全球十大新兴技术

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在不久的将来，技术革新将如何改变我们的生活？ /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 人工智能将大幅提升新药物和新材料的开发速度；新型诊断工具将打造更先进的个性化医疗；从日常任务到工业生产，增强现实将走进生活的方方面面，将大量信息和动画覆盖于真实世界之上；如果你生病了，医生将可以在你体内植入活细胞，用这些“药物工厂”为你治病；你将会吃到用干细胞在实验室培育的牛肉、鸡肉和鱼肉，这将大幅降低畜牧业造成的环境危害，并使无数的动物免遭不人道待遇。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 经过层层遴选，最终由来自生物医学、化学、计算机和人工智能等领域的顶尖专家共同评选，这些足以改变世界的想法和其他新兴技术一起，构成了这份“2018年全球十大新兴技术”榜单。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 根据发布方，世界著名科普杂志《科学美国人》的介绍，这些新兴技术能在未来3~5年间，对社会和经济产生重要影响；具有潜在颠覆性，能够改变整个行业或既定的行业标准；处于相对早期的发展阶段，尚未得到广泛应用，但已吸引了众多研究团队的关注，并且广受投资者青睐。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 1.增强现实将无处不在 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 虚拟现实（VR）让你沉浸在一个虚幻、独立的世界里，而增强现实（AR）是将计算机生成的信息实时覆盖在现实世界之上。当你看到或者佩戴集成了AR程序和摄像头的设备（可以是智能手机、平板电脑、耳机或智能眼镜）时，程序会分析输入的视频流，下载大量与当前场景相关的信息，并在其上叠加相关数据——通常是3D的图片或动画。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 举两个例子：协助车辆安全倒车的倒车影像系统和热门游戏《精灵宝可梦GO》。大量面向消费者的应用软件都会用到AR功能，比如为外国游客翻译街道标志，医学专业的学生开展的虚拟解剖，消费者在买家具时可以看到预想的摆设效果。将来，这项技术还会支持博物馆制作全息参观指南；帮助外科医生，使得患者体内组织三维可视化；允许建筑师和设计师以全新的方式合作；帮助无人机操作员用增强的图像远程控制机器；帮助初学者快速学习从医药到工厂维修的各项技术。在未来几年内，操作简单、用于设计应用程序的软件将会满足更多消费者的需求。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2.电刺激医学将减少药物使用 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 神经电刺激设备可以通过电流脉冲治疗疾病，这种设备在医学界已经有很长的应用历史。例如，心脏起搏器、耳蜗植入装置和治疗帕金森病的深脑电极刺激都用到了该设备。这种电刺激设备正变得越来越多功能化，将显著提升对大量病症的治疗能力。神经电刺激设备的工作原理是，向迷走神经发送信号，迷走神经将电流从脑干发送至器官，最后返回脑干。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在科学家的努力下，迷走神经刺激的全新用途正变得可行。他们发现，迷走神经能释放调节免疫系统的化学物质。例如，在脾脏里释放的特定神经递质对参与全身炎症反应的免疫细胞具有镇静作用。这些发现表明，能从迷走神经刺激中受益的不仅是与电信号紊乱有关的疾病，还包括自身免疫疾病和炎症反应。对这些疾病的患者来说，这个发现无疑是个好消息。由于这项技术只对特定的神经系统进行刺激，因此相对于经过全身，会伤害作用目标以外的身体组织的药物，电刺激疗法可能更容易接受。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 3.人造肉对环境更友好 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 想象一下，你咬了一口鲜嫩多汁的牛肉汉堡，而这是在不杀死任何动物的前提下发生的。利用实验室的细胞培育出的人造肉，正在将这种设想变成现实。