權威發(fā)布! 2019年影響全人類的十大突破性技術!

laoyu2012 2019-04-11

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撰稿 Alice

2019年

MIT Technology Review邀請比爾蓋茨參評

選出了今年十大突破性技術成果

撥開那些高大上的專有名詞

趕快一起來看看科技領域都有哪些矚目突破

對我們日常生活又將產(chǎn)生哪些影響呢？

2019年十大突破性成果

1.定制癌癥疫苗Custom cancer vaccines

癌癥治療中，傳統(tǒng)化學療法雖然可以殺死癌細胞，但眾所周知對健康細胞也會造成嚴重影響，而且對抗腫瘤時也并不是總能有效。這就促使很多醫(yī)生學者努力研發(fā)更加具有針對性的抗癌方式。

定制的癌癥疫苗可以通過識別每個腫瘤的獨特突變，來激發(fā)人體自然防御系統(tǒng)精準打擊癌細胞。也就是說，這種疫苗不同于傳統(tǒng)對細胞無差別攻擊的化學療法，它可以有選擇地準確破壞腫瘤細胞而不傷害健康細胞。

更棒的是，初始治療階段之后，攻擊性免疫細胞對擴散游離的癌細胞也會非常警覺了。

關鍵研究機構：

BioNTech、Genentech

研究現(xiàn)狀：

人類臨床試驗階段

2.早產(chǎn)預測（Predicting preemies）

據(jù)統(tǒng)計，2017年美國早產(chǎn)率達到9.93%，每年有1500萬嬰兒早產(chǎn)。早產(chǎn)已經(jīng)成為五歲以下兒童死亡的主要原因。但其實通過簡單的驗血就可以分辨孕媽媽是否有早產(chǎn)風險。

人類遺傳物質主要存在于細胞內，但少量“無細胞”DNA和RNA也游離在血液中。在孕婦體內，這些無細胞物質混合了胎兒、胎盤及母親的核酸。

現(xiàn)代技術已經(jīng)更容易檢測到血液中游離的這些少量“無細胞”物質了?？茖W家們研究發(fā)現(xiàn)這些物質中有七個基因表達波動與早產(chǎn)相關。這樣一來醫(yī)生們通過簡單的驗血就能識別有早產(chǎn)風險的孕婦，從而提前采取相關措施確保小寶寶們都能按時足月生產(chǎn)。

關鍵研究機構：

Akna Dx

研究現(xiàn)狀：

5年內可進入臨床試驗階段

3.腸道探測膠囊（Gut probe in a pill）

腸胃等消化系統(tǒng)不好的人到醫(yī)院接受檢查最怕的大概就是恐怖的胃鏡、腸鏡了。禁食，麻醉，各種折騰痛苦不堪，而且在貧窮落后地區(qū)無法普及。如果能有更加舒適便捷的檢測方式，無疑會是這些患者最大的福音。

世界上貧窮國家就普遍存在一種環(huán)境腸道功能障礙（EED），會導致營養(yǎng)不良，發(fā)育遲緩，達不到正常身高，數(shù)百萬兒童飽受折磨，但目前確切病因及預防治療手段都并不明確。這就需要醫(yī)護人員們及時檢測觀察，確定干預治療的時機。現(xiàn)行檢測方式是插入喉管的內窺鏡，但這種方法又貴又不舒服，可以說是基本無法普及。

經(jīng)過不懈努力，科學家研發(fā)出了無需麻醉即可獲得腸道詳細圖像的小型可吞咽探測膠囊，其中包含微型顯微鏡，附著在自帶光源和電源的繩索結構上，醫(yī)務人員可在完成檢測后將其拉出，消毒并重復利用。

尤其值得一提的是嬰幼兒也可以使用。這樣一來腸道疾病的檢查就變得更為容易，除了腸道圖像外，還可檢測出血點、PH值等重要信息。對嬰幼兒和貧窮國家的腸道健康檢查具有重要意義。

關鍵研究機構：

Massachusetts General Hospital

研究現(xiàn)狀：

目前應用于成年人，2019年開始嬰兒測試

4.人造肉漢堡（The cow-free burger）

好吃的肉類食物喂飽了現(xiàn)代人的同時，也因畜牧業(yè)發(fā)展帶來了災難性的森林砍伐、水污染以及溫室氣體排放等問題。如何滿足人類口腹之欲的同時兼顧環(huán)保成為了科學家們面臨的課題。

植物基替代素肉和實驗室培育人造肉，都可以在味道和營養(yǎng)價值接近真實肉類的前提下，緩解畜牧業(yè)對環(huán)境的負面影響。

植物基素肉還可能在未來造福因“吃肉”引發(fā)的各種高血壓膽固醇結石等疾病。實驗室人造肉從動物身上提取肌肉組織并在生物反應器中培育。盡管科學家們還在口味方面努力著，但已經(jīng)非常接近動物肉類了。

不可否認的是，最新世界經(jīng)濟論壇報告顯示這種人造肉的溫室氣體排放量比真肉也僅少了7%而已。

但比爾蓋茨投資的Beyond Meat和Impossible Foods兩家公司，用豌豆蛋白、大豆、小麥、馬鈴薯和植物油研發(fā)的植物型肉類，其溫室氣體排放量比傳統(tǒng)肉類少90%。

關鍵研究機構：

Beyond Meat、Impossible Foods

研究現(xiàn)狀：

目前為植物基替代素肉，預計2020年可見實驗室培育人造肉

5.無下水道衛(wèi)生間（Sanitation without sewers）

全世界有23億人口缺乏安全的基礎衛(wèi)生設施，他們不得不在溪流、池塘等地排泄，引發(fā)細菌、病毒、寄生蟲的傳播，許多人因其導致的疾病死亡。腹瀉導致世界九分之一的兒童死亡。但短期內大規(guī)模低成本地普及管道衛(wèi)生設施也并不現(xiàn)實。

