人与科技发展愿景洞察的情报分析方法探讨*

■ 冷伏海 王建芳 李宏 惠仲阳 张秋菊 艾超 曹华俊**

1.中国科学院科技战略咨询研究院 北京 100190

2.华为技术有限公司 深圳 518129

0 引言

随着信息、生物、新材料等高技术的迅猛崛起，科技已成为当今世界经济与社会发展能力的决定性力量，引起世界各国政府和主要创新参与者的高度关注，如何合理有效地制订科技创新战略和规划也成了备受关注的问题。与此同时，以信息技术为主的现代科学技术深刻改变着人与社会经济生活的方方面面，从而“以人为本”成为科技规划的基本理念。2021年1月欧盟发布的《工业5.0：迈向可持续、以人为本、富有韧性的欧洲工业》战略[1]，提出将人类的核心需求和利益置于生产过程的中心，突出研究和创新作为对向可持续、以人为本和富有韧性的欧洲工业过渡的推动力。在此背景下，科技前瞻预见作为一种支持科技规划和资源配置管理的工具得到广泛应用的同时，未来发展愿景驱动的科技发展前瞻预见日益引起重视。

2010年以来，世界主要国家和国际组织广泛开展了科技前瞻预见活动，描绘科技作用下人类社会的未来发展愿景，并达成普遍共识：未来，我们的技术环境将持续以活跃的态势转变。日本2015开展的第10次和2020年的第11次技术预见均突出了“对将来社会愿景的探讨”。日本第10 次技术预见在开展未来社会愿景调查的基础上，根据愿景提出未来可能实现的科学技术并进行评估，基于提出的相关科学技术群开展多选项研究，进而创新未来情景。日本第11 次技术预见也开展了社会未来愿景研究，结合科学技术和社会发展趋势、社会未来愿景和科学技术未来愿景，为构建科学技术发展和社会未来图景提出基本场景。[2]

图1 研究的逻辑框架

各类机构、特别是大型高科技企业，从保持和重塑竞争优势的战略高度，也纷纷对科技创新的愿景和未来科技应用场景进行了大量前瞻与预见，以期在未来激烈的竞争中赢得技术主动权和市场掌控力，愿景驱动成为各大公司制定战略规划的重要工作方式。富士通公司于2013年开始技术与服务愿景展望工作，宣传其技术和产品服务的未来愿景，并突出“以人为中心的智能社会”主题。

因此，在“以人为本”理念的驱动下，面向人的需求，以人的各类活动未来愿景为基础，开展前瞻预见活动得到重视。为支持“以人为本”的未来发展愿景展望和技术需求分析，本研究以马斯洛的人的需求与行为理论为基础，以科技革命对人的需求与行为、人类活动的影响为基本框架，以世界主要国家和国际组织对未来社会情景的预测为基本素材，梳理未来10～20年“以人为中心”的五个维度的社会经济发展趋势，把握世界对人类社会未来发展的憧憬共识及针对其国家禀赋特征的情景描绘，梳理在愿景支撑下的若干典型人类活动的场景，并据此形成实现未来愿景和场景的关键技术群，在此过程种形成一套人与科技发展愿景洞察的情报分析方法。

1 信息智能时代人的需求演化分析

1.1 科技发展与人的需求

马斯洛需求层次理论认为，人类的需求从低到高按层次依次分为生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我实现需求5个层级。人类需求是社会发展的原动力，审视社会发展过程可以发现，正是人类不断升级的发展需求，催生了一次次科技革命与产业变革，大幅加速了人类文明发展的进程，科技发展的轨迹与人类的需求层次非常吻合[3]：

（1）最早的科技手段满足的是人们对生理的需求，如人类通过科技手段为自己制造粮食。

（2）生理需求得到满足后，人类就需要源于生命保障、人生财产保障和国家保障等方面的安全感，这时科技手段用来制造更高级的武器，更安全的出行交通工具，更安全的衣食住行等所用的食物、房子、交通工具等等，包括与身体健康有关的药品器械等。因此，工业社会所出现的科技产品很大程度在不断满足人类对安全的需求。

