未来生活进行时: 畅想未来新兴技术40年——百大趋势性技术汇总(上)

前言:

来自伦敦的技术战略研究专家Michell Zappa长时间来致力于整理所有目前我们市面上能看到的各个领域的新兴技术,包含业已实现并付诸应用的重要技术,以及处于研究阶段的攻坚技术等,并将其归纳为11个重要领域:ARTIFICIAL INTELLIGENCE人工智能、INTERNET互联网、INTERFACES交互界面技术、SENSORS传感器技术、UBICOMP普适计算、ROBOTICS机器人技术、BIOTECH生物科技、MATERIALS新材料技术、ENERGY能源技术、SPACE太空技术、GEOENGINEERING地球工程技术,共计包含112项重要新兴趋势性未来技术,最终将其设计成交互式信息图——Envisioning emerging technology for 2012 and beyond,以年份,消费者相关性等维度清晰展示。互动中国对图中的技术进行了简要的汉化标注,并且将分为(上)(中)(下)专题对其中所提及的百种进行了基础性的介绍,与大家做分享,再次感谢Michell Zappa(Envisioning Technology)为此图所付出的心血和为我们带来的巨大价值!

All Credits & Rights: Michell Zappa
Original:envisioningtech.com
汉化:London H、Vivian Peng @DamnDigital
美编:Wang Qi @DamnDigital
编辑:Vivian Peng @DamnDigital

 

预测未来趋势是绝对是一门技术活儿,纯靠猜是行不通的。今时今日,我们每天几乎看到看到数十种新鲜有趣的新技术诞生在我们身边,别的不说,单看未来生活进行时专题走到今天,我们就已经探讨过不下20种不同领域的新技术了。有些技术启发思维,给予洞见;有些技术走近我们的生活,为人类带来便捷;有些技术孕育待生,在未来与我们交臂。

来自伦敦的技术战略研究专家Michell Zappa一直以来都细心研究各种新兴技术,并致力于把自己的研究结果和趋势性预见设计成信息图表达出来。今年年中,他将长时间以来所整理的所有目前我们市面上能看到的各个领域的新兴技术,包含业已实现并付诸应用的重要技术,以及处于研究阶段的攻坚技术都进行了整理,清晰地设计成交互式信息图。

原图:


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这张信息图将所有目前所有重要的新兴技术整理规整为11大门类:ARTIFICIAL INTELLIGENCE人工智能、INTERNET互联网、INTERFACES交互界面技术、SENSORS传感器技术、UBICOMP普适计算、ROBOTICS机器人技术、BIOTECH生物科技、MATERIALS新材料技术、ENERGY能源技术、SPACE宇宙空间技术、GEOENGINEERING地球工程技术,共包含了112项重要新兴技术,这些技术几乎包含了所有目前对于新兴产业,人类生活以及未来趋势起到重要影响的未来趋势性技术领域,并且将各个技术依照发展与进化普及的年份时间进行展示,无论是学习,还是做个基础了解,都是一份非常有价值的出色参考。

原图是交互式的,鼠标移动到某个技术上,该点会放大,并且显示该技术的相关信息。互动中国对静态PDF图做了简要的汉化标注,并且对其中所提及的技术进行了基础性的介绍,与大家做分享,再次感谢Envisioning Technology的   Michell Zappa 为此图所付出的心血和为我们带来的巨大价值!

DamnDigital简要汉化版:

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Artificial Intelligence 人工智能

High Frequency Trading 高频交易

高频交易
是指在金融的语境下使用智能计算机代替人工交易员的策略。高频交易是指从那些人们无法利用的极为短暂的市场变化中寻求获利的计算机化交易,比如,某种证券买入价和卖出价差价的微小变化,或者某只股票在不同交易所之间的微小价差。这种交易的速度如此之快,以至于有些交易机构将自己的“服务器群组”(server farms)安置到了离交易所的计算机很近的地方,以缩短交易指令通过光缆以光速旅行的距离。

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Software Agents 软件代理

软件代理简单的就是说有偿代理别人软件,与其它代理严格来说没有区别,只是物品不一样而已。
1、软件销售商只销售软件产品,不负责后续的实施、服务等工作;
2、软件代理商即销售软件产品,也进行实施、服务等工作,也会承包软件厂商卖出产品的实施服务工作。
3、有时候将从事软件产品版权登记代理称之为软件代理

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Natural Language Interpretation 自然语言翻译