多家初创企业正在开发实验室培育的牛肉、猪肉、家禽和海鲜。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 由于只需为培育和维持人工培养的细胞（而非完整的生物体）提供资源，人造肉还可以减少肉类生产过程中的高昂环境代价。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 人造肉是由从动物身上提取的肌肉样本制成的。技术人员从动物组织中收集干细胞，让它们迅速增殖，分化成原肌纤维，随后膨大形成肌肉组织。Mosa Meat公司称，一份从牛身上采集的组织样本就足以生产出8万个牛肉汉堡。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 一些初创企业表示，他们预计在未来几年内正式推出人造肉产品。但在上市之前，人造肉还必须克服重重障碍。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 其中两个障碍分别是成本和口味。以2013年向各大媒体展示的实验室人造肉汉堡为例，汉堡中肉饼的制作成本超过30万美元，而且肉质过于干燥（因为脂肪太少）。自那以后，人造肉的制作成本逐年下降。2018年，Memphis Meats公司声称，四分之一磅（约113克）人造牛肉馅的价格约为600美元。按照这一趋势，在几年内，人造肉就可能成为传统肉类的竞争对手。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 4.会辩论的人工智能 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 如今的智能助理已经能在某些情形下让你误以为它们是人类，但未来的智能助理还会更加先进。在手机屏幕背后，智能助理使用复杂的语音识别软件来识别你的需求、为你提供帮助，然后生成听起来很自然的语音，给出符合你问题的预设答案。这样的系统必须预先经过“训练”：大量学习人类经常提出的请求，而相应的回复必须由人类来编写，并组织成高度结构化的数据格式。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 实际上，这些系统已经能够“学习”了——通过机器学习技术，它们能够改进问题与现有答案之间的匹配方式，但改进程度有限。即便如此，它们仍然令人印象深刻。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在更高复杂度的层面上，目前科学家正在致力于开发新技术，以使下一代的系统能够从各个来源吸纳、组织非结构化数据，然后自主撰写出有说服力的建议，或者就一个它们从未接受过训练的问题与对手辩论。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2018年6月，IBM展示了一项更加先进的技术：一套没有事先就某一主题或立场进行过培训，就能与人类专家实时辩论的系统。系统必须使用非结构化数据来确定信息的相关性和真实性，并将之组织成某种可重复使用的形式，然后根据它所处的立场，来调取相关的论据。系统还必须对人类对手的论述作出回应。在演示时，这套系统参加了两场与人类的辩论，在其中一场辩论中，有许多观众认为，该系统的辩论更具说服力。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 5.可植入人体的制药细胞 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 许多糖尿病患者每天都要多次刺破手指，测量血糖水平，从而决定需要多少胰岛素。如果能在病人体内植入制造胰岛素的胰岛细胞，就能取代这一烦琐的过程。除了糖尿病，细胞植入技术还能改变癌症、心力衰竭、血友病、青光眼、帕金森病等多种疾病的疗法。但细胞植入存在一项风险：患者必须持续使用免疫抑制剂以防止免疫系统的排异。这种药物可能带来严重的副作用，包括增加感染或恶性肿瘤的风险。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 现在，研究者开始应对这一挑战。2016年，一支来自麻省理工学院的团队发布了一种能让移植的细胞在免疫系统面前隐形的方法。在研发并筛选了上百种材料之后，研究者们选择了一种经过化学修饰的藻酸盐凝胶。藻酸盐已经被证实可在人体中安全使用。当他们在患糖尿病的小鼠体内植入密封在藻酸盐凝胶内的胰岛细胞后，这些细胞立刻开始根据血糖的变化生产胰岛素，并在为期6个月的试验中持续控制血糖水平。