（3）在安全感需求解决后，人们需要的是作为群居性高等生物的爱与归属感需求，所以在信息化、网络化社会所衍生出的信息通讯工具和互联网工具，极大地满足人们的社交需求，使人与人之间的交流更加紧密，更加真实。

（4）人类情感进一步得到满足的同时还需要别人的认可和尊重，由此数字化时代带来的多媒体、直播平台、自媒体的出现，让更多的人彼此了解，从而获得社会大众的认可和尊重。

（5）第5 个需求即“自我实现”需求，也就是“自我超越”需求层次。人类一直都在努力自我实现和自我超越，而这种需求带来的科技变革就是未来十年乃至几十年将会普遍应用的人工智能、无人化，以及更多的个人赋能、赋权。以大数据、云计算为基础，实现“多个服务个体”对接“多种个性化需求”，使得人们可以根据自己所长来支配要在什么时间、什么场所、做什么样的事情，根据自己的兴趣所在制定目标，决定自己想要成就的事业，从而完成“自我实现”。

鉴于人的需求与科技发展互为促进的作用，顺应未来经济社会和科技发展的大趋势，可以擘画“以人为中心”的未来经济社会场景，分析其中的对科技的需求，进而预见需要着力攻克的关键技术群。

1.2 从人的需求到“以人为中心”的关注维度

马斯洛的需求层次模型高度概括了人类的基本需求，在具体的社会生活中，不同环境、不同人群、不同的社会生活过程体现为不同的需求内容。随着人类社会和科技的发展，人的需求不断升级，满足需求的人类活动经历持续、快速嬗变，在底层的基本需求得到满足之后，需求内容和形式会有所提升，上层的尊重、特别是自我实现需求会逐步放大，未来社会“以人为中心”将成为人类活动的主旋律，满足“以人为中心”的社会经济活动、科技创新将成为主流，主要体现为如下方面。

1.2.1 个性化保健、便捷生活、智能劳作满足生理需求

人的生理需求具体体现在衣食住行等健康和生活方面，通过人类生产活动来满足。未来社会，满足衣食住行的生产活动将极大程度地实现机械化、自动化和智能化，人类劳动和工作主要集中在创造性领域，“以人为中心”集中体现为科技支撑人们开展创造性活动；人的健康保障不仅表现为不受疾病困扰，还包括无所不在的身体状况监测和护理，使得疾病的预防、控制和救治都得到最及时最有效的管理；人的生活行为和过程要在衣食住行实现巨大便利的基础上，更加轻松愉悦地体验生活乐趣。如健康方面可体现为，生物技术高度发达、建立起新型疾病与传染病的预防体系，实现老年和失能人群的智能与自动化护理与远程医疗检测，全社会的个性化医疗保健等。工作方面体现为机器人推动经济发展、劳动力解放，通过绿色革命实现粮食自给，先进功能材料广泛运用、改变商业模式使商品更具个性化，改变传统工厂模式等。

1.2.2 全方位安全监护满足安全需求

未来的安全需求不局限于人身和环境安全，还包括了泛在网络和人工智能环境下的数字安全、隐私安全，生物科技发展带来各方面便利同时引发的生物安全威胁等，只有实现全方位的安全保障，才能保证轻松愉悦地体验生活乐趣。具体可体现为有效预防犯罪与恐怖主义、物联网广泛连接与监控、有效监管下一代数字化基础设施等。

1.2.3 丰富的社会娱乐活动、复杂的信息空间满足社交需求

在信息智能环境下，社交的内容形式已经发生了很大转变，未来满足社交和娱乐的需求，依赖于新科技，体现更丰富的内容，使得人们在社交中享受愉悦，同时习得知识和技能，甚至完成工作任务。如针对不同人群运用大数据进行预测和管理，创造新型消费与娱乐模式，实现现实世界与虚拟世界连接共存等。