節(jié)能廁所可以在沒有下水道的環(huán)境內運行并就地處理排泄物。這種新型廉價節(jié)能廁所大多都是獨立的，不需要下水道系統(tǒng)，利用厭氧膜過濾包括細菌、病毒在內的污染物，而后加熱廢棄物生成富含碳的物質來肥沃土壤。目前唯一面臨的挑戰(zhàn)是這種廁所的使用規(guī)模問題。

關鍵研究機構：

Duke University、University of South Florida、Biomass Controls、California Institute of Technology

研究現(xiàn)狀：

1-2年內可面世

6.可穿戴心電儀（An ECG on your wrist）

可穿戴檢測設備已經(jīng)不能算是什么新生事物啦，Apple Watch等已經(jīng)非常普及。但是這些設備對人體的檢測其實都還處于基礎階段，他們并不屬于正式意義上的醫(yī)療設備。

激烈運動和腕帶松緊都可能影響監(jiān)測結果，而且目前的設備只是一個傳感器，并且不能檢測到正在發(fā)生的心臟病。但目前用于中風或心臟病發(fā)作診斷的心電圖還是必須到醫(yī)院就診，人們常常無法及時接受治療，也就耽誤了寶貴的最佳救治時間。

硅谷創(chuàng)業(yè)公司AliveCor一款與蘋果手表兼容的產(chǎn)品可以監(jiān)測到房顫，這是血栓和中風的常見原因，已于2017年在FDA獲批。2018年秋季AliveCor向美國心臟協(xié)會提交新的應用程序，已經(jīng)可以檢測特定類型心臟病發(fā)作。

關鍵研究機構：

Apple、AliveCor、Withings

研究現(xiàn)狀：

初步應用

7.流利對話AI助手（Smooth-talking AI assistants）

AI語音助手也是“至今已覺不新鮮”，各大科技公司紛紛出招誓要占領市場先機。目前這些語音助手已經(jīng)可以勝任特定場景對話任務，比如訂餐、協(xié)調包裹、播放音樂、設定鬧鐘等，但智能程度遠遠不夠，僅能執(zhí)行簡單指令，而且誤差還不小。

目前的發(fā)展就是要使AI語音助手可以更好地理解更復雜場景下的自然語言?？萍及l(fā)展正在努力逐步捕捉單詞間的語義關系，使機器能夠更準確地理解自然語言，一旦跨過這一障礙，AI語言助手就可能從單純的后勤協(xié)調角色，搖身變成保姆、老師，甚至朋友（...也有一絲可悲？）。

關鍵研究機構：

谷歌、阿里巴巴、亞馬遜

研究現(xiàn)狀：

1-2年內面世

8.靈敏機器人（Robot dexterity）

的確，現(xiàn)在機器已經(jīng)可以不知疲倦地以驚人精度速度在流水線工作，但應用場景其實非常局限，復雜多變情況下機器都會顯得很笨拙。

如果機器人可以應對現(xiàn)實世界的混亂，那么就可以勝任更多任務。

現(xiàn)在的機器人正在自己教自己應對現(xiàn)實世界，發(fā)展方向是讓他們通過更具隨機性的虛擬試驗，以及在錯誤中自我學習來操縱物體，例如用手指翻轉積木等。初步的目標是讓機器人組裝小工具、洗碗機，甚至幫奶奶起床等。

關鍵研究機構：

OpenAI、Carnegie Mellon University、University of Michigan、UC Berkeley

研究現(xiàn)狀：

3-5年內面世

9.二氧化碳捕手（Carbon dioxide catcher）

現(xiàn)在相信大家已經(jīng)都知道大氣中日益增加的二氧化碳含量是全球變暖的罪魁禍首之一，那么阻止氣候災難性惡化最直接的方法大概就是減少空氣中二氧化碳的含量。

但即使現(xiàn)在開始減緩二氧化碳的排放，溫室氣體的變暖效應也會持續(xù)數(shù)千年。

聯(lián)合國氣候小組得出結論：本世紀大氣中需清除多達1萬億噸二氧化碳。因此單純減排不夠的，還需要捕獲大氣中現(xiàn)有的二氧化碳。但現(xiàn)行吸收二氧化碳的成本最低也要每噸100美元左右。

捕獲到了二氧化碳如何處理也是個問題，目前科技可以以其作為關鍵成分來提高其合成燃料產(chǎn)量，或者賣給飲料行業(yè)。最終目的是鎖定大氣中二氧化碳在合理范圍，可能嵌套在碳纖維、聚合物，或混凝土等產(chǎn)品中，埋在地下等，雖然成本高難度大，而且目前又看不到商業(yè)模式，但人類別無選擇。

關鍵研究機構：

Carbon Engineering、Climeworks、Global Thermostat

研究現(xiàn)狀：

5-10年內面世

10.新浪潮核能（New-wave nuclear power）

先進的核聚變、裂變反應堆正在走進現(xiàn)實，為人類提供更安全、便宜、環(huán)保的能源。

第四代裂變反應堆、小型模塊化反應堆、聚變反應堆等新的核能技術有望使這種供能方式更加安全、低價，并且降低環(huán)境、金融方面的風險。

而且新核能是很好的發(fā)展方向，因為它既不會融毀，也不會產(chǎn)生不可分解的廢棄物，因此預計也會比傳統(tǒng)核能受到更少的公眾反對。

關鍵研究機構：

Terrestrial Energy、Commonwealth Fusion Systems、TerraPower、NuScale

研究現(xiàn)狀：

樂觀看法是2020年前實現(xiàn)供能，多數(shù)人認為至少2030年前不會有成熟技術投入使用，但逐步在取得進展。