研究者没有观测到任何纤维症的出现。这个团队还在另一项研究中发现，抑制一种在纤维化过程中起重要作用的免疫分子（集落刺激因子I受体），可以有效抑制疤痕的产生。加入这种受体抑制剂将进一步提高植入细胞的存活率。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 6.用人工智能设计化学分子 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 想设计新型太阳能材料、抗癌药物或是用于农作物的抗病毒化合物？首先，你必须解决两个难题：找到正确的化学结构，并确定哪些化学反应能将合适的原子连接到所需的分子上。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 如果使用传统方法，以上问题的答案往往来自于复杂的猜测和意外的发现。这一过程非常耗时，并且需要经历许多次失败的尝试。例如，一份完整的合成计划包含数百个独立的步骤，其中很多步骤都会产生不需要的副反应或副产品，或者根本不起作用。现在，人工智能正在提高设计和合成化学分子的效率，帮助企业在减少化学废料的同时，更快、更容易、更经济地解决合成问题。在人工智能领域，机器学习算法可以分析所有已知的合成实验，包括那些成功的和失败的实验——后者可能更加重要。基于所识别的模式，这些算法可以预测具有潜在用途的新分子结构，以及可能的制造方法。现在还没有哪种机器学习工具可以简单到按下按钮就能完成所有工作，但不可否认的是，人工智能技术正在药物分子和材料设计领域迅速发展。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 7.私人定制的诊断工具 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在20世纪的绝大部分时间里，患乳腺癌的女性都在使用同一种治疗方案。现在，治疗手段变得更具个性化了：乳腺癌被分为不同的亚型，每一种都有独特的治疗方法。例如，许多乳腺癌患者的肿瘤会产生雌激素受体，她们可以在标准术后化疗的同时，配合使用专门攻击这些受体的药物。2018年，研究者朝着个性化治疗又迈进了一步。他们发现很大一部分肿瘤病人其实不需要接受化疗，从而避免了严重的副作用。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 诊断工具的进步加速了个性化、精准化药物的发展。这些技术能帮助医生识别并量化多种生物标志物（这些分子的出现，往往意味着人体患有某种疾病），从而通过病人对疾病的敏感性、预后情况，以及对特定治疗的反应，将病人划分成不同的亚型。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在过去的十年里，生物组学技术取得了突破性进展。新技术的使用能产生大量数据，这些数据可以供人工智能挖掘，从而找到用于临床的全新生物标志物。在新时代，结合高产能的生物组学技术和人工智能，诊断技术将重塑我们对很多疾病的认知，改变传统治疗方法，让医生能根据病人的个人分子档案制定治疗计划。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 8.基因驱动技术 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 一项正在快速发展的基因工程技术可以永久改变一个种群甚至整个物种的特征。这项技术通过基因驱动使含有父母某种遗传特征的子代数量异常增多，从而加速该性状在物种中的传播。基因驱动可以自然地发生，也可以通过基因工程技术人为控制。这项技术可以通过多种方式帮助人类：可以阻止昆虫传播疟疾和其他可怕的传染病；修改害虫的基因，以提高粮食产量；赋予珊瑚抵抗环境压力的能力；防止入侵物种破坏生态系统……虽然受益巨大，但研究者深刻地意识到，改变甚至消灭一个物种可能会带来深远的影响。为了应对潜在的风险，他们正在制定规则，在基因驱动技术从实验室到野外试验，以及走向更广泛的应用时，给予恰当的管理。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 几十年来，研究者一直在思考如何利用基因驱动对抗疾病和其他问题。最近几年，CRISPR基因编辑技术的应用，让我们能够轻易地在染色体的特殊位点插入特定基因，极大地推动了基因驱动技术的发展。