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技術融合報告 Technology Convergence Report
2025/06
World Economic Forum (WEF)
https://reports.weforum.org/docs/WEF_Technology_Convergence_Report_2025.pdf
ㄧ、前言
在人工智慧、生物技術與量子科學等關鍵技術陸續成熟並同步發展的歷史關鍵時刻,世界經濟論壇(World Economic Forum, WEF)與凱捷管理顧問公司(Capgemini)共同發表「3C框架」,該框架以「組合」(Combination)、「融合」(Convergence)與「複合」(Compounding)為核心概念,旨在解析當代科技趨勢所涵蓋的八大關鍵領域。相較於人類歷史上過往單一技術突破的演進模式,當前的科技發展正朝向高度連結與協同演化的融合方向邁進。

本篇報告整合來自全球專家與產業人士的觀點,協助決策者跳脫單一技術領域的思維框架,深入探討跨領域技術整合的潛力。同時,也藉由「創新價值」視角,研析回應社會經濟與氣候變遷挑戰的策略性部署方向。

二、3C分析框架介紹
「3C框架」並非單一維度的分析工具,而是將技術演進視為一種複雜且動態的系統性過程。其核心包括三個階段:「組合」(Combination)意指將不同技術加以整合,取長補短,以解決共通問題並創造全新價值;「融合」(Convergence)則代表功能重疊的技術深度整合,產生協同效應,進而驅動產業創新;「複合」(Compounding)則象徵不同技術之間相互強化、疊加產生乘數效應,實現指數級的價值創新,為技術演進的最高階段。此一框架的演進並非線性或單向,而是具備相互促進與反饋機制的循環過程,從整體系統的視角出發,協助決策者全面掌握技術轉型的趨勢與潛能。

三、八大先進技術融合趨勢與代表案例
(一) 人工智慧領域
人工智慧技術已邁入關鍵成熟階段,其應用不再侷限於單一領域,而是在各類產業生態系中展現出高度滲透與跨域整合的態勢。目前技術發展的顯著特徵,包括基礎模型)的快速演化,以及大型語言模型性能的不斷提升,使AI能於多種專業領域中深度理解問題並提出具體可行的建議,實現「AI賦能」(AI enablement)。

AI與量子運算、生物工程、空間智慧等前瞻技術的跨域結合,不僅加快機器學習模型的訓練效率,更在藥物研發、自主導航與智慧自動化等關鍵應用領域創造嶄新價值。舉例而言,OpenAI 的 GPT 系列、DeepMind 的 AlphaFold,以及 Tesla 的自動駕駛系統,皆充分展現AI在解決複雜問題上的潛能與未來性。

根據專家預測,至2030年,人工智慧預計將為全球經濟帶來約15.7兆美元的直接與間接貢獻。AI正持續透過與其他前沿技術的深度融合,催生顛覆性創新應用,並加速重塑全球產業的競爭格局。

(二) 全方位運算領域(Omni Computing)
全方位運算是一種去中心化的運算架構,核心理念在於將運算能力部署於資料產生源的近端,藉此降低對集中式雲端系統的依賴。隨著神經形態運算、嵌入式機器學習與行動邊緣運算等技術的進展,資料處理將更為高效率、即時且安全。

透過軟體定義網路(Software-Defined Networking, SDN)架構與無線感測器技術,能進一步提升系統的可靠性與可擴展性。結合區塊鏈、點對點(P2P)網路、邊緣AI與代幣(Token)激勵機制,有助於建構穩定且具永續性的分散式系統。機器人網際網路(Internet of Robotic Things, IoRT)使機器人得以即時協同運作,廣泛應用於自駕與智慧製造等場域。隨著產業日益複雜,邊緣運算的投資規模也持續擴大,而標準化協定則有助於加速技術整合與資料互通的推進。

展望未來,去中心化實體基礎設施網路(Decentralized Physical Infrastructure Network, DePIN)將進一步強化數位系統的韌性,持續推動AI運算的新一波革命。

(三) 生物工程領域
生物系統與數位及物理技術的深度融合,正推動生物工程領域蓬勃發展,帶來醫療、製造、環境管理等多元創新。生物感測、運算、列印與代謝工程等技術,隨著AI進展而加速演化,使精準醫療、個人化治療與新型生物製成日益受到關注。

生物運算平台正開啟生物與電子間的雙向溝通,而細胞培養系統則實現生物材料的工業化與量產。這些融合技術不僅縮短產品開發時間,亦讓生物工程在消費品、能源、食品等產業中占有一席之地。

儘管市場投資持續穩健成長,但高技術門檻與監管挑戰仍需克服。以澳洲聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)為例,AI與工程生物學的結合已在農業與食品創新領域展現實際成果。展望未來,工程生物學將成為更多產業的核心支柱。在各界攜手下,建立完善的政策與監管架構將是推動產業永續與開拓新市場的關鍵。