1.2.4 多渠道学习机会和创造性工作满足尊重和自我实现需求

获得尊重和自我实现将是未来人类生活和需求的最集中体现。未来物质极大丰富，AI 技术高度进步，人们的工作生活高度融合。人们现在的工作是为了生活，未来人的生活是为了工作，包括为了获得生活机会，过去每周工作7 天，随着生产力的发展，只需要工作6 天，现在只需要工作5 天，未来用于学习和创造性工作而投入的时间会更多更长，从而进一步满足人类自我尊重和自我实现的需求。

从工作的角度看，未来人的“网红化”将是一个趋势，每人都是需要在虚拟世界中积累自己的技能，积累自己的信用，发布自己的能力画像。未来的工作有可能通过某一种平台发布的方式进行分配、筛选、成交、支付等，从而精准匹配每个人的碎片化工作需求和工作时间，以适应更多的创造性工作的需求。

1.2.5 混合世界满足人类永生的心理需求

本研究提出未来混合世界的概念，突破物理人的生命极限，形成在物理世界和数字世界的双重公民身份，乃至形成数字国度等。未来的人将向数字世界扩展，实现人的“外化”，包括两个方向，一是物理世界的外化，包括通过各种物理的技术和手段实现人在物理世界的扩展和增强；二是数字世界的外化，形成数字世界中的数字思想、数字人格、数字资产等等，即在数字世界中形成与物理世界完全对应的“Virtual Me”，实现人在数字世界的长生不老。

图2 未来人在物理世界和数字世界的双向扩展

未来的世界是物理世界与数字并行的世界，华为公司认为：虚拟世界可能是物理世界的一个后门。在数字世界中有一个完美的“Virtual Me”与物理的人相对应。从概念上，“Virtual Me”利用ICT能力将虚拟人作为未来物理人学习、处理能力的延伸，而不是永远被虚拟人牵着走，成为虚拟人的傀儡。“Virtual Me”作为个人数字助理，形态上可以是走出家门的随身服务机器人，类似书童和钱包一样，在5G 及Post 5G+时代，“Virtual Me”可以随时调用、无处不在，以云计算资源提供衣食住行、健康、娱乐、学习、消费等方面的判断建议指导等，全方位提升物理人的体验和生活质量、生理和心理方面的体验。

同时也必须指出，“Virtual Me”也存在诸多的技术和非技术方面的挑战，包括技术、安全、伦理、特别是进化（成长，学习）方面的同步问题。以“Virtual Me”强大的学习能力（如AlphaGo 可以无休止地自行提升自我能力的现实），物理人的进步几乎可以忽略，未来谁同步谁？谁管理谁？按照能力来讲一定是虚拟人牵引物理人，但是伦理上可能会有问题。而即使是虚拟人牵引物理人，物理人如何跟得上虚拟人的进化速度？资源上和处理速度上也需要有ICT能力支撑，否则只能心向往之。

基于以上分析，本研究本着“以人为中心”的原则，在常规人群需求范畴之外，同时关注老龄及能力缺失人群的需求，围绕满足各方面需求的基本内容，从健康、安全、生活、工作和信息5个维度展开愿景分析。

2 基于知识元的情报分析与愿景场景总结

鉴于通过传统的专家法、趋势分析法等系统预测未来社会趋势和愿景需要投入巨大的人力、物力和时间成本，本研究主要采用地平线扫描、案例分析、案头研究、比较综合等方法，以发达国家对人与社会环境发展愿景与前瞻场景为参照，通过深入的基于知识元的情报分析形成面向未来愿景与场景全景。

