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麻省理工選出的全球十大突破性技術(shù)!

國際視野
小杯6年前
麻省理工選出的全球十大突破性技術(shù)!

麻省理工選出的全球十大突破性技術(shù)!

#本文僅代表作者觀點(diǎn),不代表IPRdaily立場#


原標(biāo)題:MIT選出的“十大年度突破性技術(shù)”


《麻省理工科技評(píng)論》每年都會(huì)評(píng)選出當(dāng)年的“十大突破性技術(shù)”,這份在全球科技領(lǐng)域舉足輕重的榜單,曾精準(zhǔn)預(yù)測了腦機(jī)接口、智能手表、癌癥基因療法、深度學(xué)習(xí)等諸多熱門技術(shù)的崛起。本文主要介紹了今年《麻省理工科技評(píng)論》選出的全球十大突破性技術(shù)。


麻省理工選出的全球十大突破性技術(shù)!


正如比爾·蓋茨所說,看過這些突破性技術(shù)之后,你會(huì)覺得“美好的未來,值得我們?yōu)橹畩^斗”。


今年,《麻省理工科技評(píng)論》選出的全球十大突破性技術(shù)包括:


麻省理工選出的全球十大突破性技術(shù)!


1、靈巧機(jī)器人


重大意義:機(jī)器正在通過自我學(xué)習(xí)學(xué)會(huì)應(yīng)對(duì)這個(gè)現(xiàn)實(shí)世界。有朝一日,機(jī)器人學(xué)會(huì)應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界之際,正是它們真正解放人類雙手之時(shí)。


主要研究者:OpenAI(人工智能非營利組織)、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)、密歇根大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校


成熟期:3-5年


麻省理工選出的全球十大突破性技術(shù)!


機(jī)器取代人類工作的話題吹了這么多年,但目前工業(yè)機(jī)器人還是笨得要死。雖然機(jī)器人可以在裝配線上不厭其煩地重復(fù)著同一個(gè)動(dòng)作,同時(shí)還能保持超高的精度,但哪怕目標(biāo)物體被稍微移動(dòng)了一點(diǎn),或?qū)⑵涮鎿Q成不同的零件,都直接Game Over。


如今,機(jī)器人雖然還無法做到和人一樣,在看到物體后就明白如何拿起,但現(xiàn)在它可以在虛擬空間里反復(fù)訓(xùn)練,最終學(xué)會(huì)處理眼前的物體。


位于舊金山的非盈利組織 OpenAI 就推出了這樣一套 AI 系統(tǒng) Dactyl,并已成功操控一個(gè)機(jī)器手靈活地翻轉(zhuǎn)一塊魔方:



麻省理工選出的全球十大突破性技術(shù)!


這套神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件能夠通過強(qiáng)化學(xué)習(xí),讓機(jī)器人在模擬的環(huán)境中學(xué)會(huì)抓取并轉(zhuǎn)動(dòng)魔方后,再讓機(jī)器手進(jìn)行實(shí)際操作。開始時(shí),軟件會(huì)進(jìn)行隨機(jī)的嘗試,并在不斷地接近最終目標(biāo)的過程中,逐漸加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的連接。


現(xiàn)階段,讓機(jī)器人變得更加靈活還有很多困難。但如果研究人員能夠很好地利用這種學(xué)習(xí)方法,未來的機(jī)器人將有望能夠?qū)W會(huì)組裝電子產(chǎn)品、將餐具放到洗碗機(jī)、甚至是能夠?qū)⑴P床的人從床上扶起。


2、核能新浪潮


重大意義:先進(jìn)的核聚變和核裂變反應(yīng)堆正在變成現(xiàn)實(shí)。在減少碳排放和限制氣候變化的路上,核能的作用不可或缺。


主要研究者:陸地能源(Terrestrial Energy)、泰拉能源(TerraPower)、紐斯凱爾(NuScale)、通用核聚變(General Fusion)


成熟期:新型核裂變反應(yīng)堆到 2020 年代中期有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用;核聚變反應(yīng)堆仍需至少十年時(shí)間。


麻省理工選出的全球十大突破性技術(shù)!