自然语言翻译,即自然语言理解技术。一种让机器懂得人类语言的研究,是人工智能的一个重要分支 ,主要研究如何利用计算机来理解和生成自然语言。简单来说,就是要让计算机能够精确地认知人类的自然语言,并且进行实时的翻译转换,进行相应的处理。Siri的人工智能就是在自然语言处理上的一个突破。

 

Machine Translation 机器翻译

机器翻译(machine translation),又称为自动翻译,是利用计算机把一种自然源语言转变为另一种自然目标语言的过程,一般指自然语言之间句子和全文的翻译。它是自然语言处理 (Natural Language Processing)的一个分支,与计算语言学(Computational Linguistics )、自然语言理解( Natural Language Understanding) 之间存在着密不可分的关系。

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Procedural Storytelling程序故事叙述模式

指用计算机编程语言来设定故事情节与逻辑,用计算机设计出故事的叙说与发展,这一技术广泛用于游戏设计中。

 

VR-Only Lifeforms 虚拟现实生命体

虚拟现实(Virtual Reality,简称VR,又译作灵境、幻真)是近年来出现的高新技术,也称灵境技术或人工环境。虚拟现实是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。

虚拟现实生命体(VR-Only Lifeforms),也即虚拟现实实体。虚拟现实环境中可以通过计算机设计出逼真的人物角色与形象,在虚拟的空间中进行活动与行为,看起来就和真实环境中的人物角色类似,这钟在虚拟空间中的角色与生命形象即为虚拟现实实体

 

Machine-Augmented Cognition 机器增强认知

机器增强认知,或称机器认知(Machine Recognition),是研究如何用机器或计算机模拟、延伸和扩展人的感知或认知能力,包括:机器视觉、机器听觉、机器触觉……如:计算机视觉(Computer Vision)、模式(文字、图像、声音等)、识别(pattern Recognition)、自然语言理解(Natural Language Understanding)……都是人工智能领域的重要研究内容,也是在机器感知或机器认知方面高智能水平的计算机应用。

如果智能机器感知技术将来能够得到正确运用,智能交通详细数据采集系统的研发,科学系统的分析、改造现有的交通管理体系,对缓解城市交通难题有极大帮助。利用逼真的三维数字模型展示人口密集的商业区、重要文物古迹旅游点等,以不同的观测视角,为安全设施的位置部署,提早预防和对突发事件的及时处理等情况,为维系社会公共安全提供保障。

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Internet 互联网技术

 

云计算

云计算(cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网,后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源;广义云计算指服务的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关,也可是其他服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。

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Cyber-Warfare 网络战

网络战是为干扰、破坏敌方网络信息系统,并保证己方网络信息 系统的正常运行而采取的一系列网络攻防行动。正在成为高技术战争的一种日益重要的作战样式,破坏敌方的指挥控制、情报信息和防空等军用网络系统,甚至可以悄无声息地破坏、瘫痪、控制敌方的商务、政务等民用网络系统,不战而屈人之兵。

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4G

4G是第四代移动通信及其技术的简称,是集3G与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。 4G系统能够以100Mbps的速度下载,比拨号上网快2000倍,上传的速度也能达到20Mbps,并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。而在用户最为关注的价格方面,4G与固定宽带网络在价格方面不相上下,而且计费方式更加灵活机动,用户完全可以根据自身的需求确定所需的服务。此外,4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署,然后再扩展到整个地区。 很明显,4G有着不可比拟的优越性。

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Mesh Networking 多跳网络

Mesh Network也称为“多跳网络”,是一种全新的无线网络技术,是一个动态的可以不断扩展的网络架构,实现无线设备之间的传输。其核心是让网络中的每个节点都发送和接收信号,使普通无线技术过去一直存在的可扩充能力低和传输可靠性差等问题迎刃而解。网络中大量终端设备能自动通过无线连成网状结构,网络中的每个节点都具备自动路由功能,每个节点只和邻近节点进行通信,因此是一种自组织、自管理的智能网络,不需主干网即可构筑富有弹性的网络。传统无线通信网络必须预先设计和布置网络,它的传输路径是固定的,而mesh网络的传输路径是动态。

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Photonics 光通信技术

光通信就是以光波为载波的通信。增加光路带宽的方法有两种:一是提高光纤的单信道传输速率;二是增加单光纤中传输的波长数,即波分复用技术(WDM)事实上,光通信设备只适合在最后几公里的距离用。

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Virtual Currencies 虚拟货币

汇丰银行在最近趋势分析报告中曾经宣称,虚拟货币将在未来3-5年内占据市场主流流通币种。虚拟货币本指非真实的货币。在虚拟跟现实有连接的情况下,虚拟的货币有其现实价值。知名的虚拟货币如百度公司的百度币、腾讯公司的Q币,Q点、盛大公司的点卷,新浪推出的U币米票(用于iGame游戏),侠义元宝(用于侠义道游戏),纹银(用于碧雪情天游戏)。

