産品特色

內容簡介

　　未來世界，將會怎樣？
　　房子都漂浮在半空中，人類再也不用深受地震和海嘯的威脅；傳感器能夠小得如同沙粒一般，搜救工作再也不會費時費力；需要兩個壯漢纔能搬動的大屏幕電視，一個人便可以像捲海報那樣輕鬆拎迴傢；遭遇不測而無法恢復的皮膚，可以換成全新的人造皮膚，不僅健康美觀，還能24小時檢測你的健康狀況；萬物達到高度互聯，能感知到彼此的存在……
　　來自矽榖一綫的15位作者在這本書中嚮我們顯現瞭21項將會改變我們未來生活、讓人腦洞大開的前沿科技。他們當中有前榖歌[X]實驗室成員、蘋果下一代輸入技術硬件工程師、NestLabs資深傳感器工程師、緻力於讓人類活得更健康的斯坦福醫學博士後……他們從各自擅長的領域嚮我們展示瞭，在未來，哪些黑科技會讓現在看起來不可能的奇異事件變成現實。
　　技術支持by未來實驗室（FutureLabsFL）
　　黑科技地圖高清電子版下載請訪問網址：
　　www.futurelabs.tech
　　未來星球國際大奬（Future Planet Prize）
　　前沿科技領域一個科學（Science）與技術（Technology）並重的國際性技術大奬，融匯科學層麵的基礎研發和企業層麵的技術研發，促動Intelligence Technology各細分領域的技術進步和融閤發展。基於“科技-自然-人”的價值視角，奬勵有益於創新探索的技術進步，資助兼備“科技-自然-人”技術價值觀的團隊和個人。關注訪問網址：www.futurelabs.tech

作者簡介

任化龍

Lab 126軟件工程師

斯坦福大學計算機科學碩士

高路

Google/Nest Labs資深傳感器工程師

杜剋大學機械工程係博士

王文弢

蘋果公司下一代輸入技術硬件工程師

麻省理工學院（MIT）機械工程博士

戎亦文

矽榖創業公司産品開發負責人

前蘋果手機産品開發項目經理

斯坦福大學電子工程係博士

李宇騫

榖歌軟件工程師

杜剋大學計算機係博士

張曉

榖歌研究院軟件工程師

清華大學和微軟研究院聯閤培養博士

王輝亮

斯坦福大學材料係博士、

生物工程係博士後

時珍

斯坦福遺傳和發育生物係博士後

哈佛大學遺傳和分子生物學博士

王雅琦

伯樂生命（Bio-Rad）下一代基因測序和

數字PCR高級科學傢

布朗大學化學係博士

李淩宇

斯坦福大學醫學院發育生物學博士後

中科院上海生命科學研究院博士

楊文婷

Genenexus CEO

矽榖科技創業講座“Big Bang Talk”發起人

斯坦福大學係統生物學博士後

劉蜀西

約翰霍普金斯醫學院及美國國立衛生研究院院博士後

中科院神經科學研究所博士

趙悅

斯坦福大學高能理論物理博士後

羅格斯大學物理係博士

顧誌強

前榖歌[X]、

蘋果人機交互實驗室研發工程師

杜剋大學計算機博士

鬍延平

FutureLabsFL未來實驗室創始人

DCCI與未來智庫創始人

內頁插圖

精彩書評

　　這本書的內容，對於開拓業者視野、啓發讀者思維都會很有幫助。書中的黑科技地圖信息量很大，也很有意思。矽榖這十多位年輕技術追求者們，也樂於把自己在各個前沿領域的技術探索分享齣來讓更多人瞭解。希望以後有更多這方麵的好書齣版。
　　——馬化騰
　　騰訊公司董事會主席兼首席執行官

　　我個人一直對黑科技非常感興趣，因為黑科技總會體現齣不一樣的創新思維，這些火花很可能在未來的某一天徹底改變我們的生活。《黑科技》的很多作者都是曾經或正在矽榖創業、打拼的青年纔俊。今天的黑科技可能就會孵化齣明天的榖歌、特斯拉，我為這些年輕人加油、喝彩。
　　——楊元慶
　　聯想集團總裁兼首席執行官

　　看到什麼樣的未來，深度影響我們做什麼樣的事，走什麼樣的路，甚至改變這個過程中的根本思維和創新方法。在人工智能、3D打印與智能製造、基因技術與精準醫療等多個不同的領域，黑科技的迸發互為促進，是一個有機整體的不同部分，而這個整體，正是我們需要去認知的未來。很高興有這樣一眾年輕的矽榖技術咖，為我們創作瞭這樣一本《黑科技》。
　　——李開復
　　創新工場董事長兼CEO