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 尽管前景光明，基因驱动还是引起了众多担忧：经过人为改造的基因会在无意中传播给野生物种，会干扰其生长吗？从生态系统中消除现有的物种有什么风险？非法组织是否会将基因驱动用作破坏农业生产的武器？ /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 为了避免此类极端情形的出现，一支研究团队发明了一个开关：只有传递一种特殊的物质，才能打开开关，从而使基因驱动起作用。与此同时，许多科学家团体正致力于拟定条款，以指导基因驱动试验在各个阶段的进展。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 9.等离激元材料 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 2007年，加州理工学院的哈里· 阿特沃特在《科学美国人》上撰文预测：“等离激元光子学”（plasmonics）技术最终会通向从高灵敏度的生物探测器到隐形斗篷的一系列应用。10年后，多种等离子体技术已经实现了商业化，而另一些技术正由实验室走向市场。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在表面等离激元材料的诸多应用中，研究得最深入的一种是用于检测化学和生物试剂的传感器。研究者在等离激元纳米材料表面覆盖了一种能与特定分子（比如细菌毒素）结合的物质。正常情况下，照射在材料上的光会以特定的角度反射出来。但如果有毒素存在，表面等离激元的振动频率会发生改变，从而改变光的反射角度。我们可以非常精确地测出这种变化，从而检测到微量的毒素。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在医学领域，研究者正在临床试验中测试光敏纳米颗粒治疗癌症的能力。治疗方法是将纳米颗粒注入血液中，等它们聚集到肿瘤内部后，用与表面等离激元振动频率相同的光照射肿瘤，使纳米颗粒通过共振产生热量。这种热量能在不伤害周围健康组织的情况下，选择性地杀死肿瘤细胞。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 10.为量子计算机而生的算法 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 量子计算机利用量子逻辑来执行计算，基本单位量子比特（qubit）与传统比特（0或1）相似，但不同的是，量子比特可处于两个量子态之间的叠加态：它可以同时是0和1。这种属性以及另一种称为纠缠的量子特性，使得量子计算机在特定问题上比任何传统计算机都高效。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 尽管这项技术激动人心，但其实现条件却是众所周知的苛刻。研究人员已经确定，通过量子纠错，可以使具有数千量子比特的量子计算机受到严格控制，维持在量子态。但是到目前为止，实验室造出的量子计算机最多只包含数十个量子比特。这些被加州理工学院的约翰· 普雷斯基尔称作“嘈杂中型量子”（NISQ）计算机，都是尚未进行纠错的。然而，随着专门为NISQ计算机编写算法的研究兴起，这些设备在特定问题上的计算能力可能会强于传统计算机。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 随着越来越多的NISQ设备向全球用户开放，大量研究人员开始为这类设备开发、测试小规模程序，这极大地促进了该领域的发展。与此同时，开发不同方向的量子软件的初创公司也呈百花齐放之势。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 在研究人员看来，NISQ算法在模拟和机器学习领域具有广阔前景。因为计算机可以从大数据或经验中进行学习。对一套正在迅速发展的算法所做的测试表明，量子计算机确实可以加快机器学习。 /p

