huì)安定造成極大的隱患。

代表性技術(shù)：速度、尺寸、可靠性增強(qiáng)，全新合成材料、生物打印

實(shí)際應(yīng)用：多材料3D打印、3D打印人行天橋、外科生物墨水

醫(yī)學(xué)

　　在未來(lái)的30年里，各種科學(xué)技術(shù)上的突破將改變醫(yī)學(xué)。通過(guò)基因組學(xué)，我們將會(huì)得到真正的私人藥物。在未來(lái)，癌癥，心肺疾病，阿茲海默癥，以及其他目前看似無(wú)救的疾病將會(huì)由針對(duì)患者個(gè)人基因的藥物來(lái)治療。

　　人類將可以通過(guò)DNA培養(yǎng)出來(lái)移植所需的器官，從而滅絕等待配型以及排斥反應(yīng)等很可能致命的情況。生物假肢將會(huì)被直接連接到神經(jīng)系統(tǒng)上，從而提供與真實(shí)觸感極其相似的感官。

　　機(jī)器急救人員以及例如控制性降溫的肢體存活技術(shù)將會(huì)大幅度延長(zhǎng)救援的“黃金時(shí)間”。科學(xué)家們將找到衰老的原因，從而增加人類的壽命，涌現(xiàn)出一大群非常健康并有活力的“老人”。

　　另一方面，發(fā)達(dá)的醫(yī)療設(shè)施的價(jià)格將會(huì)給各國(guó)的醫(yī)療系統(tǒng)帶來(lái)更大的壓力。窮人與富人之間的救命資源的競(jìng)爭(zhēng)則會(huì)加劇?？顾幮詷O高的超級(jí)細(xì)菌也會(huì)給世界各地的人們帶來(lái)極大的危險(xiǎn)。也會(huì)出現(xiàn)極大地不均。而且隨著人類壽命的增加，年輕人與老人之間對(duì)于工作以及資源

代表性技術(shù)：定制化醫(yī)療、再生醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)學(xué)工程

實(shí)際應(yīng)用：耐藥細(xì)菌、ElectRx、干細(xì)胞療法

能源

　　在未來(lái)的30年里，全球能源需求預(yù)計(jì)會(huì)增長(zhǎng)35%，我們則正在面臨著一場(chǎng)能源革命。新的采油技術(shù)，比如水力壓裂以及定向鉆為人類添加了大量可開(kāi)發(fā)的油田和氣田。而這直接顛覆了世界石油市場(chǎng)，使美國(guó)從世界上最大的石油進(jìn)口國(guó)變成了最大的石油生產(chǎn)國(guó)。