(四) 空間智慧技術領域 (Spatial intelligence domain)
空間智慧技術(spatial intelligence technologies)正逐步從研發階段邁向商業化應用,其技術成熟度呈現多元發展態勢。在標準化進程中,Unity 與 Unreal Engine 等遊戲引擎已成為虛擬實境(VR)開發的主流工具,而物體辨識技術也已建立廣泛採用的業界標準。

空間智慧的核心架構涵蓋空間處理技術、沉浸式平台以及數位分身(digital twin)生態系統。實際應用案例包括:結合電腦視覺與無線感測器網路進行城市模擬與規劃;運用擴增實境(AR)提升機器人系統在製造場域中的精準操作;以及透過觸覺回饋與虛擬模擬技術,提升醫療手術的準確性與安全性。

例如,Natilus 採用沉浸式設計工具進行航太產品開發;海尼根(Heineken)則運用數位能源分身系統,實現15%至20%的節能效益。空間智慧技術的複合效應推動技能需求上升、標準加速建構,並促進整體產業的發展。

隨著即時3D技術、全方位運算與AI感測器的深度整合,未來將催生如「人類數位分身」等創新應用,進一步重塑醫療手術規劃模式與娛樂體驗的面貌。

(五) 機器人領域
受硬體成本下降、新創投入與全球競爭加劇等因素驅動,機器人技術正迅速發展。關鍵技術的突破包括:具備更高靈活性與精準度的自適應控制系統,結合AI與多模態感測以理解環境的認知型機器人,模仿自然結構的仿生機器人,以及透過集體智慧協同運作的群體機器人系統。

自動化與效率需求推升機器人在製造、物流、醫療與農業等領域的應用普及。投資焦點正轉向具備學習能力的智慧與自適應系統,特別是能在模擬環境中進行訓練的實體AI與協作型機器人。

不過,系統的高度複雜性也帶來挑戰,凸顯建立安全性與互通性標準的迫切性。隨著實體AI持續進化,更靈巧的人形機器人與自主無人機群將陸續出現。

開發類似大型語言模型(Large Language Models, LLMs)的通用型機器人基礎模型,已成為關鍵方向。隨著AI硬體快速發展,像 NVIDIA 提供的模擬平台可克服資料稀缺問題,推動基礎模型訓練與應用發展,進而降低人形機器人成本,加速推廣應用。

(六) 先進材料領域
AI輔助與材料模擬技術正引領先進材料領域的變革,從根本上重塑跨產業的設計、製造與應用模式。當前研發重點聚焦於具備自我修復、生物相容性、能源儲存與熱管理等特定功能的新型材料,以及結合生物技術以提升效能與永續性的生物工程材料。

AI強大的生成與推理能力,使研發週期大幅縮短,實體試驗所耗資源也得以減少。這種跨技術的融合轉型,帶動航太、汽車、醫療與能源等關鍵產業的成長,並吸引創投與策略合作,重塑整體投資生態,也成為強化國家戰略自主性與產業韌性的政策關鍵。

AI平台 Citrine Informatics 在此轉型中發揮關鍵加速器的角色。展望未來,材料研發與驗證流程將在AI支援下更為迅速,具備優異電磁與熱性能的量子增強材料亦將嶄露頭角。這些融合趨勢彼此促進,將持續推動材料科學向前邁進。

(七) 次世代能源
次世代能源的發展不僅聚焦於能源生產技術的創新,也涉及能源使用與交易模式的根本變革。主要包含三大創新方向:首先,是結合物聯網感測器與AI的「智慧電網系統」,能即時監控與調節電力供需,預測維修時間並降低停電風險;其次,是以鋰離子電池為主的先進儲能系統,結合AI預測功能的「再生能源儲存」模式,用以因應製造業與資料中心對再生能源的需求;第三,是整合區塊鏈P2P交易與聯邦學習技術的互操作儲能架構,推動革命性的「分散式能源交易與使用」。

沙烏地阿美公司(Saudi Aramco)導入AI、區塊鏈與數位孿生技術,是推動智慧電網與數位轉型運行的典型產業案例。展望未來,關鍵能源技術如核融合與小型核反應器(SMR)有望結合AI,打造自主能源生態系統,實現高效、具韌性且潔淨的能源轉型。

(八) 量子技術領域
量子技術是當今最具前瞻性的科技領域,主要聚焦於解決三大關鍵問題:以量子運算處理極度複雜的計算任務、以量子傳輸實現高度安全的通訊機制,以及以量子感測進行超高精度的測量。

目前的發展方向包括:建構結合傳統運算可靠性與量子運算潛能的混合系統,已開始應用於金融服務與藥物研發領域;在通訊方面,量子通訊不依賴計算複雜性假設,而是基於物理定律提供最高等級的安全保障,已逐步應用於金融交易與國防安全;在測量應用上,量子增強技術可使原子鐘從宇宙誕生至今誤差不超過一秒,確保GPS系統高精度運作,並擴展至醫學診斷與航太導航等領域。

產業趨勢也從政府主導的研發階段,逐步轉向由民間與創投驅動的商業化進程。微軟(Microsoft)、Google、亞馬遜(Amazon)等科技巨頭皆積極布局此新興市場,推動量子科技的實用化與產業化。
李暟
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