2.1 关于知识元与基于知识元的情报分析

大数据环境下，数据处理技术的发展使得知识组织与分析的研究日益呈现出精细化、语义关联化的趋势。信息与情报分析的单元从大粒度的文献单元不断深入到细粒度的知识内容层面。这些趋势促使了图书情报领域对知识元的基本理论以及基于知识元的信息情报分析的探索。基于知识元的知识组织与检索成为图书情报、知识工程、认知计算、自然语言处理等领域的富有吸引力论题[4]。同时，建立以文献中具体知识元为计量对象、直接对文献内容知识本身进行计量分析的新型科学计量范式[5]引起重视，将信息资源中具有一定意义和价值的概念、数据等较小粒度的知识元挖掘出来，利用一定的方法和手段加以科学组织和分析，开展基于知识元的情报分析成为情报研究支撑决策的重要手段。

这里，知识元通常被定义为构成知识结构且具有完备知识表达的最小独立单元[6]。在实际应用中，知识元可表达为不同的内容和形式，可以是知识，也可以是信息，在情报分析场景中，往往是具有情报价值的信息单元。

对于知识元的表示，有研究提出以概念、属性、关系三元组表示事物特征的知识元模型，在实际应用中，根据不同的知识内容或分析需求可给予不同的表达（图3）。鉴于本研究人与科技发展未来愿景分析的需求，知识元系指服务于场景和愿景等分析的关键概念及其属性，主要包括未来趋势、愿景、场景、需求、关键技术和约束条件，对其内涵和范围说明如下：

图3 知识元表达示意图

愿景：是从人类未来发展总的需求行为的目标来定义的，是以人类社会需求行为理论和社会发展趋势为依据概括形成的美好愿景描绘。

场景：是一群技术支持的可以满足未来愿景的一个技术解决方案。

需求分析：是对实现愿景所需要完成的具体目标的描述，即分析需要什么样的环境和条件得以实现愿景。

关键技术：在特定情景/场景下，满足人的需求所需要的、尚未实现或突破的一些关键技术点或技术群。

约束条件：指实现愿景场景目标所受到的社会、经济、道德、安全等诸多方面的限制。

如“场景”作为概念或信息单元，需要通过时间、环境、人物、活动、技术这些属性来表达，具体的内容用属性值来体现。

2.2 知识元提取分析的流程与方法

具体分析过程，采用地平线扫描等方法，以世界主要国家和国际组织围绕科技革命和产业变革即将带来的社会大趋势进行的预测，对未来社会的可能情景和场景的描绘，及其科技战略规划和技术预测为素材，提取其中的愿景、场景、需求、关键技术和约束条件等概念及属性知识元，进行分析总结。（图4）

图4 研究方法和流程

2.2.1 地平线扫描

地平线扫描全面收集了世界范围对科技创新的愿景和未来科技应用场景进行的前瞻与预见的资料。战略扫描的范围涵盖世界主要科技国家、重要国际组织，以及重要国际智库和大型跨国企业，包括美[7]、英[8]、德、法、日[9]、韩[10]、俄[11]等主要国家，欧盟、经济合作组织OECD、联合国教科文组织UNESCO 等国际组织。同时还包括中国相关部门的权威规划和预见资料，如工信部《中国制造2025》、中国科学院《创新2050：科技革命与中国的未来》、科技部历次国家技术预测资料等。

2.2.2 信息内容遴选

以上扫描获得大量相关资料后，本研究制定如下标准筛选出最重要、适用的信息，以便开展后续信息加工和深度分析。

来源的权威性：如信息的发布机构、报告撰写机构的权威性，如国家重要科技相关部委和科技战略咨询机构、重要知名智库、知名企业保障了其发布信息的权威度，完成资料的机构和人员的水平保证了预算和规划的严谨性。

领域的覆盖面和适当性：资料的内容要涵盖“以人为中心”的未来社会活动重点方面，即上述五个方面，并重点选择未来信息智能社会可能产生影响的领域和主题内容。

内容的切合度：资料包含本研究分析所需的愿景、场景描述等相关信息，同时包含了对关键技术需求的规划或预测，另外，愿景描绘/规划的时间范围须是面向未来10年以上等。

2.2.3 愿景与场景知识元提取

本研究定义了6 类知识元，即：领域发展趋势、技术需求、愿景、场景、关键技术群和约束条件，每条概念在不同的资料范本中体现为具体的知识属性，如愿景类型应包括愿景描述文本、愿景描绘时间、目标人群/范围等具体属性。鉴于资料文本的结构差距巨大，采用机器识别的方法存在困难，实际实施中采用根据基本规则人工提取知识元的方法。