p 　　世界经济论坛发布了2015年度十大新兴技术，飞行机器人、仿人脑芯片等十大突破性的科技进展入选。 /p p 　　此榜单每年发布一次，由世界经济论坛新兴技术跨界理事会选出该年最有潜力解决全球长期挑战的技术成果，旨在促使人们关注新兴技术的潜力及蕴藏的风险。 /p p 　　今年的十大新兴技术体现了创新在改善人们生活、推动行业变革和维护地球生态方面的巨大力量。 /p p 　　 strong 1.燃料电池汽车 /strong /p p 　　燃料电池与蓄电池不同，不需要外接充电，只需使用氢气和天然气等燃料，便能直接产生电力。在使用中，燃料电池和蓄电池相互配合开展工作，燃料电池负责产生电力，蓄电池则负责存储电力。因此，燃料电池汽车属于混合动力汽车，且很有可能配备回馈制动系统。 /p p 　　燃料电池汽车的性能可媲美任何传统燃料汽车。燃料电池汽车巡航里程长，一箱燃料最高可供行驶650公里(燃料通常为压缩氢气)，而加满一箱氢燃料仅需3分钟。氢气是清洁燃料，水蒸气是其燃烧产生的唯一排放物，因此，以氢气为燃料的燃料电池汽车将可做到零排放。 /p p 　　大规模生产低价氢气并非易事，而氢气输送基础设施匮乏也是一个重大挑战。我们须像汽柴油加油站一样大力建设相关基础设施，并最终取代汽柴油加油站。目前，氢气的远距离运输，哪怕是在压缩的状态下，在经济上并不可行。好在新型氢气存储技术，比如不需要高压存储的有机液体运输装置等，会很快降低远距离运输成本，并减少气体存储以及泄漏存在的风险。 /p p 　　 strong 2.下一代机器人 /strong /p p 　　机器人技术的进步，逐渐使人机协作成为一种日常可见的现实。性能更强、造价更低的传感器使得机器人能更好地洞察周边环境并做出反应。设计师从人手等复杂生物结构出色的灵活性中汲取了灵感，制造出应变能力越来越好、越来越灵活的机器人。此外，受益于云计算革命的发展，机器人互联程度日益提高，可以远程获得指令和信息，不再需要编程为全自动型机器。 /p p 　　随着机器人新时代的到来，这些机器人逐步走下大型制造业的流水线，走向更为多样的工作岗位。通过使用卫星定位技术，机器人能像智能手机一样，用来协助除草和收割，推动农业作业精密化。日本已经开始了机器人护士的试点，这种机器人能帮助病人下床，撑扶中风患者，帮助患者恢复对四肢的控制。 /p p 　　体积更小、更为灵活的机器人也相继问世，这些机器人可以便捷地进行编程，处理一些人工干起来费力或感觉不适的制造类工作。 /p p 　　 strong 3.可循环利用的热固性塑料 /strong /p p 　　塑料分为热塑性塑料和热固性塑料。热固性塑料只能一次性加热、一次性成型。加热后，热固性塑料分子发生改变，经过了“硬化”，哪怕经受高温、高压，其形状和强度也会保持不变。 /p p 　　热固性塑料自身的特性使其在现代制造业中不可或缺，但同时也使得它们无法循环利用。最终，大部分热固性聚合物只能变为垃圾进行填埋。 /p p 　　2014年，这一领域迎来了重大进展，《科学》杂志刊发了一篇具有里程碑意义的文章，宣布发现了一种可循环利用的新型热固性聚合物。这种名为“聚六氢三嗪”(简称PHT)的聚合物可放入强酸中溶解，从而打破聚合物关联，分离出单体部分，然后重新组合为新产品。 /p p 　　我们希望可循环利用的热固性聚合物能在5年内取代不可循环利用的热固性塑料，到2025年时在新生产的产品中实现全面覆盖。 /p p 　　 strong 4.精密基因工程技术 /strong /p p 　　传统基因工程一直饱受争议。然而，新技术正在兴起，使我们可以直接“编辑”植物的遗传密码，以提高植物营养成分、更好地适应气候变化等。 /p p 　　这些技术包括锌指核酸酶(ZFNs)、转录激活因子样效应物核酸酶(TALENS)和近期推出的可在细菌中演化为病毒防御机理的CRISPR-Cas9系统。这种系统使用核糖核酸分子来锁定目标DNA，并在目标基因组中按照一组已知的、用户选定的序列进行剪切。这样，便能抑制不需要的基因，或者将该基因进行改良，使其发挥出与自然变异别无二致的功用。通过采用“同源重组”的办法，CRISPR也可用于精确地向基因组中植入新的DNA序列乃至完整的基因。 /p p 　　基因工程另一个有望取得重要进展的领域是将核糖核酸干扰技术(RNAi)用到农作物身上。核糖核酸干扰可有效预防病毒和真菌病原体，保护植物免受病虫害，减少对化学杀虫剂的需求。病毒基因已广泛用于保护木瓜树免遭环斑病毒侵害。以夏威夷为例，采用此法十多年来，并没有出现病毒抗药性增强的迹象。此外，核糖核酸干扰也能惠及主要粮食作物，预防小麦秆锈病、稻瘟病、马铃薯晚疫病、香蕉枯萎病等。 /p p 　　 strong 5.增材制造技术 /strong /p p 　　增材制造技术是与减材制造完全相反的工艺。增材制造技术先从液体或粉末等碎料着手，然后再利用数字模板，将碎料打造成三维形状。 /p p 　　与批量生产不同，3D产品可以根据终端用户需求，实现高度的个性化。例如，美国隐适美公司(Invisalign)就利用顾客牙齿的电脑造影，制作出最贴合顾客嘴部结构的牙齿矫形仪。