文/梁曉昀 中心助理研究員
科技是國家整體競爭力與經濟發展的核心動力,要如何以有限的資源提升研發投資與強化創新系統,都是各國需要面對的重要課題,是國家發展不可或缺的一環,因此諸多國家皆積極研擬科技前瞻計畫,規劃國家科技發展藍圖,以釐清一國在未來二、三十年之願景與世界科技發展趨勢。其中,又以歐盟國家、日本、韓國等國之前瞻研究最具參考價值,與科技政策制定有強烈的連結,並可直接影響決策,而其中又以韓國的政治社會與經濟發展與臺灣較為相近,在科技政策發展也不相上下。韓國的科技行政體系決策層級高、計畫整合性強,如此特性可作為臺灣前瞻研究計畫的參考指標。本文除了點出韓國前瞻研究特性外,更歸納出韓國科學及資通訊部(Ministry of Science and ICT)與韓國科學技術評估暨規劃研究院(Korea Institute of S&T Evaluation and Planning, KISTEP)於2017年最新發布的第五屆科技前瞻研究(The 5th Science and Technology Foresight)報告。
壹、韓國科技發展進程
現在韓國科技前瞻研究主要由KISTEP職掌,內容從研究計畫評估(Evaluation)、科技前瞻(Technology Foresight),到科技評估(Technology Assessment)。韓國自1994年開始利用科技前瞻作為迎戰未來的計畫,將其調查結果用於預測該國具體情況之未來變化。 第一屆科技前瞻計畫確立發展長期戰略,將科學水平提升到G7之水準;發展初期僅以科學家與工程師之研究為核心,隨後考慮科技與社會之間的關係。此外,因跨部會衝突問題,1999年韓國政府根據《科學技術革新特別法》第6條第2項 [註1],將KISTEP由科學與科技政策研究院(Science and Technology Policy Institute, STEPI)獨立出去,針對國家科技規劃進行研究盤點,確立了韓國科技對社會影響的評估體制,並透過2001年制定的《國家科技基本法》擴展KISTEP職能,協助制定國家科技預測、科技影響評估。[註2]在第三屆科技前瞻研究中,韓國擴大參與者,含決策者、社會科學家與大眾,以社會脈動作為科技發展出發點,加強社會與科技的聯繫。2012年第四次科技前瞻報告,則分析環境變化狀況,並從中、長期等不同的角度推論未來社會之前景與需求,引入新的預測方法、引領韓國科學和技術預測領域。本文主旨的第五屆科技前瞻研究報告中,更新增了引爆點分析(Tripping Point Analysis),並詳細地規劃出第四次自然與科技基礎計畫(2018-2022),下(圖1)為韓國科技前瞻研究之進程。
圖1 韓國科技前瞻研究之進程
資料來源:參照KISTEP,2018.
貳、第五屆科技前瞻研究報告
此報告主要透過全景掃視、德菲法(Delphi method)及情境分析法等,透過知識地圖分析得出,並擴大未來技術的發現,提高對衍生技術的理解與運用。此報告主要達成三大目標:(一)考量內、外部環境變遷與社會需求,以預測未來社會樣貌,並分析未來科技發展,得出在2040年會發展的技術;(二)針對第四次自然與科技基礎計畫(2018-2022)提供基礎資料,如:實現技術的時間安排與規劃、重要性以及未來技術實現方式,反映未來社會之經濟需求與科學技術發展之前景,從而加強面對不確定性的反應能力;(三)預測技術引爆點,特別是創新技術方面,並提出目標以供未來做準備。