這個(gè)東西多牛逼不用多解釋了吧?一旦我們成功突破核聚變,能源問題將得到一勞永逸的解決。這其中,我們中國也扮演著重要的角色。


在過去的一年中,新型核反應(yīng)堆發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,核能的使用將會(huì)變得更安全,成本也更低。新型反應(yīng)堆的發(fā)展包括:


  • 顛覆了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的第四代核裂變反應(yīng)堆

  • 小型模塊化反應(yīng)堆

  • 核聚變反應(yīng)堆的突破


第四代核裂變反應(yīng)堆的開發(fā)者,比如加拿大的 Terrestrial Energy 和總部位于華盛頓的泰拉能源(TerraPower),已經(jīng)開始與電力公司建立研發(fā)合作關(guān)系,力爭在 2020 年代之前實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電(這個(gè)估計(jì)可能有些樂觀)。


麻省理工選出的全球十大突破性技術(shù)!


3、早產(chǎn)預(yù)測


重大意義:每年有 1500 萬嬰兒過早出生,這是 5 歲以下兒童死亡的主要原因


主要研究者:Akna Dx


成熟期:可在 5 年內(nèi)進(jìn)入臨床測試。


借著早產(chǎn)預(yù)測,簡單的驗(yàn)血可以預(yù)測孕婦是否有過早分娩的風(fēng)險(xiǎn)。


在過去幾年中,研究人員開始通過從血液中檢測腫瘤細(xì)胞的 DNA,以及通過血液檢測對(duì)孕婦進(jìn)行唐氏綜合癥等疾病的產(chǎn)前篩查。這些檢測依賴于尋找 DNA 中的基因突變。另一方面,RNA 是調(diào)節(jié)基因表達(dá)的分子物質(zhì),能夠決定從基因中產(chǎn)生多少蛋白質(zhì)。


通過對(duì)母親血液中的自由漂浮的 RNA 進(jìn)行測序,篩選出與早產(chǎn)有關(guān)的七種基因表達(dá)的波動(dòng),可以識(shí)別可能過早分娩的女性。一旦警告,醫(yī)生可以采取措施避免早產(chǎn),并給予孩子更好的生存機(jī)會(huì)。


4、腸道顯微膠囊


重大意義:一種小型的、可吞咽的設(shè)備,不使用麻醉也可以捕捉到腸道的詳細(xì)圖像,嬰兒、兒童也適用。這一設(shè)備讓腸道疾病的探測和研究變得更為容易,其中包括使貧困地區(qū)的數(shù)百萬兒童發(fā)育不良的一種疾病。


主要研究者:麻省總醫(yī)院


成熟期:目前在成人體內(nèi)使用;嬰兒試驗(yàn)在今年進(jìn)行。


環(huán)境性腸功能障礙(EED)可能是你從未聽說過的花費(fèi)最高昂的疾病之一。以腸道發(fā)炎、腸道泄露和營養(yǎng)吸收不良為特征,這一疾病在貧窮國家廣泛傳播,這也是這些地區(qū)許多人營養(yǎng)不良、發(fā)育遲緩、未能達(dá)到正常身高的原因之一。


沒有人知道引起 EED 的具體原因是什么,也沒有人知道怎樣預(yù)防或治療這一疾病。切實(shí)可行的檢測手段迫在眉睫。目前唯一的辦法是:麻醉患者,并將內(nèi)窺鏡插入喉嚨。這種方法昂貴、不舒服,還不一定有用。


因此,麻省總醫(yī)院(MGH)的病理學(xué)家和工程師 Guillermo Tearney 研發(fā)了一種小型設(shè)備,這種設(shè)備能夠檢測 EED 的表現(xiàn)癥狀,甚至可以進(jìn)行組織活檢。與內(nèi)窺鏡不同,它在基礎(chǔ)保健檢測過程中應(yīng)用簡單。


麻省理工選出的全球十大突破性技術(shù)!