还有一些医学应用正引领3D打印朝生物科学的方向迈进：如今，通过直接打印人体细胞，已有望制作出活体细胞，在药物安全筛查和最终的细胞修复与再生等方面开发出有潜力的应用。在生物打印领域，打印肝细胞层的美国生物技术公司Organovo是一个先行者，其打印的细胞层主要用于进行药物测试，且最终可能会用于制作移植用人体器官。生物打印已经被用于制作皮肤、骨骼、心脏和血管组织。 /p p 　　增材制造技术的下一个重要阶段将会是以3D技术打印线路板等集成电子元件。然而这种办法很难打印处理器等纳米级电脑配件，因为要将用各种不同材质制作而成的不同电子元件组合为一体并不容易。现在，4D打印有望带来新一代的产品，这些产品可根据温度和湿度等环境变化自行调整。这可用于服装、鞋类以及一些医疗产品，如旨在改变人体机能的植入物等。 /p p 　　 strong 6.自然发生的人工智能 /strong /p p 　　简单而言，人工智能(AI)就是一门让电脑来代替人类干活的科学。近年来，人工智能取得了重大进展：我们大多数人手中的智能手机都能识别人类的语言，很多人都在机场边检排队时体验过人脸识别技术。无人驾驶汽车和无人机正处于测试阶段，尚未如外界所期待的一样投入广泛使用，但对于一些学习和记忆任务而言，机器肯定要强于人类。 /p p 　　与普通软硬件相比，人工智能可帮助机器感知环境变化并做出应对。自然发生的人工智能则在此基础上更进了一步，机器可通过消化海量信息进行自动学习。卡内基梅隆大学的“永不停止的语言学习”项目(NELL)便是一例。这套计算机系统不仅能查阅数以亿计的网页来读取现成的材料，还能在此过程中主动提高自身阅读和理解能力，以求在未来进一步提升表现。 /p p 　　与下一代机器人一样，机器在某些任务的执行上显然要优于人类。有鉴于此，完善后的人工智能将会带来生产力的显着提高。大量证据表明，无人驾驶汽车有助于减少道路交通中发生的碰撞和由此引发的人员死伤等问题，因为机器可避开人类容易犯的错误，如注意力不集中、视觉误差等问题。智能机器能在更短的时间内获得更多信息，并能不带任何人类式的偏见去做出应对，因而在疾病诊疗上或能完成得比医学专家更为出色。当前，肿瘤学上正在部署“华生”系统，来协助开展诊疗工作。 /p p 　　 strong 7.分布式制造技术 /strong /p p 　　分布式制造技术将颠覆我们的产品生产方式和销售方式。传统制造业是把原材料收集起来，加以组装，并在大型集中式的工厂中把产品制作成形，之后再原样分销至顾客手中。分布式制造技术则把原材料和生产方式分散化，而产品的最终生产将在终端顾客的身边完成。 /p p 　　从本质上说，分布式制造技术的概念是尽可能多地用数字信息取代实体供应链。以椅子制作为例，其流程是将有关椅子部件切割的数字方案发送到当地的生产中心，再用CNC刳刨机等由计算机控制的切割工具进行切割，然后由顾客或当地的制作车间进行组装，变为成品。美国家具企业AtFAB公司目前已经采用了这一模式。 /p p 　　当前，分布式制造技术在使用上高度依赖自助式的“创客运动”，即爱好者们利用本地的3D打印机、用本地的材料来生产产品。这当中有开源思维的元素，即消费者可以根据自身需求和喜好来制作个性化的产品。 /p p 　　分布式制造技术能使当前一些模式化的物品变得更为多样化，比如智能手机和汽车等等。产品的体积大小不成问题。英国FacitHomes公司已经在用个性化的设计和3D打印来为客户量身定制房屋。 /p p 　　 strong 8.能够“感知和躲避”的无人机 /strong /p p 　　近年来，无人驾驶飞行器，即无人机，已成为一国军事实力的重要组成部分，但也引发了不少争议。此外，无人机在农业、航拍和其他许多频繁需要低成本空中巡查工作的任务中也有广泛应用。但截至目前，这些无人机仍都有人类飞行员，只不过这些飞行员是在地面远程操控飞行器的飞行。 /p p 　　下一步，无人机技术将要开发可以自主飞行的机器，应用领域将进一步拓宽。要做到这一点，无人机必须能感知周围环境并做出应对，调整飞行高度和飞行线路，避免与途中其他物品发生碰撞。在自然界中，鸟类、鱼类和昆虫均能成群结队地集合在一起，每一只动物几乎都能与身边的伙伴同步瞬时移动，并以团队为单位飞行或游动。无人机不妨对此加以模仿。 /p p 　　 strong 9.神经形态技术 /strong /p p 　　目前，哪怕最先进的超级计算机，其复杂程度也无法与人脑相媲美。计算机是线性的，主要依靠高速中枢，在中央处理器和存储芯片之间实现数据的来回移动。相比之下，人脑则处于全方位的互联状态，人脑中的逻辑和记忆紧密关联，其密度和多样性均是现代计算机的数十亿倍。