首先,報告利用STEEP(社會、技術、環境、經濟和政治)分析比對並統整出五大趨勢與四十項細項趨勢,預測未來對社會之影響,再細整理出100項議題中並篩選40項短、中、長期重要議題。報告中,這些重要議題是以網絡分析串聯,歸納出六大重要議題與四十項子議題並預測其時間進程,如下(表1)所示,並於報告中提出其社會與經濟需求以因應可能之重大問題。每項重要議題經過深度分析,推演出可能的社會經濟需求,最後以時間序列分析,並為滿足這些需求所需投入的科技研究,綜合繪製出科學地圖,如下(圖2)所示。
表1 網絡分析下對主要議題進行分類
主要議題群組 | 預期時間 | 主要議題 |
---|---|---|
社會基礎建設 | 短程 | 提高社會基礎設施與社會利益 |
短程 | 核安 | |
長、短程 | 擴大南北韓之差距 | |
長、短程 | 城市中心擴張問題 | |
長、短程 | 降低災害影響之行動 | |
長程 | 基礎設施惡化導致災害爆發之可能性增加 | |
生態系統與環境友善 | 短程 | 搜尋新穎、非傳統資源 |
短程 | 食安 | |
長、短程 | 水資源管理以因應氣候變遷 | |
長、短程 | 食品武器化 | |
長、短程 | 再生能源之發展與擴張 | |
長、短程 | 資源武器化 | |
長、短程 | 轉型成對環境更友善之工業 | |
長程 | 氣候變遷導致生態系統改變 | |
運輸與機器人 | 短程 | 引入無人駕駛技術改善物流運輸系統 |
短程 | 自動化系統之擴散與其邊際效應 | |
長、短程 | 實現性別平等 | |
長、短程 | 航太業發展 | |
長程 | 高速交通帶來之交通系統變革 | |
長程 | 家庭機器人普及化 | |
長程 | 軍事領域變化,如:無人駕駛車輛部隊 | |
醫療與生活 | 短程 | 傳染病快速傳播與新傳染病出現 |
短程 | 高齡產業之擴增 | |
短程 | 高品質醫療服務需求增加 | |
短程 | 不孕與生育率降低問題 | |
長程 | 神經信息利用 | |
長程 | 疫苗武器化 | |
長程 | 擴大尖端生物科技應用範圍 | |
製造與融合 | 短程 | 高技能精密製造技術與先進製造技術重要性日益提高 |
短程 | 加快產業與技術融合 | |
短程 | 新材料與奈米材料之安全問題 | |
短程 | 韓國關鍵技術與工業競爭力正被超越之可能性 | |
長、短程 | 傳統製造業之轉型 | |
資訊與通信 | 短程 | IT 犯罪 |
短程 | 家庭概念之變革:從家庭至個人 | |
短程 | 超連結下之獨裁者的出現 | |
短程 | 數據快速傳播與大規模訊息流通 | |
長、短程 | 人與人之間的虛擬空間連結 | |
長、短程 | 教育系統的改革 | |
長、短程 | 裝置間的智慧通訊 |
圖2 在議題網絡中導出關鍵連結(2012-2015)
資料來源:參照KISTEP,2018.
參、科技引爆點分析
報告中引入引爆點分析,導入創新科技的臨界點,以及以科技生命週期模型預測未來技術實現之時機。比例上,當產品占消費者使用總數的16%,包含創新者(2.5%)和早期使用者(13.5%),且其產品或服務達一定之數量客戶時,即為首次商業化時刻,並根據每種技術特徵,透過達到臨界點時預期發生的社會現象進行分類。可以發現,許多新技術如停留在技術階段,成本壓不低或不為市場接受,難免淪為僅是一項技術,而無法根本性的消弭原有技術所帶來的負面影響。因此,透過科技技術研究分析,有利提升於政府或業者的投資意願,與預測未來發展趨勢。韓國根據國內、外新興技術案例分析,選擇對未來社會與經濟產生強烈影響與實質性連鎖反應的技術進行調查,預測與國內外技術評估每項技術達到臨界點的時間。下(表2),即為韓國其中幾項關鍵創新科技技術引爆點之分析。
圖3 技術採用之生命週期模型與引爆點
資料來源:參照KISTEP,2018.