5、定制癌癥疫苗


重大意義: 通過識(shí)別各腫瘤的特異性突變,激發(fā)人體的天然防御能力,從而對(duì)癌細(xì)胞進(jìn)行針對(duì)性破壞。傳統(tǒng)化學(xué)療法對(duì)健康細(xì)胞有很大影響,而且對(duì)腫瘤的治療效果并不總是理想。


主要研究者:BioNTech 、Genentech


成熟期:已在臨床試驗(yàn)


目前,科學(xué)家正處于將首支個(gè)性定制疫苗商業(yè)化的關(guān)鍵時(shí)刻。如果效果真如預(yù)期的話,該疫苗就的確能夠通過腫瘤獨(dú)特的突變,觸發(fā)人體免疫系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行識(shí)別,從而有效地阻止多種癌癥的發(fā)生。


更重要的是,與傳統(tǒng)化學(xué)療法不同,疫苗是通過使用人體的天然防御系統(tǒng)來選擇性地破壞腫瘤細(xì)胞的,對(duì)健康細(xì)胞的損害較有限。


麻省理工選出的全球十大突破性技術(shù)!


6、人造肉漢堡


重大意義:實(shí)驗(yàn)室培育的人造肉和植物制成的素肉,能在不破壞環(huán)境的情況下接近真實(shí)肉類的味道和營養(yǎng)價(jià)值。人造肉的出現(xiàn),可以緩解畜牧業(yè)生產(chǎn)造成的毀滅性的森林砍伐、水污染和溫室氣體排放。


主要研究者:美國人造肉企業(yè)Beyond Meat


成熟期:目前已經(jīng)有成形的植物性素肉;2020年左右可研制成功實(shí)驗(yàn)室人造肉。


麻省理工選出的全球十大突破性技術(shù)!


根據(jù)聯(lián)合國的預(yù)測,世界人口數(shù)量將在 2050 年達(dá)到 98 億,人口富裕水平也會(huì)上升。但這于對(duì)氣候變化來說可不是什么好事——人類一旦脫貧致富,就往往要吃掉更多肉。


據(jù)預(yù)測,到 2050 年,人類吃掉的肉會(huì)比 2005 年多 70%。事實(shí)證明,飼養(yǎng)供人類食用的動(dòng)物,是對(duì)環(huán)境的最大傷害之一。根據(jù)動(dòng)物種類的不同,以西方工業(yè)化方法生產(chǎn)一磅肉類蛋白要比生產(chǎn)等量植物蛋白多用 4 到 25 倍的水,6 到 17 倍的土地,6 到 20 倍的化石燃料。


而問題在于,人肯定不會(huì)馬上就戒掉肉類。也就是說,實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人造肉和植物制成的素肉可能是抑制環(huán)境惡化的最好辦法。


實(shí)驗(yàn)室人造肉的過程,是從動(dòng)物身上提取肌肉組織,然后放入生物反應(yīng)器進(jìn)行培育。雖然最終成品的口感可能有待提高,但外形上已經(jīng)與我們正常吃的肉差不多了。


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7、捕獲二氧化碳


重大意義:實(shí)用且經(jīng)濟(jì)地從空氣中直接捕獲二氧化碳的方法,可以吸走超量排放的溫室氣體。從大氣中去除CO2可能是阻止災(zāi)難性的氣候變化最后的可行方法之一。


主要研究者:Carbon Engineering、Climeworks、Global Thermostat


成熟期:5到10年


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即使我們降低目前的二氧化碳排放速度,溫室氣體造成的變暖效應(yīng)依然會(huì)持續(xù)數(shù)千年之久。為防止氣溫攀升至危險(xiǎn)范圍,聯(lián)合國氣候變化委員會(huì)當(dāng)前得出的結(jié)論是,在本世紀(jì),全世界將需要從大氣中去除高達(dá) 1 萬億噸的二氧化碳。


如今,一種叫做直接空氣捕獲(Direct Air Capture,DAC)的方法,理論上可以將機(jī)器捕集二氧化碳的成本降低到每噸 100 美元以下。


8、可穿戴心電儀


重大意義: 隨著監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)和相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步,人們可以輕松通過可穿戴設(shè)備持續(xù)監(jiān)測自己的心臟健康??蓹z測心電圖的智能手表可以預(yù)警如心房顫動(dòng)等潛在的危及生命的心臟疾病。


主要研究者:蘋果、AliveCor、Withings


成熟期:現(xiàn)在


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手上有Apple Watch的富友,這個(gè)技術(shù)你比我更清楚啦~