神经形态芯片旨在用与传统硬件完全不同的方式处理信息，通过模仿人脑构造来大幅提高计算机的思维能力与反应能力。 /p p 　　近年来，计算机微型化使得传统计算性能得到大幅提升，但存储器与中央处理器之间数据的不断移动会消耗大量能源，产生多余热量，这一瓶颈限制了计算机的进一步改进。相比之下，神经形态芯片能效更高、性能更强，可将负责数据存储和数据处理的元件整合到同一个互联模块当中。从这一意义上说，这一系统与组成人脑的数十亿计的、相互连接的神经元颇为相仿。 /p p 　　神经形态技术将是高性能计算的下一个发展阶段，它能够大幅提升数据处理能力和机器学习能力。IBM公司2014年8月所公布的百万神经元级别的TrueNorth芯片，在执行某些任务时，其能效可达传统中央处理器的数百倍，首次与人脑的大脑皮层有了可比之处。神经形态芯片计算能力显着提高，能耗和体积却要小得多，更为智能的小型机器或将引领计算机微型化和人工智能的下一阶段。 /p p 　　其潜在用途包括：可更好地处理和应对图像信号的无人机、更为强大、更为智能的相机和智能手机、有助于解读金融市场奥妙或进行天气预报的大规模数据透视。未来，计算机可以自主地进行预测和学习，而不是仅仅按照预先编写好的程序行事。 /p p 　　 strong 10.数字化基因组 /strong /p p 　　人体基因组由32亿个DNA碱基对组成，历史上第一次对其排序时，花了数年时间，耗资高达数千万美元。但今天，仅需几分钟，便可完成个人基因组的排序和数字化，花费也仅需数百美元。所得数据可通过U盘传输到笔记本电脑上，随后十分便捷地通过互联网进行共享。这种技术仅需很低的成本，便能瞬时探明我们每个人所独有的遗传结构，将为进一步推动医疗个性化、改善医疗效果带来一场革命。 /p p 　　人类健康所面临的许多最难对付的挑战，不管是心脏疾病还是癌症，都有着与之对应的遗传因素。有了数字化技术之后，医生能通过观察肿瘤的基因结构来决定如何治疗癌症患者。同时，这一新知识也有助于制定具有高度针对性的疗法，使精确用药成为可能，从而改进患者特别是癌症患者的治疗效果。 /p p 　　 span style=" COLOR: #002060" strong 备注：作者系IBM公司首席创新官兼副总裁、世界经济论坛新兴技术跨界理事会主席 /strong /span /p

div class=" newsDetail" p 全世界都在竞相研发新冠肺炎疫苗，而前景令人鼓舞，我们可能会在破纪录的时间内研发出疫苗。但在未来新冠疫情仍在蔓延的情况下，技术能帮助我们更快地实现目标吗? /p p br/ /p p 世界经济论坛和《科学美国人》杂志本月10日共同发布的一份最新报告——《2020十大新兴技术》表明，答案是肯定的。 /p p br/ /p p 数字复制品是人类疫苗志愿者的高科技替代品，它可以使临床试验更快、更安全。但根据这份报告，数字复制品并不是唯一将撼动工业、医疗、交通等人类社会方方面面的创新。 /p p br/ /p p 这份报告揭示了2020年十大新兴技术——由世界经济论坛和《科学美国人》杂志召集的国际专家指导小组从75项技术提名中选出。 /p p br/ /p p 从电动飞机到可以“看见”拐角处物体的量子传感器，专家在筛选这十大新兴技术时称，这些技术必须有潜力超越现在，并在将来刺激社会和经济的进步。它们还必须足够新颖（也就是说，目前还没有被广泛使用），但很可能在未来三到五年内产生重大影响。 /p p br/ /p p 以下是报告选出的2020年十大新兴技术。 /p p br/ /p p strong 1、微针——实现无痛注射和抽血 /strong /p p br/ /p p 这些细小的针头不超过一张纸的厚度和一根头发的宽度，却可以帮我们实现无痛注射和抽血。微针可以穿透皮却不会触碰神经末梢，并可以附着在注射器或贴片上，甚至可以混入乳膏中。从此，人们足不出户就可在家中完成抽血，然后可将血液样本送到实验室或当场进行分析。此外，微针技术还能节约设备和人力成本，让医疗服务不足地区的人们更易获得医疗服务。 /p p br/ /p p strong 2、太阳能化学——将二氧化碳变废为宝 /strong /p p br/ /p p 生产我们依赖的许多化学药品都需要化石燃料。但是一种新方法有望通过利用阳光将废二氧化碳转化为有用的化学物质来减少化石燃料的排放。近年来，研究人员开发了能打破二氧化碳中碳与氧之间抗性双键的光催化剂。这意味着我们朝建立“太阳能”精炼厂的方向迈出了关键第一步。