表2 定義與預測引爆點
創新科技 | 引爆點之定義 | 引爆點預測時間 | |
---|---|---|---|
國外 | 國內 | ||
多軸飛行器無人機 | 開發出新安全技術,將事故率降低到每百萬小時運行不到兩次的事故 | 2020(美) | 2024 |
VR | 當市場VR或AR占有率達娛樂市場之11% | 2020(美) | 2024 |
互聯網 | 當互聯網家戶分配率達11% | 2021(美) | 2023 |
3D列印 | 家戶3D印表機分配率達3% | 2021(美) | 2024 |
大數據下客製化醫療服務 | 當用於醫療目的之國家系統中,個人資訊多於十萬筆以上 | 2021(美) | 2025 |
智慧電網 | 當大都會地區智慧電網申請戶數高達100萬戶以上時 | 2022(美) | 2024 |
超級電容器 | 當充電一次可行駛800公里商用電動車型進入國內市場時 | 2022(美) | 2024 |
碳纖維複合材料 | 當由碳纖維複合材料組成的商業車進入市場時 | 2022(日) | 2026 |
捲軸顯示器 | 當彩色捲軸顯示器用於商用移動裝置 | 2023(韓) | |
稀有金屬回收 | 當透過回收供應的稀有金屬量達到其行業總需求的8%時 | 2023(日) | 2026 |
可穿戴式輔助機器人 | 當租給下半身癱瘓病人的可穿戴式輔具租金低於100萬韓元以下時 | 2023(美) | 2027 |
後矽半導體 | 當主要半導體製造商大量生產後矽半導體原型 | 2024(美) | 2026 |
認知運算 | 當使用虛擬助理人工智慧服務的人口比例達到16%時,並透過運算能了解人類及語言溝通 | 2024(美) | 2027 |
碳捕獲及封存(CCS) | 當CCS適用於1%火力發電 | 2024(美) | 2028 |
基因治療 | 當超過兩項之基因治療產品 | 2024(美) | 2028 |
幹細胞 | 當兩種以上基因治療產品用於治療複雜疾病,獲得美國FDA,EU EMA和日本PMDA在內的監管機構商業化批准 | 2024(美) | 2028 |
智慧型機器人 | 當家用智慧型機器人市佔率超過8% | 2024(美) | 2028 |
人造光合作用 | 當透過人工光合作用製造的產品取代原有市場的3%時 | 2026(美) | 2030 |
由於該前瞻計畫下,將未來技術定義為在2040年技術上實現之具體技術,因此會對韓國國內科學、技術、社會與經濟等產生重大影響,此列出預計於2040年出現的267項未來技術名稱與其定義,並將問題網絡分析成六大未來趨勢。
表3 大趨勢群組下未來技術之數量統計
大趨勢群組 | 技術數量 | 技術名稱(範例) | 技術形容(範例) |
---|---|---|---|
社會基礎建設 | 51 | 決策軟體支援優化基礎建設 | 需考慮碳排放對環境的長遠影響,其建築物能源效率、室內舒適度和建築翻新成本等,開發最佳選擇與支持決策工具 |
生態系統 與環境友善 |
59 | 遠端探勘即時水質監測與管理系統 | 透過遠端感測器,進行即時水品質監測與管理,含:人造衛星、繞極軌道解析、地球靜止軌道衛星圖像與無人機 |
運輸 與機器人 |
43 | 水下救援機器人 | 當海事災難發生時所需的水下救援機器人 |
醫療與生活 | 47 | 利用個體基因圖客製化異性的人工器官培養系統 | 使用個體基因對實驗動物進行基因手術培養移植客製器官:以最小的免疫反應(如:移植排斥)取代人體器官的技術 |
製造與融合 | 48 | 相容性更高的高性能電子零件印刷技術 | 透過印刷、製造電子元件的技術,以確保領先的技術製造能力與原創性,開發新功能產品 |
資訊與通信 | 39 | 用於實現虛擬現實的觸覺科技 | 以三維空間生成視覺圖像與聲波技術,刺激視覺與觸覺,以便在真實空間中表達虛擬空間信息 |
Total | 287* | - | - |
註:由於有20項技術重疊於不同群組中,故總量為287項。 |
肆、趨勢與建議
一、韓國與國外未來技術實現比較
約有九成技術可望於2021至2030年前實現;於2020年前完成一項技術,以短程期間來看,期望於2025年前完成130項(48.7%)之技術;而以相對長程的角度來看,則預計在2026年至2030年期間實現113項技術(42.3%),並於2031年後完成最後的23項技術(8.6%)。對應國外267項技術中,有192項(71.9%)預計將在2025年前實現,並有45項(16.9%)技術於2020年前實現,剩餘分別為2030年實現26項(9.7%)、2035年實現3項,並於2040年前實現最後一項技術,如下(圖4)所示。
圖4 韓國與國外未來科技實現統計比較圖
資料來源:參照KISTEP,2018.