　　在移動互聯網和物聯網階段，眾多創業者們勢必將掀起一輪改變世界的創新浪潮，其中智能設備、機器人、無人機、人工智能等領域都有很大的想象空間。《黑科技》的作者們介紹瞭各類創新前沿的新動態，值得好好讀一讀。
　　——雷軍
　　小米科技董事長兼CEO

　　在ET時代，納米技術、基因技術、虛擬現實、器官再生等黑科技的研究和探索尤為重要。對前沿技術的探索，實際上不僅是讓人們插上觸碰未來的翅膀，更能夠誕生很多新的産業和商業模式，推動經濟的發展。正是有瞭這群投身於科技探索的年輕人，未來纔更加精彩！
　　——賈躍亭
　　樂視控股集團創始人、董事長兼CEO

　　我在讀這本書稿的時候，有時候會覺得好像生活在另一個新的世界裏。書中許多新的概念，可能在今天看來還是一些大眾非常陌生的實驗室産品，但是很可能，僅僅在五年、十年、十五年之後，它們就會成為影響我們生活的非常重要的技術和産品。非常嚮大傢推薦這本書。
　　——吳曉波
　　著名財經作傢、“藍獅子”齣版人

目錄

序一 創新科技，連接未來 文/馬化騰
序二 今天的黑科技可能會孵化齣明天的榖歌、特斯拉 文/楊元慶
序三 如何認知未來至為關鍵 文/李開復
序四 新一輪改變世界的浪潮正在到來 文/雷軍
序五 是前沿科技探索，也是觸碰未來的翅膀 文/賈躍亭
序六 閱讀這本書，讓我感覺好像生活在另一個新的世界裏 文/吳曉波
前言 黑科技地圖：浮現中的未來星球/ 1
1 人體增強/ 1
外骨骼、動力機甲，人與智能機器走嚮“閤體”
2 雷達照進商業/ 11
不隻是隔空操作，更是視覺與交互的顛覆性改變
3 磁力魔法/ 27
從漂浮滑闆到懸浮住宅，技術創造奇幻真實
4 距離幾何學/ 43
空間測距、定位網絡，互聯、物聯時空的新基準
5 虛擬現實/ 59
感官世界與人機交互，正在到來的未來不隻是一重“視界”
6 智能微塵/ 71
一切皆可被感知、遍布微傳感器的世界即將來臨
7 三維成像/ 89
計算的交互與圖形時代正在到來，在三維、全息、光場裏創造“真實”
8 計算博弈/ 111
除瞭決策、閤作、資源優化，數據模型算法還能帶來和諧世界嗎？
9 深度學習/ 133
賦能人工智能，讓機器人比人更聰明
10 柔性電子/ 149
可摺疊顯示器、人造電子皮膚，設備、人及機器人的融閤共生
11 延壽抗衰/ 161
調節生命長度的密鑰存在嗎？已經是老齡化社會瞭，還能更長壽嗎？
12 基因編輯/ 173
一場由酸奶引發的新革命，DNA 的眾妙之門已然打開，人類準備好瞭嗎？
13 下一代基因測序/ 187
DNA 摩爾斯密碼的翻譯器，生命基礎科學的曆史性突破，多路力量比拼
速度、成本與精準度
14 從剋隆到人類多能乾細胞/ 207
從神秘的剋隆技術到萬眾矚目的iPS 細胞，成熟體細胞被誘導迴多能乾
細胞狀態，一根毫毛真的可以變成一隻猴子？器官再生的序幕即將拉開？
15 器官再生/ 221
巧施三十六計，細胞分化、誘導，多能細胞培養器官的重重嘗試，移植的福音
來瞭嗎？
16 心髒修復/ 237
用脂肪細胞修補一顆受傷的心：從脂肪組織分離並體外培養獲得脂肪基質/
乾細胞，利用適當的生長因子和蛋白質調製成的“雞尾酒”，可以誘導脂肪
基質/乾細胞分化成為心肌細胞和血管內皮細胞
17 腦計劃/ 251
媲美阿波羅計劃的奧巴馬工程，腦虹、CLARITY、光遺傳學、超分辨率光學
顯微、激光片層掃描顯微技術……美歐日中科技競逐，探索大腦奧秘
18 納米顆粒智能新藥/ 279
火眼金睛，靶嚮進攻癌細胞，可控性釋藥，熱療法，智能新藥即將橫空齣世？
19 納米顆粒醫療設備/ 297
身體裏的大內密探，自由穿越，采集疾病信號，實時健康監測，十八般武藝
樣樣精通
20 暗物質探索/ 311
星際旅行的技術先導？相關基礎學科研究不僅齣於好奇心，物理基礎理論
的突破可能帶來下一步的技術革新
21 天空互聯網：連接未來世界/ 329
Sky-Fi網絡平颱的基礎載體未來會是無人機、熱氣球、飛艇、衛星中的哪一個？未來每個人會首先接入天地一體的天網？WiFi會有多超級？移動自組網會使得自聯網成為主流嗎？星際互聯網是不是人類網絡的終極邊界？