该精炼厂可从废气中生产有用的化合物，包括“平台”分子，这些分子可用作合成各种产品（如药品、洗涤剂、化肥和纺织品）的原料。 /p p br/ /p p strong 3、虚拟病人——代替真人临床试验 /strong /p p br/ /p p 如果将真人替换为虚拟的人以使临床试验更快速、更安全的目标听起来很容易，那么其背后的科学原理却绝不简单：从人体器官的高分辨率图像中获取的数据被输入到控制器官功能机制的复杂数学模型中，然后，计算机算法进行解析得到方程，从而生成一个行为与真实器官一样的虚拟器官。这种虚拟器官或身体系统可以在最初的药物和治疗评估中取代真人，使评估过程更快、更安全、更便宜。 /p p br/ /p p strong 4、空间计算——下一代的“大事件” /strong /p p br/ /p p 空间计算是将虚拟现实（VR）和增强现实（AR）应用程序整合在一起的物理和数字世界的下一个步骤。与VR和AR一样，它可以对通过云连接的对象进行数字化处理，使传感器和马达相互反应，并创建真实世界的数字表示形式。如今它又增加了空间映射功能，使计算机“协调器”可以跟踪和控制人在数字或物理世界中移动时物体的运动和交互。该技术将为工业、医疗、交通和家庭中的人机交互方式带来新的发展方向。 /p p br/ /p p strong 5、数字医学——更好地诊断和治疗疾病 /strong /p p br/ /p p 数字医学不会很快取代医生，但是监视病情或管理疗法的应用程序可以提高他们的护理水平，并为获得医疗服务机会有限的患者提供支持。许多智能手表已经可以检测出佩戴者的心律是否不规则，科学家正在研究类似可以帮助缓解患者呼吸障碍、抑郁、阿尔茨海默氏症等病症的工具。含有传感器的药丸也正在研发中，这些药丸将数据发送到应用程序，以帮助检测体温、胃出血和癌性DNA等。 /p p br/ /p p strong 6、电动航空——实现航空旅行脱碳 /strong /p p br/ /p p 电力推进将使航空旅行减少碳排放，大幅削减燃料成本并降低噪音。从空客(Airbus)到NASA，许多组织都在研究这一领域的技术，尽管长途电动飞行可能仍遥遥无期，并且存在成本和监管方面的障碍，但这一领域仍有大量投资。大约有170个电动飞机项目正在开发中，主要用于私人、公司和通勤旅行。 /p p br/ /p p strong 7、低碳水泥——帮助应对气候变化 /strong /p p br/ /p p 如今，全球每年生产约40亿吨水泥，而这一过程中燃烧化石燃料的排放量约占全球二氧化碳排放量的8％。随着未来30年城市化进程的加快，这一数字将增至50亿吨。研究人员和初创企业正在研究低碳方法，包括调整生产水泥过程中所用成分的平衡，采用碳捕获和存储技术以消除排放物，以及将水泥从混凝土中全部清除。 /p p br/ /p p strong 8、量子传感——让汽车“看见”拐角 /strong /p p br/ /p p 想象一下可以“看见”拐角处物体的自动驾驶汽车，或可以监视人的大脑活动的便携式扫描仪。量子传感可以使这些想象成为现实。量子传感器通过利用物质的量子性质，以极高的精确度进行操作，例如，将处于不同能量状态的电子之间的差异用作基本单位。这些系统大多数都是复杂且昂贵的，但是科学家正在开发更小、更实惠的设备，并将可能会开拓新的用途。 /p p br/ /p p strong 9、绿色氢气——填补可再生能源巨大空白 /strong /p p br/ /p p 氢气燃烧时，唯一的副产品是水，而当通过可再生能源进行电解制氢时，氢气就变成“绿色”无污染的了。今年早些时候，有人预测，到2050年，绿色氢能源行业的潜在市场规模可能接近12万亿美元。为什么？因为它可以通过帮助降低运输和制造业等部门的碳含量而在能源转型中发挥关键作用，而这些部门由于需要高能燃料而难以电气化。 /p p br/ /p p strong 10、全基因组合成——或将改变细胞工程 /strong /p p br/ /p p 设计基因序列所需技术的改进使打印越来越多的遗传物质和更广泛地改变基因组成为可能。这可以让人们深入了解病毒是如何传播的，或有助于生产疫苗和其他治疗方法。在未来，它可以帮助可持续地从生物质或废气中生产化学品、燃料或建筑材料。它甚至可以让科学家设计抗病原体的植物，或者让我们编写自己的基因组。这为遗传病的治疗打开了新大门。 /p p br/ /p p 世界经济论坛称，将通过其技术先锋社区和全球未来理事会网络等工作，支持并帮助推动这种对经济增长和社会未来福祉至关重要的创新。 /p p style=" text-align:right " br/ /p /div