二、韓國與他國科技技術實現之時間差距
在未來技術中,約有13種(4.9%)在韓國或海外同時實現,而技術中有118種(44.2%)與他國有3-4年的差距幅度;其餘28.5%中,韓國與他國差距較多年,有16種技術(6.0%)則顯示超過7年的差距。
圖5 韓國與他國科技技術實現之時間差距圖
資料來源:參照KISTEP,2018.
三、實現未來科技之政策需求
為了實現未來科技策略,下表為專家認為政府政策需求之回饋,另根據2016年“Building a National System of Technology Foresight in Korea”之統計[註3],整體期望優先增加資金投入,其他整體排序比例雷同,可見研究資金的投入為實現未來科技之首要策略。
表4 為實現未來科技之政府政策需求
分類 | 人力培訓 | 合作擴張 | 基礎建設 | 投資擴張 | 系統改善 | |
Total | 21.4 | 18.7 | 22.8 | 27.5 | 9.5 | |
實現時程 | 短程 (至2025) |
19.9 | 20.2 | 23.8 | 25.0 | 11.1 |
長程 (2026以後) |
22.9 | 17.3 | 21.8 | 30.0 | 8.0 |
四、引領未來科技實現的主要推動者
其認為研究機構重要性有利於實現未來技術,而工業部分則有利於在短期技術發揮領導作用。
表5 引領未來科技實現的主要推動者
分類 | 工業 | 學術 | 研究機構 | |
Total | 35.2 | 20.5 | 44.2 | |
實現時程 | 短程 (至2025) |
46.0 | 16.3 | 37.7 |
長程 (2026以後) |
24.9 | 24.6 |
50.6 |
五、創新性與不確定性特徵分布
根據創新性與不確定性特徵,可分為四大象限。第一象限技術屬於高度不確定性與高度創新科技,如:月球與火星基地建設、行星與月球資源開採技術等九十項科技,需要政府高度支持;而象限二,則是具有高度創新但較低不確定性之科技,含:雲端大數據及人工智慧輔助的智慧農場、智慧電網建構、3D列印專業化設計等科技,需要大量投資。
圖6 未來科技創新性與不確定性分布圖
資料來源:參照KISTEP,2018.
圖7 象限一:高度創新與高度不確定性之科技
資料來源:參照KISTEP,2018.
圖8 象限二:高度創新、低度不確定性之科技
資料來源:參照KISTEP,2018.
六、社會重要意義與技術競爭力
就對未來社會意義重要性與技術競爭力分線之分析而言,象限一為領先投資組,具有重要意義與技術競爭力,含:智能探勘機器人能克服障礙、無溫室氣體產生的煉鋼技術、逆境中可調適到最佳性能的機器人等等,共七十項技術;而第四象限中具有重要意義但競爭力較低的未來技術則為追求投資組,包含基於遺傳相關分析的大數據解釋技術、電動汽車自動無線充電停車場等。
圖9 未來科技重要性與技術競爭力分布圖
資料來源:參照KISTEP,2018.
圖10 象限一:高度重要性與競爭力科技
資料來源:參照KISTEP,2018.
圖11 象限四:高度重要性但低競爭力科技
資料來源:參照KISTEP,2018.
