一、研究背景與目的
2015計畫自2006年執行以來，根據六大趨勢(Megatrends)與其可能造成的衝擊，基於經濟成長、環境永續、社會公義的原則下，歸納出國家未來四大願景角色，並透過目標的設定，提出了技術群組之篩選與聚焦，乃至其他配套的發展策略方針。
放眼2020年，有些趨勢經過長時間的演化，將成為牽動各領域各階層的大事件，有些趨勢經過多年的醞釀，將在此時嶄露頭角、發揮影響力。未來競爭態勢取決於面對挑戰的籌碼與因應能力，台灣有著特殊的政治背景、經濟條件與地理戰略位置，唯有持續掌握並追蹤關鍵趨勢，方能在未來競賽中趨吉避凶，贏在機先。
因此，本研究之研究目的為協助監測與發掘各種影響台灣未來發展之重大趨勢，設定創新主題(Theme)，並提出創新需求路徑圖，以作為政府中長期願景角色設定及創新技術研發方向之依據；同時，提出創新主題之創新需求路徑圖，架構科技前瞻預測所需之社經需求，以作為前瞻技術供給者端書目計量研究(Bibliometrics)之對照(Needs Seeds)。
二、趨勢與現象之歸納，形成「洞見」
首先，本研究透過全球前瞻研究機構、各國前瞻計畫、知名企業前瞻研究計畫、具高度影響力，以及遠見之專家學者提出之觀察與想法進行趨勢之歸納，形成共19項「洞見(Insight)」，企圖從「時勢造英雄」的角度出發，審視台灣2020年最可能面對的外在環境趨勢。包括：
◎亞洲復興：15-17世紀GDP曾佔世界超過50%的中印兩國及伊斯蘭世界，因為金融危機而加速重新崛起，使目前由美國單一強權主導的世界邁入多極(Multi-polar)世界。
◎黑色商機：由於飽藏石油及天然資源，非洲已吸引中國、歐美、日韓等國家及跨國企業大幅投資，放眼未來，非洲蘊藏著能源及ICT服務產業的無限商機。
◎資源戰爭：新興國家的興起，帶動全世界對於糧食、水、能源、稀有資源等需求的增長，可以預見未來世界對於資源會有更激烈的爭奪戰。
◎超限計算：隨數據處理效率效能的提升，人們對於資訊處理量與速度的需求加速成長，過去18世紀以降、百年以上時間人們衡量單位才增加10的三次方，20世紀後衡量單位平均每30年卻增加10的15次方，可預見各領域科技會比過往加速進步而改變生活與世界。
◎Evolutionary Life Cycles：隨著長壽醫學的進展，人類壽命不斷延長，人的生命週期也跟著不斷演化，更多過去不曾有過、新的人生階段出現，家庭、社會結構、生活型態與價值觀也越來越多元。
◎崛起中的女性力量：已開發國家高等教育女性比例已超越男性、在許多國家掌握家計，開發中國家微型信貸則鼓勵女性創業等現象，預告未來女性角色將改變世界更多領域的文化及內涵。
◎論壇社群：網路平台讓使用者因某種關係、喜好而發生連結，形成活躍的知識聚落。
◎專屬行銷：神經科學、心理學與經濟學的結合，讓消費決策過程不再是無解的黑箱。
◎虛擬化：貨幣乃至於人際關係的虛擬化趨勢，讓生活變得更豐富而便利。
◎替代能源：為了降低對有限資源的倚賴，替代能源的研發與應用將更為多元。
◎氣候變遷調適：針對氣候變遷對於溫度、降水造成的改變而衍生之軟硬體設計。
◎傳產再起：傳統產業因為新的材料、包裝或商業模式而重顯風華。
◎慢活：昔日的生活型態重獲珍視，成為令人嚮往的心靈烏托邦。
◎高齡之雁：亞洲人口結構，呈現由日本領頭的雁行發展趨勢。
◎新台灣之子：2020年母親非台灣出生之「新台灣之子」總數約達44萬。
◎人才荒：已開發國家缺乏基礎勞動力，開發中國家則面臨專業經理人不足的問題。
◎多元居民：不同血統、文化、語言、國籍背景所組成的多元社會，進一步衍生人權、勞工、社會融入、婦女、國家安全…等複雜議題。
◎瞬間市場：瞬息萬變的消費者偏好與市場需求，使得針對利基市場提供客製化產品的微型企業發展也更形蓬勃。
◎資訊災難：「Too Much Information」資訊成為負擔甚至災難。
三、發展經驗與遠見之匯聚，形成「典型」
匯集全球於技術、教育、社會等各領域具相當影響力專家們之遠見；同時，鎖定特定國家駐台商務代表，根據其母國的發展經驗與多年以來對台灣社會的觀察，為目前正積極思索未來發展定位與策略的台灣，分享國家與產業發展面臨挑戰時應採取的態度(Ｍindset)與策略，企圖從「英雄造時勢」的角度出發，以建構出台灣在面對外在環境變遷時可借鏡之共9項「典型」。包括：
◎非「常」創新：中、印的崛起讓世人看到創新的多變，有因應窮人需求發展的「印度低成本創新」；也有折衷產業發展突破的「中國山寨經濟」，使過去兩個世紀以來，西方國家以技術創新(科學研究與技術發展)支配經濟發展的全球產業權力平衡開始改變。
