2019年备受期待的“十大突破技术”又来了!
《麻省理工科技评论》每年都会评选出“十大突破性技术”。这份在全球科技领域举足轻重的榜单,准确预测了脑机接口、智能手表、癌症基因治疗、深度学习等众多热门技术的崛起。
正如比尔·盖茨所说,看到这些突破性的技术后,你会觉得“美好的未来值得你去争取”。
今年,《麻省理工科技评论》评选的全球十大突破性技术包括:
聪明点机器人
重大意义:机器正在通过自我学习来学习应对这个现实世界。有一天,机器人当学会与现实世界打交道的时候,才是他们真正解放人类双手的时候。
主要研究人员:OpenAI(人工智能非营利组织)、卡内基梅隆大学、密歇根大学、加州大学伯克利分校。
期限:3-5年
尽管机器人可以在中找到装配同样的动作在线路上反复重复,同时保持超高的精度,但即使目标物体稍有移动或换上不同部位,直接游戏结束。
现在,机器人虽然仍然无法理解如何在看到一个物体后拿起它,但它可以在虚拟空间中反复训练,最终学会处理面前的物体。
总部位于旧金山的非营利组织OpenAI已经推出了这样一个人工智能系统Dactyl,并成功操纵一个机器人灵活地翻转一个魔方:
这套神经网络软件可以让人机器人学会在模拟环境下抓取、旋转魔方,然后让机械手进行实际操作。刚开始的时候,软件会随机尝试,随着接近最终目标,逐渐加强网络内部的联系。
在这个阶段,让我们机器人要变得更加灵活还有很多困难。但是如果研究人员能够很好地利用这种学习方法,未来机器人期望能够学会组装电子产品,将餐具放入洗碗机,甚至帮助卧床不起的人下床。
2.核能的新浪潮
意义:先进的核聚变和裂变反应堆正在成为现实。核能在减少碳排放和限制气候变化方面发挥着不可或缺的作用。
主要研究人员:地球能源,地球能源,NuScale,通用一般融合
成熟度:新型核裂变反应堆有望在2020年代中期实现大规模应用;核聚变反应堆至少还需要十年。
在过去的一年里,新核反应堆的发展势头强劲,核能的使用将变得更加安全和廉价。新型反应堆的开发包括:
1.颠覆传统设计的第四代核裂变反应堆。
2.小型模块化反应器
3.核聚变反应堆的突破
第四代核裂变反应堆的开发者,如总部位于华盛顿的加拿大陆地能源公司和TerraPower公司,已经开始与电力合作。公司建立R&D合作,乐观估计,力争2020年前实现并网发电。
3.早产预测
意义重大:每年有1500万婴儿早产,是5岁以下儿童死亡的主要原因。
主要研究者:Akna Dx
成熟度:5年内可以进入临床试验。
通过对早产的预测,简单的验血就可以预测孕妇是否有早产的风险。
在过去的几年里,研究人员开始通过检测血液和血液测试中肿瘤细胞的DNA来筛查孕妇是否患有唐氏综合症和其他疾病。这些测试依赖于寻找DNA中的基因突变。另一方面,RNA是一种调节基因表达的分子物质,可以决定基因产生多少蛋白质。
通过对母亲血液中自由浮动的RNA进行测序,可以筛选出7个与早产相关的基因的表达波动,从而识别出可能早产的女性。一旦被警告,医生可以采取措施避免早产,给孩子更好的生存机会。
4.肠微囊
意义重大:一个小巧可吞咽的设备可以在没有麻醉的情况下捕捉肠道的详细图像,它也适用于婴儿和儿童。这种设备使得检测和研究肠道疾病变得更加容易,包括一种阻碍贫困地区数百万儿童的疾病。
首席研究员:马萨诸塞州总经理医院
成熟:目前处于成年期。体内使用;婴儿实验是今年进行的。
环境性肠功能障碍(EED)可能是你从未听说过的最昂贵的疾病之一。这种疾病以肠道炎症、肠漏和营养不良为特征,在贫穷国家广泛传播,这是这些地区许多人营养不良、发育不良和无法达到正常身高的原因之一。
没有人知道EED的病因,也没有人知道如何预防或治疗这种疾病。实用的检测方法迫在眉睫。目前唯一的办法就是麻醉病人,将内窥镜插入咽喉。这种方法很贵,不舒服,也不一定有用。
因此,马萨诸塞州总是医院MGH大学的病理学家和工程师Guillermo Tearney开发了一种小型设备,可以检测EED的症状,甚至进行组织活检。与内窥镜不同,它在基本保健检测过程中应用简单。
5.定制癌症疫苗
重大意义:通过识别每个肿瘤的具体突变,激发人体的天然防御能力,从而对癌细胞进行靶向破坏。传统的化疗对健康细胞的影响很大,对肿瘤的治疗效果并不总是理想。
主要研究人员:BioNTech、Genentech。
成熟:已经在临床试验中。
目前,科学家正处于首个个性化疫苗商业化的关键时刻。如果效果真的如预期,疫苗确实可以通过肿瘤特有的突变,引发人体免疫系统对其进行识别,从而有效预防各种癌症的发生。