比對以往韓國科技前瞻研究可發現四大特徵:
(一)開發未來技術以解決未來社會可能出現之問題,透過大數據網絡分析確立未來技術,以提高技術的需求反應;
(二)未來技術名稱與描述標準化以提高其理解與運用,並透過升級未來技術類別,產生系統技術;
(三)預測未來技術實現之重要性上升,以利於規劃長遠未來戰略;
(四)根據社會需求與未來研究領域之前景,透過定量分析與解釋得出其技術,如:知識地圖。
綜觀以上之分析,已可大致看出韓國接下來的科技動向與發展目標,可供借鏡。新技術基於社會需求而產生,同時技術也迅速地為社會帶來改變,因此雙向影響著共同演化的特徵,意味著未來技術愈趨重要。由於對未來的預測有其不確定性,因此實現時間可能有誤,但科技前瞻報告之優勢在於提出必要項目以為未來預做準備,促進政策制定之系統規畫。 而部分國內專家則指出,科技先進大國如美國、日本、歐盟甚至韓國等,以科技前瞻報告作為研擬國家未來政策之重要綱領,具體將前瞻調查成果,落實在政策規劃與計畫執行上。綜觀韓國科技行政體系,有六大特徵:一、具備「國家層級」之科技政策整體戰略;二、部會分工、協調和整合程度高;三、前瞻規劃與總體戰略連結性強,且推動落實程度高;四、政策效益評估機制較為完善,且與資源配置連結性高;五、智庫角色明確、與國際智庫連結強、支援體制完整;六、科技政策決策會參考產業界之意見。[註4]反觀國內科技政策的形成,主要透過行政院重大政策與計畫、行政院科技會報會議、科技部全國科學技術會議,與各部會科技決策會議等,分散於不同機構或部會會議結論中,諸多調查結果未能作為政策形成的基礎,而僅被視為學術研究成果。期透過韓國之實務經驗,落實臺灣科技前瞻政策之執行與運用,加強跨部會整合能力,以提升我國競爭力。
韓國經濟與科技發展與臺灣有許多相近之處,其科技發展方向緊密地與社會趨勢做連結,強烈呼應社會環境並發展該有的新技術,其中引爆點分析亦是不錯的參考指標,透過量化市場趨勢,確立該技術得以真正被落實與運用,並透過象限分析其社會意義與技術競爭力,對症下藥並給予資金投資與政策支持,而非讓科技技術淪為紙上談兵的研究報告,無法發揮實質作用。因此,臺灣可參考、學習其相關指標。
註解:
(1).劉華美(2009)。〈科技評估與民主:韓國科技評估組織之法治與程序〉,《政治科學論叢》42: 137-168。
(2).張錦俊。〈科技計畫評估、科技評估與前瞻之整合:韓國KISTEP之整合途徑評析〉。科技政策觀點網站(最後檢索日期:2019/04/12)。
(3).Moomjung Choi and Han-Lim Choi, 2016: 154.
(4).轉引自:陳佩利,2015。
參考文獻:
中文文獻
- 呂宜瑾。〈洞燭先機-韓國科學技術前瞻發展概況〉。科技政策觀點網站。(最後檢索日期:2018/08/15檢索)。
- 科技政策研究與資訊中心。〈各國焦點--韓國〉。科技發展觀測平台網站(最後檢索日期:2018/08/14)。
- 張超星(2018)。〈韓國發布第五次科學技術預見2016-2040報告〉,《科技前沿快報》034((01))::01-06。
- 陳佩利(2015)。〈韓國科技政策研究機構參訪報告〉。科技部網站。(最後檢索日期:2018/08/13)。
- 劉華美(2009)。〈科技評估與民主:韓國科技評估組織之法治與程序〉,《政治科學論叢》42: :137-168。
英文文獻
- Choi, M. J. & and Han-Lin Choi, H. L. (2016). Building a National System of Technology Foresight in Korea. Korea: Springer, Cham.
- Ministry of Science and ICT & Korea Institute of S&T Evaluation and Planning (KISTEP) (2017). “Discovering Future Technologies to Solve Major Issues of Future Society.” The 5th Science and Technology Foresight (2016-2040): 1-67.