如果不算上银行系统的电子货币,网络虚拟货币大致可以分为二类: 第一类是大家熟悉的游戏币。在单机游戏时代,主角靠打倒敌人、进赌馆赢钱等方式积累货币,用这些购买草药和装备,但只能在自己的游戏机里使用。那时,玩家之间没有“市场”。自从互联网建立起门户和社区、实现游戏联网以来,虚拟货币便有了“金融市场”,玩家之间可以交易游戏币。第二类是门户网站或者即时通讯工具服务商发行的专用货币,用于购买本网站内的服务。使用最广泛的当属腾讯公司的Q币,可用来购买会员资格、QQ秀等增值服务。

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5G

5G(5th-generation)是第五代移动通信技术的简称,目前还没有一个具体标准。不过在有消息报道韩国成功研发第五代移动通信技术,手机在利用该技术后无线下载速度可以达到每秒3.6G。这一新的通信技术名为Nomadic Local Area Wireless Access,简称NoLA。

据悉,韩国电子通信研究院的专家称,NoLA可作为铺设5G网络的基础技术。使用NoLA技术下载一部DVD格式标准电影只需要几秒时间。目前世界上最快的无线通讯技术是由三星公司研发的,使用三星的这一技术可实现每秒1G的下载速度。韩国电子通信研究院院长称:“我们一直在同其他国家争夺第一个4G标准,现在我们成功研发出了无线传输速度达3.6G每秒的技术,远远超过了我们的对手。” 韩国电子通信研究院代表称,去年他们投入1960万美元开始研发这一技术,通过同三星,LG等大公司的合作成功研发出了NoLA技术。第四代技术标准确立后,NoLA有望用于家庭网络以及其他移动通信终端。

据权威研究及分析机构Gartner预计,全球家庭网络市场以每年16%的速度在增长,到2010年这一市场将达到979亿美元。NoLA技术有望帮助韩国在这一市场占据优势。

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Reputation Economy 信誉经济/声誉经济

字面上的意思,我想不用多赘述。推荐读者阅读:经济学人杂志——《熊彼特:声誉是什么?》(翻译来自译言网)

 

Interplanetary Internet 星际网络

星际互联网络(Inter Planetary Internet,简称IPN)是美国在外太空建立信息网络的长期构想。该网络的任务是为深空探测任务提供地面支持,具体为:

  • 确定探测器运行轨道;
  • 接收-处理探测器的探测信息及工程遥测信息;
  • 向探测器发送上行指令和数据、控制探测器工作状态

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Remote Presence 远程呈现

 

Exocortex计算机仿真

计算机仿真是应用电子计算机对系统的结构、功能和行为以及参与系统控制的人的思维过程和行为进行动态性比较逼真的模仿。它是一种描述性技术,是一种定量分析方法。通过建立某一过程和某一系统的模式,来描述该过程或该系统,然后用一系列有目的、有条件的计算机仿真实验来刻画系统的特征,从而得出数量指标,为决策者提供有关这一过程或系统得定量分析结果,作为决策的理论依据。

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INTERFACES 交互界面技术

 

 推荐阅读:未来生活进行时: 触控交互的再思考——理想交互技术的现实路径

 

Multitouch多点触控

多点触控 (Multitouch,也称为Multi-touch) 意即一些让电脑使用者透过数只手指达至图像应用控制的输入技术。要使用多点触控技术,装置必需配备“触屏”或“触摸板”,同时需装载可辨认多于一点同时触碰的软件,相较之下,标准的触控技术只能辨认一点,是其之间最大的分别。 能让电脑感受到物理上的触碰的事物包括:热力、指压、高速摄影机、红外线、光学感应、电阻改变、超声波接收器,微音器、雷射波幅感应器及影子感应器等。

现时已有若干多点触控的应用及计划。有些目的是令输入更个性化(例如:iPhone、iPod touch、MacBook系列、HTC Magic、HTC Hero、HTC Desire、Nexus One及HTC Diamond),不过这种技术最主的目的是带来人机互动新时代。

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推荐阅读:未来生活进行时:“触摸”科技——体验未来精彩无“触”不在

 

Gesture Recognition 手势识别

在计算机科学中,手势识别是通过数学算法来识别人类手势的一个议题。手势识别可以来自人的身体各部位的运动,但一般是指脸部和手的运动。
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推荐阅读:未来生活进行时:“穿越” —— 那些曾“遥不可及”的想象正在成真吗?

