2017全球十大新興技術

　　時間: 2017年07月03日 | 作者: admin | 來源: 環球科學

       液體活檢、機器視覺、太陽能燃料，這些新技術是否能改變我們的未來？

　　《科學美國人》與世界經濟論壇聯合發布了2017年全球十大新興技術。這份榜單由《科學美國人》、《科學美國人》全球顧問委員會、世界經濟論壇全球專家網路、世界未來委員會共同選出，涵蓋了在醫療、計算機、環保等領域的最新技術，它們在提高生活質量、促進產業轉型、保護地球環境等方面具有無限潛能。

　　「新興技術正在重新定義工業，它們使傳統的界線變得模糊，在我們前所未見的尺度上創造新的機遇，」世界經濟論壇管理委員會成員、第四次工業革命中心主任Murat Sönmez說，「所有機構都必須通過正確的政策、規劃與合作方式，讓技術革新為人類構建更美好的未來，同時避免技術泛濫帶來的風險。」

　　自2012年起，世界經濟論壇開始評選年度十大新興技術。在此前五年的榜單中，3D列印、CRISPR-Cas9、光遺傳等技術已經成為我們生活、研究中的重要元素。而在今年的榜單中，又有哪些將改變人類的未來？

　　2017年全球十大新興技術一覽：

　　1. 液體活檢

　　液體活檢技術的出現，標誌著人類在攻克癌症的道路上又前進了一大步。與傳統的組織活檢相比，液體活檢具備多項優勢：首先，對於組織活檢無法企及的部位，液體活檢可以成為替代品。其次，組織活檢只能反映出樣品中的信息，而液體活檢可以檢測出患者的整體情況。此外，液體活檢主要檢測的是循環腫瘤DNA（ctDNA），它們通常會從腫瘤組織進入血管中。因此，與依靠癥狀和圖像進行診斷相比，液體活檢對癌細胞的定位更加迅速。

　　

　　2. 從空氣中收集凈水

　　此前，科學家已經能夠從空氣中收集凈水，但現有的技術需要耗費大量電力，並且只有在濕度較高時才能實現。而現在，情況正在發生改變。來自MIT和加州大學伯克利分校的研究團隊通過一類新型多孔晶體——金屬有機骨架（metal-organic frameworks），在空氣濕度低至20%的環境下成功收集凈水，且這一過程完全不需消耗能量。此外，一家位於亞利桑那州的初創企業Zero Mass Water，通過離網型太陽能系統，每天可以生產2.5升水。

　　

　　3. 深度學習與機器視覺

　　在深度學習的幫助下（尤其是隨著卷積神經網路的發展），計算機的圖像識別能力開始超越人類。目前，機器視覺技術在自動駕駛、醫學診斷、保險索賠的破損評估、水位監測、農業生產等領域具有廣泛的應用前景。

　　

　　4. 從陽光中收集液態燃料

　　我們能否模仿樹葉的光合作用，讓「仿生樹葉」生成、儲存能量？現在，這個問題的答案正呼之欲出。哈佛大學的科學家找出一款新型鈷-磷催化劑，利用太陽能，其將水分子分解成氫氣和氧氣，隨後這些氫將二氧化碳轉化成有機物。在這樣一個封閉系統中，燃燒釋放的二氧化碳將重新被轉化成燃料，而不是被排放至大氣中。這項技術可能會給太陽能和風能行業帶來革命性的影響。

　　

　　5. 人類細胞圖譜計劃

　　人類細胞圖譜計劃於2016年10月正式啟動，這個國際合作項目旨在破譯人類身體的秘密，由陳-扎克伯格倡議支持。此項目希望確定所有組織的不同細胞類型、各類細胞分別由哪些基因、蛋白和其他分子來控制細胞活動、細胞的準確位置，以及細胞是如何與其他細胞交流，在細胞發生改變后又是如何影響身體機能的……該計劃最終將為個性化醫療提供有力的幫助。

　　

　　6. 精準農業

　　第四次工業革命為農民提供了一系列新的工具，這些工具能夠在減少水和農藥使用量的同時，提高作物的產量與質量。感測器、機器人、GPS、地圖工具以及數據分析軟體全部按照植物養護的需求量身定製。雖然對於全世界的大多數農民來說，距離利用無人機來實時監控植物的生長狀態還相對較遠，但現在已經有了一些相對簡易的技術，例如悉尼大學的Salah Sukkarieh已經在印度尼西亞使用了一套價格低廉的現代化監控系統，依靠太陽能及手機實現監控。

　　

　　7. 廉價的氫能汽車催化劑

　　此項目的目的是開發一種零排放的氫燃料電池技術。目前使用的催化劑含有金屬鉑，價格高昂，因此項目暫時陷入瓶頸。但是，現在很多研究正在致力於減少對這種稀有而昂貴金屬的依賴，目前最新的研究已經能夠做到不利用鉑，甚至是完全不使用金屬。例如，凱斯西儲大學的科學家就研製出摻雜氮和磷的碳泡沫催化劑，其活性不亞於標準催化劑。

　　

　　8. 基因疫苗

　　基於基因的疫苗在很多方面優於現在的傳統疫苗。基因疫苗能夠快速生產，這對於應對突然暴發的疫情非常關鍵。相比於在細胞培養物或SPF雞蛋中生產的傳統蛋白疫苗，基因疫苗製作起來也更簡單、廉價。而且，通過這種方法製得的疫苗能夠快速適應病原體突變。最終，科學家能夠找出能夠抵抗病原體的人群、純化能夠為人類提供保護的抗體，然後設計出基因序列，誘導人體細胞產生這種抗體。

　　

　　9. 可持續型社區

　　如能將綠色建築理念一次性應用到大規模的建築過程中，它將可能為能量、水資源的消耗帶來一場革命。目前，加州大學伯克利分校的科學家正計劃通過智能微電網，將本地產生的太陽能用於建築的電力供應，這將減少一半的電力消耗，並將碳排放降至0。與此同時，他們還計劃重新設計建築的排水系統，從而實現廁所和下水道中水資源的就地循環利用，而雨水也將被收集利用，這些舉措將會使飲用水的需求量下降70%。

　　

　　10. 量子計算機

　　量子計算機擁有無限的潛能，與之相對應的是極高的建造難度和高昂的花費。這也就不難解釋，為什麼小型量子計算機的運算能力仍未超越超級計算機。不過在2016年，IBM將量子計算機的發展推向了一個新高度，它們成為首家向公眾提供量子計算機雲服務的公司。這項技術為超過20篇等待發表的學術論文提供了實驗平台。目前，全球超過50家企業正在努力讓量子計算機成為現實，這其中既有大型企業，也有不少初創公司。這些進展讓人們開始相信，量子時代正向我們走來。