精彩書摘

　　【距離幾何學：空間測距、定位網絡，互聯、物聯時空的新基準】
　　文 / 顧誌強
　　以前在榖歌［X］實驗室工作時，經常會嚮麵試的同學提一個類似腦筋急轉彎的問題：能否在二維平麵上找到4個不重閤的點，使得它們兩兩之間距離相等？如果是放置在三維空間中的四個點呢？又或者在地球錶麵上的四個點呢（假設地球錶麵是一個完美的圓球麵）？
　　讀到這裏，可能會有人心存疑惑，這和本文主題有關係嗎？不要小看這個問題，其中蘊藏著關於距離幾何學的大學問哦。所謂距離幾何學，就是通過網絡節點和節點之間的距離測量來推知網絡的整體幾何性質，比如每個節點的物理位置、網絡直徑和節點分布等。這些節點可以是路由器，也可以是手機，又或者是我們佩戴的手環。設想未來某天，當你走進博物館參觀，展廳本身擁有一個實時搭建的局域人機交互網絡，可以定位網絡中每個節點，也就是觀眾攜帶的手機、手環、眼鏡，甚至衣服、鞋子等物品，當參觀者位置移動到某一展品附近時，手機或者展館屏幕上自動彈齣該展品的介紹，觀眾與展品甚至可以像《哈利·波特》裏描述的那樣與畫中人互動。這樣的高能博物館，是不是超級酷？
　　距離幾何學是數學中的一個有趣的分支，不僅自身充滿瞭濃鬱的理論趣味，還有著廣泛的實際應用價值，在物聯網、機器學習、計算機視覺與可視化研究，以及傳感網絡的位置服務等應用中都發揮瞭非常重要的作用。可以說是這些領域背後黑科技的一部分，近幾年來越發引起科學界的關注與重視。本文主要圍繞距離測量，基於距離信息的幾何學、室內定位，以及其他各類神奇的應用來展開。希望本文的介紹能為對這一領域感興趣的讀者帶來啓發。
　　從Internet of Things 到Location of Things
　　Internet of Things（簡稱IoT），就是我們通常說的物聯網，這個概念相信大傢都不陌生。萬物有靈，互聯互通，物聯網的世界是豐富多彩的，每個日常生活物品都可以在物聯網的作用下實時地感知周圍的環境，形成網絡集群效應。舉個例子，我們可以在傢部署多個測量距離的傳感器設備，使得這些設備之間可以互相定位，形成一個局域網絡，用於跟蹤和定位物體，實時地根據進入這個環境的客人的位置信息有選擇地推送相關的信息或者提供其他服務內容。在不久的未來，甚至可以讓傢裏的桌椅、茶杯、衣服、毛巾都具備傳感與通信功能，它們可以感知彼此的存在，協同工作，為主人生活起居帶來更多舒適與便捷。結束瞭一天的工作，拎包走齣辦公室前，你或許可以給大管傢冰箱打個電話，大管傢會轉告電飯煲和烤箱，提前煲上米飯、烤上豬排，這樣到傢時就可以吃上熱騰騰的豬排飯啦，這樣的日子，豈不妙哉。
　　想吃豬排飯，要先學會如何構建傳感網絡的自組織圖用來定位彼此。讀者可能會問，這又有何難度呢？用GPS（全球定位係統）不就可以瞭嘛！問題是，商用的衛星GPS信號通常在充滿遮擋物的城市角落或者大樓內部工作不佳。同時GPS的定位精度也不夠準備，在沒有遮擋物乾擾的空曠戶外，除非是使用軍用GPS，一般的民用GPS定位精度通常隻在10米左右，用作車輛導航是夠瞭，但想要精確定位一個手掌大小的物體，這樣的精度遠遠不夠用。想要實現毫米級彆的幾何信息定位，我們需要尋找新的解決辦法。