 

 

Speech Recognition语音识别

语音识别技术,也被称为自动语音识别(英语:Automatic Speech Recognition, ASR),其目标是将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入,例如按键、二进制编码或者字符序列。与说话人识别及说话人确认不同,后者尝试识别或确认发出语音的说话人而非其中所包含的词汇内容。

语音识别技术的应用包括语音拨号、语音导航、室内设备控制、语音文档检索、简单的听写数据录入等。语音识别技术与其他自然语言处理技术如机器翻译及语音合成技术相结合,可以构建出更加复杂的应用,例如语音到语音的翻译。

语音识别技术所涉及的领域包括:信号处理、模式识别、概率论和信息论、发声机理和听觉机理、人工智能等等。

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Augmented Reality增强现实

*这个应该不用再解释了⋯⋯

 

4K

 

Haptics 触觉回馈感应技术 

触觉回馈感知技术是触觉学科的一种,是指通过与计算机进行互动实现虚拟触觉。Haptics一词源于古希腊的“haptein”(捆绑)。通过利用特殊的计算机输入/输出设备(游戏杆,数码手套或者其他设备),用户可以通过与计算机程序交互来获得真实的触觉感受。结合虚拟视觉,haptics技术可以用来训练人的手眼协调能力,比如说,军人或者宇航员可以采用这种方式进行训练。另外还可以将这两种技术用在电脑游戏上,比如,你可以和计算机对手在一个虚拟世界里打乒乓球。你既能看到球的运动,还能通过haptic设备,在挥拍击球时感觉到球的撞击。

 

Holography 全息技术

全息技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。

全息技术第一步是利用干涉原理记录物体光波信息,此即拍摄过程:被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束;另一部分激光作为参考光束射到全息底片上,和物光束叠加产生干涉,把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度,从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后,便成为一张全息图,或称全息照片;其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息,这是成象过程:全息图犹如一个复杂的光栅,在相干激光照射下,一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象,即原始象(又称初始象)和共轭象。再现的图像立体感强,具有真实的视觉效应。全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息,故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像,通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像,而且能互不干扰地分别显示出来。

参考来源

推荐阅读 :知识普及: 黄金时代的3D技术——从三维投影到全息成像 从头认识3D这门技术活儿

 

Telepresence 远程呈现

远程呈现(telepresence)是一种虚拟实在,能够使人实时地以远程的方式于某处出场,即虚拟出场。此时,出场相当于”在场”,即你能够在现场之外实时地感知现场,并有效地进行某种操作。

正如Telepresence定义的那样,它具有自身鲜明的特点。它能提供面对面的视频体验,使得与会者感觉犹如身处同一物理空间,而不是传统视频交流的设备感。它提供的图像拼接虚拟融合,能达到虚拟会议室的效果。它的声位同向则保证了真实的声场体验。高清的辅视频和实物投影使得与会者可以发送电脑屏幕上的内容或者现场实物与其他与会者进行共享。另外,简单易用,强大的会议控制功能,支持多方会议,良好兼容/互通能力等都是它的特性。

参考来源

 

Immersive Virtual Reality 沉浸式虚拟现实

沉浸式虚拟现实(immersive VR)提供参与者完全沉浸的体验,使用户有一种置身于虚拟世界之中的感觉。其明显的特点是:利用头盔显示器把用户的视觉、听觉封闭起来,产生虚拟视觉,同时,它利用数据手套把用户的手感通道封闭起来,产生虚拟触动感。系统采用语音识别器让参与者对系统主机下达操作命令,与此同时,头、手、眼均有相应的头部跟踪器、手部跟踪器、眼睛视向跟踪器的追踪,使系统达到尽可能的实时性。临境系统是真实环境替代的理想模型,它具有最新交互手段的虚拟环境。常见的沉浸式系统有:基于头盔式显示器的系统、投影式虚拟现实系统。

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Sensors 传感技术

 

Depth Imaging 基于深度的图像绘制

 

Near Field Communication近场通信

近场通讯(NFC)是Near Field Communication缩写,即近距离无线通讯技术。所谓的近场通讯(NFC)技术则是一种近距离的高频无线通信技术,可用距离约为10厘米,可以实现电子身份识别或者数据传输,比如信用卡、门禁卡等功能。早期借助这项技术,用户可以用手机替代公交卡、银行卡、员工卡、门禁卡、会员卡等非接触式智能卡,还能在轻松的读取广告牌上附带的RFID标签信息。