更重要的是,与传统化疗不同,疫苗利用人体的自然防御系统选择性破坏肿瘤细胞,对健康细胞的损害有限。
6 .人造肉汉堡
重大意义:实验室培育的人造肉和植物制成的素肉,可以接近真肉的味道和营养价值,而且不会破坏环境。人造肉的出现可以缓解畜牧业生产带来的毁灭性的森林砍伐、水污染和温室气体排放。
首席研究员:美国人造肉企业Beyond Meat。
成熟度:目前已经有成型的菜肉;2020年左右可以研发成功实验室人造肉。
据联合国预测,2050年世界人口将达到98亿,人口富裕水平也将上升。但这对气候变化不是好事——人类一旦脱贫致富,就会倾向于吃更多的肉。
据预测,到2050年,人类将比2005年多吃70%的肉。事实证明,饲养动物供人食用是对环境最大的危害之一。根据不同种类的动物,向西。工业用化学方法生产一磅肉蛋白比生产同样数量的植物蛋白多消耗4到25倍的水,6到17倍的土地和6到20倍的化石燃料。
问题是人们肯定不会马上放弃吃肉。换句话说,实验室培育的人造肉和植物制成的素食肉可能是遏制环境恶化的最佳途径。
实验室人造肉的流程是从动物身上提取肌肉组织,然后放入生物反应器中培养。虽然最终产品的味道可能需要改进,但它的外观与我们平时吃的肉几乎一样。
捕捉二氧化碳
意义重大:直接从空气中捕捉二氧化碳的实用经济的方法,可以吸收多余的温室气体。从大气中去除二氧化碳可能是防止灾难性气候变化的最后可行方法之一。
主要研究人员:碳工程、Climeworks、全球恒温器。
期限:5至10年
即使我们降低目前的二氧化碳排放速度,温室气体造成的变暖效应仍将持续数千年。为了防止气温上升到危险的范围,联合国气候变化委员会得出结论,在本世纪,世界需要从大气中清除高达1万亿吨的二氧化碳。
如今,一种称为直接空气捕获(DAC)的方法理论上可以将机器捕获二氧化碳的成本降至每吨100美元以下。
8.可佩戴心电图仪
重大意义:有了监督机构随着相关技术的认可和进步,人们可以通过可穿戴设备轻松地持续监测自己的心脏健康。可以检测心电图的智能手表可以警告潜在的威胁生命的心脏病,如房颤。
主要研究人员:苹果、AliveCor和Withings。
成熟:现在
带Apple Watch的富友,你比我更懂这个技术~
用于心电监护的智能手表问世了,它既有可穿戴设备的便利,又能提供接近医疗设备的精度。硅谷初创企业公司 AliveCor推出了一款与Apple Watch兼容的腕带,可以检测房颤,这是血栓和中风的常见原因。
去年,苹果发布了具有心电图(ECG)功能的Apple Watch,该功能已经通过FDA认证。随后,卫生设备公司 Withings还宣布计划发布一款具有心电图功能的手表。目前,可穿戴式心电监护设备仍然只有一个传感器,而真正的心电设备有12个传感器。
目前还没有可穿戴设备可以诊断心脏病,但这种情况可能很快会迎来转机。
9.没有下水道厕所
世界上大约有23亿人没有良好的卫生设施。由于缺乏卫生厕所,人们将粪便倾倒在附近的池塘和溪流中,这些粪便会传播细菌、病毒和寄生虫,导致腹泻和霍乱。世界上每九个孩子中就有一个死于痢疾。
现在,研究人员正在努力开发一种新型厕所,这种厕所对发展中国家来说也足够便宜,不仅可以处理粪便,还可以分解粪便。2011年,比尔·盖茨提出了改造厕所的挑战,并设立了X奖。
自挑战开始以来,几个团队已经将设计的厕所原型投入使用。粪便全部就地处理,不需要送到水多的远处处理厂。
因此,现在的挑战是如何让这些厕所更便宜,更适应不同规模的社区。
10.真的,一个会聊天的AI助手。
重大意义:捕捉单词之间语义关系的新技术正在让机器更好地理解自然语言。人工智能助理现在可以执行基于对话的任务,例如预订餐厅或协调行李托运,而不仅仅是服从简单的命令。
主要研究人员:谷歌、阿里巴巴、亚马逊
成熟期:1-2年后。
我们习惯了人工智能助手——智能音箱的语音助手,Siri在手机上给你设置闹钟——但它们并不是真的智能,而且有点“弱智”。
但是越来越好了。OpenAI和Google的团队在加速,你可能也觉得小米手机的AI已经可以和你进行持续的对话了,这就是进步。
这些改进,加上更好的语音合成系统,让我们从简单地向人工智能助理发出指令,转变为与他们交谈。他们将能够处理日常琐事,如做会议记录、查找信息或网上购物。
在中国,很多人已经习惯了阿里巴巴的小米。小米可以帮你和快递小哥电话沟通,和客户砍价。
今年十大科技突破中,哪一项让你震惊?