會(huì)改變世界的８項(xiàng)技術(shù)

生物互動(dòng)材料（Biointeractive Materials）

設(shè)想：為生物研制出高科技傳感器。

挑戰(zhàn)：必須研制出安全有效的控制裝置。

生物傳感器將小到可留存在人體、動(dòng)物和作物體上或體內(nèi)。它們可監(jiān)控宿主的健康狀況，甚至可在宿主出現(xiàn)疾病時(shí)對(duì)其進(jìn)行治療。一些生物互動(dòng)材料已經(jīng)出現(xiàn)。紐約Sensatex公司研制的智能襯衫將生物傳感器與布料合二為一，用于監(jiān)控人體的重要信號(hào)如心率和體溫，并通過(guò)無(wú)線電收發(fā)機(jī)將相關(guān)數(shù)據(jù)傳給便攜式電腦。在美國(guó)陸軍資助的麻省理工學(xué)院軍用納米技術(shù)研究所，科學(xué)家們正在研制一種會(huì)變色的“作戰(zhàn)服”，它可為蒼蠅提供偽裝，或測(cè)試是否遭到生化武器的襲擊。最終，生物互動(dòng)材料也可用在人體內(nèi)。已有好幾家公司正在準(zhǔn)備進(jìn)行納米晶體的臨床試驗(yàn)。這種晶體材料能合成人造骨，在遇到嚴(yán)重骨折時(shí)，可用這些晶體材料作為骨骼“螺絲釘”，對(duì)受損的骨頭進(jìn)行修復(fù)。

可生產(chǎn)生物燃料的植物

設(shè)想：由轉(zhuǎn)基因作物生產(chǎn)出取代石油的燃料。

挑戰(zhàn)：提高生物燃料作物的產(chǎn)量，控制生物燃料種植造成的環(huán)境緊張，對(duì)礦物燃料基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更新改造。

乙醇、甲醇、生物柴油及其他從農(nóng)作物中提取的燃料可減少污染并消除對(duì)國(guó)外石油的依賴。目前，大多數(shù)生物燃料都是從儲(chǔ)存在玉米中的糖分提取出來(lái)的低產(chǎn)量乙醇。與此類似的是，甲醇在燃燒時(shí)吸收的能量幾乎與其釋放的一樣多。然而，高產(chǎn)量的生物燃料作物可能會(huì)引發(fā)新的危機(jī)。轉(zhuǎn)基因作物可能會(huì)演變?yōu)轭愃埔案鹉菢拥某?jí)雜草。而且，大范圍培植生物燃料也可能耗盡其他資源，如地下水。今天的石油戰(zhàn)爭(zhēng)可能會(huì)演化為明天的水戰(zhàn)爭(zhēng)。

仿生技術(shù)

設(shè)想：研制可替代喪失的或傷殘的人體器官。

挑戰(zhàn)：必須研制出更小、供電時(shí)間更長(zhǎng)的供電儀器，并制造出可安全植入體內(nèi)的微型芯片。

第一代仿生設(shè)備，如起搏器、可植入的除纖顫器及助聽(tīng)器改善了成千上萬(wàn)人的生活。利用下一代仿生技術(shù)，人們可制造出精密復(fù)雜的假肢甚至人造器官。如，仿生手臂可由柔韌性好、具有導(dǎo)電性能的塑料制成，它們能直接接受大腦傳出的指令。在新墨西哥大學(xué)，研究人員已用聚合肌裝配出能踩自行車的骨架。他們希望，最終能研制出極靈巧的假手，使截肢者能學(xué)會(huì)彈奏或表演鋼琴。另外，為了滿足人們對(duì)仿生設(shè)備的巨大需求，一家名為“高級(jí)仿生技術(shù)”的公司將在兩年之內(nèi)推出一種能在晚上通過(guò)皮膚充電的可植入式助聽(tīng)器。

意念電子（Cognitronics）

設(shè)想：研制電腦輔助的意念遙感器。

挑戰(zhàn)：要研制出可移動(dòng)的、可靠的電腦與人腦之間的連接器。

“意念電子”這個(gè)術(shù)語(yǔ)聽(tīng)起來(lái)有些新奇。在好萊塢一些科幻片中，會(huì)有這樣的情節(jié)：給電腦加載意識(shí)，使任何人都能獲得知識(shí)。目前，將大腦與電腦連在一起的研究仍處于初級(jí)階段，但還是能做到。比如，當(dāng)一名患者在腦中想到要移動(dòng)一條癱瘓的腿時(shí)，放置在其大腦中的探針就能將大腦脈沖轉(zhuǎn)換為能移動(dòng)電腦光標(biāo)的命令。意識(shí)電子的這種初步應(yīng)用能幫助殘疾人恢復(fù)基本的技能。然而，隨著傳感器越來(lái)越精密，電腦輔助的意識(shí)遙感還是有可能實(shí)現(xiàn)的。屆時(shí)，只要在大腦中意念一下，你就能開(kāi)燈、關(guān)燈、把電視聲音關(guān)掉，或者駕駛汽車了。

基因分類（Genotyping）

設(shè)想：根據(jù)人們的基因?qū)θ诉M(jìn)行分類。

挑戰(zhàn)：要解開(kāi)人類基因組秘密。

基因分類就是要找出DNA，人類的遺傳密碼，以及使人們各不相同的特性之間的聯(lián)系?；镜幕蚪M，也就是所有人都有的DNA圖譜已經(jīng)被繪制出來(lái)?，F(xiàn)在要做的是要了解每個(gè)基因?qū)嶋H上都是干什么的。其后，研究人員將能查出決定人的體格特征、壽命以及易患疾病的基因。

組合科學(xué)（Combinatorial Science）

設(shè)想：將統(tǒng)計(jì)分析與巨大的運(yùn)算能力結(jié)合在一起，縮短研發(fā)時(shí)間。

挑戰(zhàn)：要研發(fā)出能管理巨額數(shù)據(jù)的工具。

組合科學(xué)是一種科學(xué)方法，而不僅僅是一門學(xué)科，它將使傳統(tǒng)科學(xué)發(fā)生翻天覆地的變化。研究人員不必再用假定來(lái)檢測(cè)理論，而是用功能強(qiáng)大的電腦對(duì)無(wú)數(shù)的方案進(jìn)行篩選，從而確定出可能產(chǎn)生積極結(jié)果的方案。隨著運(yùn)算能力的提高，組合科學(xué)在科研中將大顯身手。

分子生產(chǎn)（Molecular Manufacturing）

設(shè)想：利用原子建造復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

挑戰(zhàn)：要發(fā)明出能控制原子的分子機(jī)器。

分子制造技術(shù)的目標(biāo)非常古老，就是要?jiǎng)?chuàng)造出任何不存在的東西。部分研究人員相信，開(kāi)始進(jìn)行分子制造的最佳途徑是要研制出能自我復(fù)制的分子般大小的裝配器。這種微型機(jī)器人將能用原子組裝出物理學(xué)規(guī)則允許的任何材料。盡管科學(xué)家們已能將單個(gè)原子排列在一個(gè)平面上，但迄今還無(wú)人能將它們裝在一起。碳納米管使人們看到了分子制造材料的希望。碳納米管的管壁僅有10個(gè)原子厚，但用它們制成的材料的硬度卻相當(dāng)于鋼的50至100倍?