◎先見林再見樹：全球文憑爆炸時代，面對以創新經濟為主的未來，「創新能力」與「學術能力」一樣同等重要；因此，工業革命後以培養「學術能力」為主的公立教育制度，應同時重視「創新能力」的培養；在社會中鼓勵共同創新(Co-creation)還不夠，更應從教育出發全人培養更異質性(Distinct)的學生，讓興趣、所學與工作皆能完美搭配。
◎Learn from the Nature：從大自然界生態中攝取靈感應用於工程、醫學、運輸等各領域，以創造出較傳統極限科技，效能更佳、對環境衝擊更小、更永續、與人/自然更親近之科技解決方案。
◎搖籃到搖籃：透過完善的設計，讓材料可以回歸自然循環、重新滋養大地，或在工業循環中反覆利用。
◎群眾智匯：在知識老化速度加快的時代，如何有效跨地域、知識領域、組織疆界將志趣相投的各方智慧匯聚起來協同創新，成為企業/政府/組織面對全球化競爭不可忽視的創新對策。
◎Flexicurity：相對於美國「個人主義」及日本「終身雇用制」的勞工政策，荷蘭及丹麥兼顧勞動市場的「彈性(Flexibility)」及社會「安全(Safety)」的勞工政策，使企業可以有彈性的運用勞力資源，而勞工儘管失業後獲得社會福利保障，同時不因失業而失能，以教育訓練確保其競爭力，成功為丹麥和荷蘭成功降低了失業率，並大大提升了就業率。
◎City 2.0：全球化的趨勢，使得城市在全球經濟重整的過程中不斷地修正自己的角色，對於政府而言，更是積極的以各項基礎建設提升城市競爭力，不僅促使城市經濟獲得再發展的機會，並藉此鞏固城市在全球經濟扮演重要節點的角色；城市的重要性逐漸提升，甚至開始取代國家，成為個人認同的標誌。
◎Age of Discovery：面對中國的崛起，必須在審慎中謀求最大的發展可能性；不過挹注資源在拓展兩岸經貿合作關係的同時，對於其他國際市場，也應有策略性的佈局。
◎危機商機：從荷蘭「與水共生」的建築設計，到法國成功行銷原本因為口味淡且不耐放而不受到市場歡迎的「薄酒萊」，都是以積極正面的態度克服劣勢，思索可行的因應之道並主動出擊，將原本的劣勢轉為優勢的最佳案例，可為台灣面對未來各式挑戰之借鏡。
四、「創新需求」之推演與「創新主題」之形塑
在歸納出「洞見」及「典型」後，將其置入「創新需求矩陣」之兩軸，視為「創新因子」；並以兩兩因子「撞擊」為概念，推演兩兩因子相融合下會出現之「創新需求(Need)」。
然而，林林總總的需求內容，包括既有商品的改良、商業模式的突破、互動平台的建立等，牽動的是不同趨勢的共同作用，都需要有化零為整的思考；又未來不只是單點的進化，而應是現有生活方式的整體提升。因此，本研究嘗試以「創新主題(Theme)」的概念，思考不同需求實現的情境。以下即為目前所設定的八大創新主題，包括：
◎跨越貧窮線：過去處於貧窮線以下的亞非，正以或正需要因地制宜的各式獨特創新策略崛起/覺醒，將扭轉工業革命後主要由西方國家主導的單邊世界政經商業版圖為多邊版圖，產業、科技、人才的競合、獨特商機的湧現、國際政治的角力乃至資源的供需平衡等議題影響未來世界。
◎Zetta世界：資料處理速度達到每秒Zetta (10的21次方)的世界，晶片串連了所有人們周遭的事物，資訊數據無時無刻透過網路上傳及下載，結合各式科技與應用的智慧網絡改變你我的生活。
◎永續城市：通訊、能源、交通等基礎建設的完善設計與有效運作，讓民眾享有便利、安全、健康的都市生活。
◎小鎮再興：小鎮與當地產業因為新技術的導入或新商業模式的建立，使其自然與人文特色得以保存，產業也得以重生。
◎社群的整合與支援：由於網路的普及與無遠弗屆，使得瞄準特定市場但資源有限的微型企業得以活絡發展。
◎更具彈性的生活型態：物質生活與精神生活品質同樣受到重視，不因工作型態或所在地域而有所妥協。
◎青年活力成就國家競爭力：提供青年展現活力與創意的舞台，尤其是「新台灣之子」，此舉將有助於東亞的佈局。
◎銀色智慧與活力：銀髮族儘管年屆退休仍能貢獻所長，享受健康、便利、充實的生活。
◎必須面對的真相：從產業乃至於生活型態能因為技術的支援與完善的調適策略，以從容因應氣候變遷造成的環境變化與風險管理。
而每一創新主題之內涵都包含「情境描繪」、「重要需求內涵」以及「社會預測」與「技術預測」。
五、「需求路徑圖」之建構
為使每一「創新主題」之需求內涵可以更明確地被以時間軸排序及預測，本研究進一步以「銀色智慧與活力」及「永續城市」為範例，分別建構兩者之「需求路徑圖(Roadmap)」，包含「標竿案例(Benchmark)」、「基線(Baseline)」及「觀測指標(Signpost)」之確立，務使無論是政府、研究機構或企業界在投入資源針對未來需求研發技術/產品/服務時，都可以有更細膩精確之參考依據。