现在,随着这种技术的发展和研究应用,可以在移动设备、消费类电子产品、PC 和智能控件工具间进行近距离无线通信。NFC 提供了一种简单、触控式的解决方案,可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务。

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Pervasive Video Capturing 普适影像抓取

 

Biometric Sensors生物识别传感技术

生物传感器是利用生物要素与物理化学检测要素组合在一起对被分析物进行检测的装置。生物传感器包括三个部分:

敏感的生物元件(生物材料如生物组织、微生物、细胞器、细胞感受器、酶、抗体、核酸等,生物派生材料或者类生物材料)。这些敏感的生物元件可以通过生物工程来创造。

连接二者的换能器

检测元件(用如光学、压电、电化学、温度或者电磁等物理化学方式工作)。

其中最为大众熟知的商用生物传感器是使血糖生物传感器,它用酶分解血糖。在这个过程中电子转移到电极上,从而可以测量血糖的浓度。市场对于类似传感器的大量需求大大促进了相关传感器技术的开发。最近,各种各样的检测分子用于许多不同的电子鼻设备,根据检测器对于物质的不同反应鉴别特定的物质。

矿工们将金丝雀用来监测特定气体的存在,这样的金丝雀就可以看作是一个生物传感器。如今许多生物传感器与此类似,它们也是利用生物体检测有害物质的存在,它们的灵敏度要比我们自己要高很多。这样的设备可以用于环境检测或者水处理设施中。

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Smart Power Meters 智能电力感应系统

推荐阅读:未来生活进行时:无线通信智能化——无“线”智能 沟通未来

 

Biomarkers 智能生物标识感应

 

Machine vision 机器视觉

机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。机器视觉系统是指通过机器视觉产品(即图像摄取装置,分 CMOS 和CCD 两种)将被摄取目标转换成图像信号,传送给专用的图像处理系统,根据像素分布和亮度、颜色等信息,转变成数字化信号;图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征,进而根据判别的结果来控制现场的设备动作

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Computational photography 计算机摄影技术

Computational Photography 计算机摄影技术,与传统的摄影不同,传统摄影是所见即所得,就是拍摄出来物体的像与我们看到的是相同的,但这个计算摄影技术则是利用编码孔径和波前编码等技术进行成像,所拍摄的影像很多时候根本看不出到底是什么目标,于是需要借助于计算机对编码的过程进行解码,还原成原先图像的信息。 那么,我们为什么要进行计算编码成像?答案是要获取传统编码成像没有的信息,那么这些信息是什么呢?目前,研究比较热门的是获取场景中的深度信息、全聚焦成像、消除运动模糊等。

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optogenetics 光遗传学

光遗传学(optogenetics),即结合遗传工程与光来操作个别神经细胞的活性,发现脑部如何产生γ波(gamma oscillations),并为它们在调控脑部功能中的角色提供新证据,这将有助于发展一系列脑相关失调的新疗法。

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Neuro-Informatics 神经信息学
理解人类神经系统是21世纪科学的最大挑战之一。神经系统的功能如知觉、决策、认知和推理等远超任何现有的人工系统。它的机能跨越了从分子生物学到人类学的多个学科。

神经信息学通过在对神经系统建模和分析的过程中应用计算的方法和观念来整合各种对神经系统进行模拟的尝试性工作。

为了理解神经系统,人们需要把从分子到细胞、从系统到生物体等各种不同层次学科的研究相互联系起来,这些学科包括遗传学、蛋白质组学、系统生物学、神经科学、认知科学、语言学、心理学、人类学,等等。虽然人们对于脑研究的事实和数据的积累已经很迅速也很深入了,但是我们对这些数据的理解深度还很有限。同样地,过去几十年以来计算机科学业已取得了巨大的进展,但是人类最先进的计算机系统在处理现实世界的一些任务时还比不上所谓的简单生物,例如蚂蚁和蜜蜂。无论从实践的角度还是从概念的角度看,神经科学相关的生命科学(例如神经科学、神经行为学、心理学、语言学、哲学等)与信息科学及其相关学科(例如计算机科学、数学、统计学、物理学、电子工程学和神经机器人学)之间都有很多互相联系的地方。

神经信息学中新的多学科交叉的研究领域加强了这些领域间的协作潜力。神经信息学和下列领域相关:

  • 发展和应用计算的方法来研究脑和行为
  • 应用先进的信息学技术来处理巨量和复杂的神经科学数据
  • 深入理解脑功能的原理以便发展新的信息学技术

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未完待续⋯⋯*(欢迎修正、补充、探讨)

 

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