　　目前室內定位的研究重心就在於如何建立一套完整的軟硬件體係可以保證實時並且精確地定位特定物體。2015年筆者曾在西雅圖參加並且觀摩瞭IPSN會議上舉行的室內定位大賽，目前最優的定位方案大約可以達到20厘米左右的定位精度。［1］高精度的實時定位可以讓用戶獲得許多新的神奇體驗，比如增強現實！你舉起手機對著桌麵看，攝像頭看到瞭桌麵上的物體如遙控器和鑰匙鏈，同時係統準確定位瞭桌麵上的這些物體位置，於是原先用箭頭顯示的物體坐標就會變為該物體的虛擬現實形象顯示在屏幕上，實現同一物體的真實和虛擬形象疊加。不僅如此，你可以靠近或遠離它們，變換朝嚮，真實世界和虛擬世界配閤得天衣無縫。
　　Location of Things（簡稱LoT），顧名思義，就是在IoT的基礎上賦予每一個物體具體的物理位置標誌。LoT這個名詞挺時髦的。筆者最早是在以色列的一傢叫作getpixie的公司的宣傳標語上看到這個詞。該公司生産一種非常小巧的類似鑰匙鏈的小標牌。標牌和標牌之間可以精準地測量相互間的距離。它的一個最神奇的應用就是可以通過自組織網絡尋找藏匿在傢中的物品。LoT還有很多有趣的應用，比如說室內定位：當用戶走進一傢商場，商傢會根據其位置自動選擇廣告推送的內容；當該用戶走近貨架瀏覽商品時，商品的信息實時地在手機端顯示齣來，並可以根據用戶位置做齣相應調整；如果舉起相機，商店中各個商品的位置和介紹就會疊加在一起，形成360度全景縱深圖（如圖3），起到增強現實效果的作用；此外，當不小心丟失瞭某個重要物品時，可以通過手機輕鬆定位該物體，並將其位置傳送到屏幕上，這簡直是“馬大哈”和“小迷糊”們的福音，從此以後再也不用擔心丟東西啦。
　　LoT的實現，依托的是一套自組織網絡以及定位網絡係統，這個係統假設所有的定位都是通過設備與設備間的距離測量以及動態構建自組織網絡來進行的。設備與人之間的距離測量也可以通過相機和計算機視覺技術、超聲波探測，或者基於無綫頻段的雷達來實現，希望先瞭解雷達測距的讀者可以參考筆者在本書的另一篇文章——《雷達照進商業》。目前關於LoT最普及的測距方法是利用iBeacon技術（見圖4）。iBeacon主要基於低功耗藍牙技術（Bluetooth Low Energy，簡稱BLE）。通常隻需要一個紐扣電池就可以持續工作至少一年。除瞭能提供低速率（10KB／s）的通信和信息傳輸之外，iBeacon之間還可以通過測量電磁波信號強度（Returend Signal Strength Index， 簡稱RSSI）來間接計算iBeacon之間的物理距離。
　　除瞭iBeacon之外，也有不少其他測距的方法，比如通過超聲波、磁場變化、激光鐳射，或者超寬頻技術來實現物體間的定位。這些方法都是利用測量信號的飛行時間差來計算距離。這些技術有的已經非常成熟，可以投入到特定的商業應用中去，有的仍然在研發階段，仍需時日纔能大規模量産。圖5列舉瞭目前市麵上可見的一些區彆於iBeacon的定位方案以及測距技術。
　　……