心電監(jiān)測智能手表已經(jīng)問世,它具有可穿戴設(shè)備的便利性,并且能夠提供接近醫(yī)療設(shè)備的精度。硅谷初創(chuàng)公司 AliveCor 推出了一款與蘋果手表兼容的腕帶,該腕帶可以檢測出心房顫動(dòng),這是導(dǎo)致血栓和中風(fēng)的常見原因。


去年,蘋果發(fā)布了帶有心電圖 (ECG) 功能的 Apple Watch,并且該功能已經(jīng)通過 FDA 認(rèn)證。隨后,健康設(shè)備公司 Withings 也宣布計(jì)劃發(fā)布一款配有心電圖功能的手表?,F(xiàn)階段的可穿戴心電圖監(jiān)測設(shè)備仍然只有一個(gè)傳感器,而真正的心電圖設(shè)備則有 12 個(gè)傳感器。


麻省理工選出的全球十大突破性技術(shù)!


目前還沒有任何一種可穿戴設(shè)備能夠診斷心臟病,但這種情況可能很快就會(huì)迎來轉(zhuǎn)機(jī)。


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9、無下水道衛(wèi)生間


重大意義: 節(jié)能廁所可以在沒有下水道系統(tǒng)的情況下使用,并且可以就地分解糞便。23億人缺乏安全的衛(wèi)生設(shè)施,并許多人因此死亡。


主要研究者:杜克大學(xué)、南佛羅里達(dá)大學(xué)、Biomass Controls、加州理工學(xué)院


成熟期:1-2年


全球大約有 23 億人沒有良好的衛(wèi)生條件。由于缺乏衛(wèi)生的廁所,人們將糞便傾倒在附近的池塘和溪流中,這會(huì)傳播細(xì)菌、病毒和寄生蟲,從而導(dǎo)致腹瀉和霍亂。全世界每 9 名兒童中就有 1 名死于腹瀉。


現(xiàn)在,研究人員正在努力開發(fā)一種新型廁所,這種廁所對(duì)發(fā)展中國家來說也足夠便宜,不僅可以處理糞便,還可以對(duì)其進(jìn)行分解。2011 年,比爾·蓋茨提出重新發(fā)明廁所挑戰(zhàn),并設(shè)立了 X 大獎(jiǎng)。


自從挑戰(zhàn)開始以來,有幾個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將設(shè)計(jì)的廁所原型投入使用。所有的糞便都是就地處理的,不需要用大量的水把它們送到遙遠(yuǎn)的處理廠。


麻省理工選出的全球十大突破性技術(shù)!


所以,現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是如何讓這些廁所更便宜,更能適應(yīng)不同規(guī)模的社區(qū)。


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10、真·可以聊天的 AI 助手


重大意義:捕捉單詞之間語義關(guān)系的新技術(shù)正在使機(jī)器更好地理解自然語言。人工智能助手現(xiàn)在可以執(zhí)行基于對(duì)話的任務(wù),如預(yù)訂餐廳或協(xié)調(diào)行李托運(yùn),而不僅僅是服從簡單命令。


主要研究者:谷歌、阿里巴巴、亞馬遜


成熟期:1-2 年后


我們已經(jīng)習(xí)慣了人工智能助手——智能音箱的語音助手,Siri 在你的手機(jī)上為你定鬧鐘——但它們并沒有真正做到所謂的智能,還有點(diǎn)“弱智”。


但這一切正越來越好。OpenAI 、谷歌的團(tuán)隊(duì)正加速推進(jìn),你也可能聯(lián)想到,小米手機(jī)的AI已經(jīng)可以和你連續(xù)對(duì)話了,這都是進(jìn)步。


這些改進(jìn)加上更好的語音合成系統(tǒng),讓我們從簡單的向人工智能助手下指令轉(zhuǎn)向與它們交談。它們將能夠處理日?,嵤拢缱鰰?huì)議記錄、查找信息或網(wǎng)上購物。


在中國,很多人正在習(xí)慣阿里巴巴的小蜜,小蜜能通過電話幫你跟快遞小哥溝通,還可以與顧客討價(jià)還價(jià)。


來源:價(jià)值世界

作者:MIT科技評(píng)論

編輯:IPRdaily王穎          校對(duì):IPRdaily縱橫君



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