2.2.4 基于知识元分析的趋势与愿景总结

在趋势和愿景知识元的基础上，对相关属性进行对比分析，提取出达到较为广泛认同、描述清晰、对我国有参考价值的内容进行综合，形成5 个领域的愿景和场景总结。

2.2.5 基于愿景分析的场景描绘

在上述愿景总结的基础上，在每种愿景下，选择集中体现“以人为中心”、科技驱动、具有代表性的社会生活场景，进行具体描绘，以实现愿景的具体化、技术需求的明确化，支持关键技术群的梳理。

2.2.6 关键技术群梳理

在关键技术知识元提取的基础上，进行关键技术知识元的分析，梳理出各国规划/技术预测中提出的、达到广泛共识的关键技术主题，并耦合满足上述愿景、场景所需的技术需求，从而总结、提炼，得到实现“以人为中心”的未来社会发展需突破的关键技术群。

2.3 愿景与场景总结

基于上述流程，报告总结提出面向2030年的满足人的各方面需求的5 个维度的愿景与场景总结，如表1所示。

表1 各领域愿景与场景总结

生活方面，提出人类的未来生活愿景，即享受优良实用、实惠、个性化的产品和服务；洁净高效的能源，构建美丽、亲近的自然环境；人类与机器共存，营造便捷、舒适的生活环境，并描绘了包括购物、交通出行、饮食、家居、能源生产与利用、娱乐等方面的具体场景。

工作方面，展望了形成自主工作生态，产生智能、绿色、自适应的产业形态，人的“网红”化，工作的碎片化等发展愿景，描绘了远程、自动、网络化办公场景，高性能网络和海量数据背景下的工作场景，机器人应用及人机交互等场景。

健康方面，提出如下愿景：老年人预期寿命延长，最大限度地提高其健康生活的独立性；形成精准的疑难疾病治疗体系和传染疾病预防体系；智慧型的人类健康体系。描述了未来社会失能和老年人群辅助及看护场景，新型医疗技术支撑复杂病症治疗的场景，电子医疗与健康管理场景等。

信息方面，提出如下愿景：泛在、无缝、智能地获取、处理信息，支持敏捷、明智的决策；在轻松、愉悦的过程中增长见识、提高技能，顺畅地交流和表达思想，保护隐私和名誉。描述了万物相连、普适计算的信息获取与处理场景，数据广泛利用和人类功能增强背景下的知识学习场景等。

安全方面，提出人、机、物融合的安全系统，快速感知、响应和应对的社会安全生态等愿景，特别提出了未来网络安全，未来生物安全场景等。

3 结语

“以人为本”的科技发展观是未来科技活动的基本遵循，科技前瞻预见活动也必然围绕以人为中心的愿景描绘，本研究从科技发展，特别是信息智能技术发展对人的需求的影响出发，以地平线扫描为基础，提出了基于知识元开展这些趋势和场景综合的情报分析方法，总结了面向2030 的满足人的各方面需求的五个维度的愿景与场景。

本研究过程中信息的遴选、知识元的提取主要依赖团队长期的战略研究知识积累，完全由人工完成，这保障了研究的质量，但信息的收集和整理是一个长期系统的过程，对未来的预测和分析也是需要持续进行的工作，因此未来的愿景/场景分析可以在现有资料积累的基础上，构建愿景图谱集成分析平台，实现自动化信息存储和分析。平台中基于更丰富的资料存储，将人的知识显性化为计算机可以识别的规则和逻辑，通过智能化的信息抽取和分析算法完成实体提取、计量分析等任务，这样在大大提高工作效率的同时，可以提供更加系统、精细、高质量和持续更新的愿景场景分析。