(一)「銀色智慧與活力」之需求路徑圖
1.「銀髮族生活自立」面向之需求路徑圖
以瑞典、日本、德國、希臘及義大利五國為Benchmark；老年人口比例、扶養比以及主要所得者屬儲蓄率最高年齡層之家戶數與主要所得者為高齡者之家戶數之比(Ratio of Household Prime Saver to Elderly, PS/E Ratio)等三個Baseline，得出高齡就業、高齡照護、高齡福利/保險/年金之三個Signpost(老年人口比例達總人口之7%、14%、21%；扶養比下降至上升之轉折點；PS/E Ratio由上升至下降以及小於一)。
台灣2011年至2026年間會面臨高齡社會、PS/E Ratio下降以及扶養比轉折等三個Signpost，因應此情境需求之最理想狀態應是在2015年前建置：
> 機構照護服務漸轉為居家照護之形式下人力、技術及政策等。
> 全年/老人智慧住宅。
> 長期照護保險。
> Age-friendly高齡就業環境、技術及政策等。
2.「銀髮族心理增齡」面向之需求路徑圖
以日本為Benchmark；高齡人口比例年變動值及潛在消費實力為Baseline；得出當高齡人口比例年變動值高於2%且該群銀髮族具潛在消費實力為Signpost。
● 台灣於2020年出現Signpost，雖仍有諸多影響銀髮族消費意願之因素，但能確切滿足十年後銀髮族(現為55歲-64歲)心理增齡需求之產品需求有機會大幅成長。
(二)「永續城市」之需求路徑圖
針對「減緩氣候變遷」及「氣候變遷調適」兩研究構面建構需求路徑圖。前者掃描全球共33個對於朝永續發展意圖明確之城市，作為Benchmark；以京都議定書為Baseline。後者掃描全球遭受氣候變遷影響地區城市作為Benchmark；以氣溫預測為Baseline。
1.「減緩氣候變遷」面向之需求路徑圖(Mitigation Roadmap)
● 可為台灣參考依據之「需求先行群城市」需求路徑圖
> 2010年-2013年：在交通運輸(減少及替代車輛方案)、能源(清潔能源)、照明(節能照明)、建築(綠建築)、電力制度(效率最佳化之機制)、IT(智慧化系統)及教育(推廣永續發展之義務及公民教育)之需求。
> 2013年-2020年：能將上述需求之替代率、運作效率及普及率應用更廣之機制與技術。
● 可協助台灣思考全球中介定位與機會之「需求緩現群城市」需求路徑圖
> 2010年-2015年：在交通運輸(清潔車輛之補貼機制)、能源(清潔能源，尤其是太陽能)、建築(更完善之節能建築規範)、照明(示範城市中照明替換)、生態城(將示範城市建構成為低碳城)之需求。
> 2015年-2020年：在交通運輸(能源使用效率更高、更便宜之新能源車及補助購買機制)、照明(使節能照明在城市普及率更高之替換、補助及設計規劃)、建築(大幅改建城市舊建築為節能建築之補助及設計規劃)、生態城(更多原有城市重新規劃使其更綠色低碳生態之設計規劃)之需求。
> 從需求先行群城市推估：在交通運輸(能減少車量之各式機制，如建立塞車費、排放稅、停車費、汽車共乘等；便利的大眾捷運系統)、電力制度(更有效率及智慧化之彈性節能機制)、IT應用(智慧化系統)、教育(推廣永續發展之義務及公民教育)之需求。
2.「氣候變遷調適」面向之需求路徑圖(Adaptation Roadmap)
● 水災
> 2009年-2020年：災害偵測、救援、恢復
> 2020年以後：與水共生
● 旱災
> 2009年-2020年：區域內部用水效率之提升
> 2020年以後：家戶用水自給率提升；跨區域的用水分配系統
● 缺糧
> 2009年-2020年：缺糧警戒之建立
> 2020年以後：能適應新氣候型態之新品種與新耕地導入
● 疾病
> 2009年-2020年：疾病危機管理系統之確立
> 2020年以後：預防醫學與新疫苗之開發
本研究透過歸納及演繹的方式大量搜羅重要趨勢、專家遠見及各國可供借鏡之發展經驗，共建構出19項「洞見」、9項「典型」、9個「創新主題」(共34項技術課題及32項政策課題)及兩個創新主題之需求路徑圖(「銀色智慧與活力」：兩大需求構面、5個Benchmarks、4條Baselines以及4個Signposts；「永續城市」：兩大需求構面、33個Benchmarks、4條Baselines以及4個Signposts)。