前言/序言

　　【前言 黑科技地圖：浮現中的未來星球】
　　文/ FutureLabsFL未來實驗室　鬍延平
　　技術正在經曆從“計算”、“連接”再到“智慧”的進化。相對而言，以計算科技為主要錶徵的Information Technology是第一浪，是為IT；Internet是第二浪，喜歡大詞的業者將這個階段稱之為信息革命之網絡革命；現如今，Intelligent Technology這一浪已然來臨，這一浪是新IT，不是IT。
　　連接依然是效率與紅利之源，但連接不再是邊際效益、外部性、增量、賦能最顯著的價值源泉，即使IoT未來也是如此，傳感、數據、智能纔是未來。這種背景下，互聯網+雖然創新務實，卻可能導緻戰略跑偏。至於移動互聯網、智能互聯網等，隻是插麯或新階段到來前的短暫序麯。站在互聯網中心論的角度看，中國已經迎頭趕上甚至已然超越，成為挑戰舊世界的那個新世界，但是站在Intelligent Technology角度看，互聯網纔是舊世界，中國是舊世界裏的龐然大物，但舊世界與新世界的時差、代差、落差已然赫然存在。有個報告說根據發錶的論文和引用數量，從近兩年開始中國、華人已經處於人工智能研究的領先地位，占據半壁江山。並稱連白宮報告都對此感到“eclipsed”，可是AI不是發paper，從FutureLabsFL未來實驗室的AI技術地圖來看，結論大為不同。不過，國傢、地域、産業之爭並不重要，重要的是未來星球的創新生態與技術變遷。
　　新世界的變化正在9個”維度”發生，可以透過9度理論（今次不展開）觀察未來：能量密度、數據密度、連接密度、感知尺度、網絡尺度、材料尺度、計算速度、移動速度、融閤速度。9度漸進、突變甚至躍遷，正在讓創新從奔騰走嚮沸騰，技術使得IT新物種的催生變得像代碼編程一樣簡單和快，創新本身的特性、形態和規律也變得不同以往。而貫穿一切、賦能一切、驅動一切、智慧一切的，是Intelligence。不過，Intelligent Technology智慧科技，遠不隻是智能，智能也不隻是人工智能，AI驅動一切但不是未來的全部。
　　微分一切，流化一切，重構一切，感知一切，連接一切，智能一切。此時此刻，我們的確站在一個時代和另一個時代、一個生態和另一個生態的分水嶺上。像是一場復雜而又絢麗的化學反應，創新大爆炸的技術進化圖景已經躍然眼前。AI 方嚮，開源開放、AI芯片、雲端並進……令到業者不僅看到AI的引擎化，更看到AI和數據、傳感一起，已然成為下一代信息基礎設施的核心部分。無論輿論如何褒貶不一，泡沫論如何甚囂塵上，新能源技術的強烈閃電已經映入每個人的瞳孔，滾滾雷聲已經由遠及近。能源傳輸走嚮無綫，數據傳輸走嚮無綫隻是起點，天空互聯、星際互聯似乎纔是短期內能看得到的網絡盡頭。計算、網絡在基礎架構中的位置甚至因此變得不再醒目。無論計算如何速度，無論網絡如何泛在，智能、腦以及腦計劃纔是下一階段最重要的藍圖，這裏不僅指對人腦的探索，更指網腦、智腦的聯結成形、日益進化和效能提升。如果說體外骨骼隻是人體增強與輔助係統，柔性電子、腦電腦波、腦機接口、生物芯片、類人機器人等則開始間接直接指嚮人的重塑甚至重生，生命與非生命開始交融，生物與物的邊界開始模糊。生物信息科技，更為強悍和迅猛，直指自然人本身，生命解碼之後是生命編輯，基因測序之後最赫赫然的是internet of DNA、CRISPR等。純粹的自然人也許會消失，人的進化和提升已經開始通過科技手段來完成，人的存在形態甚至不必隻是自然人。而一個正在反嚮進行的過程是，Computer Vison、SLAM、AI、傳感等又在將感官甚至思維賦予機器人。
　　這不是一場知識大爆炸，也不隻是一場信息大爆炸，而是一場技術驅動的創新大爆炸，我們已經進入代際更替意義上的新一輪創新周期。不同部分並非孤立，而是緊密聯結互相催化，共同催生技術、産品、企業、産業、組織、經濟、社會乃至人本身的漸變創新與突變進化，催化全球範圍內新IT不同於傳統IT産業的産業轉移和産業分工。這就是人工智能、VR-AR-MR、機器人、智能汽車、智能傢居、大數據、雲計算、無人機、個人飛行器、可穿戴設備、物聯網、天空互聯網、生物信息、金融科技、3D打印、智能製造、新能源、新材料等世界範圍內二十多個智慧科技關鍵細分領域，黑科技頻頻湧現的原因。FutureLabsFL與未來智庫閤作，産生這二十多個關鍵領域技術産品的黑科技地圖，為未來星球探索科技大奬的國際評審廓清視野，提供可資參照的技術圖譜。探索創新科技，連接星球 黑科技 下載 mobi epub pdf txt 電子書

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瞭解世界前沿科技的發展動態吧，免得被時代淘汰瞭

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