2019年全球十大突破性技術(shù)

李雨蒙

近日，《麻省理工科技評(píng)論》推出了2019 年的“全球十大突破性技術(shù)”榜單，今年與往年不同的是邀請(qǐng)比爾·蓋茨作為客座評(píng)選人，全程參與評(píng)選工作。

靈巧機(jī)器人?Robot dexterity

如果機(jī)器人能夠?qū)W會(huì)處理復(fù)雜的真實(shí)世界，那么它們就能完成更多的事情?，F(xiàn)在，舊金山的非盈利組織?OpenAI 就推出了一套AI系統(tǒng)Dactyl，并已經(jīng)成功操控一個(gè)機(jī)器手讓它靈活地翻轉(zhuǎn)一塊積木。這套神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)軟件能夠通過(guò)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)積木后，再讓機(jī)器手進(jìn)行實(shí)際操作。這套軟件開始時(shí)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(guò)程中逐漸加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的連接。

核能新浪潮?New wave nuclear power

先進(jìn)的核聚變和核裂變反應(yīng)堆正在慢慢走近現(xiàn)實(shí)。在過(guò)去的一年中，新型核反應(yīng)堆快速發(fā)展，核能的使用變得更加安全，成本也更低。新型反應(yīng)堆的發(fā)展包括：顛覆傳統(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，以及似乎永遠(yuǎn)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)的核聚變反應(yīng)堆。由于核聚變反應(yīng)堆不會(huì)出現(xiàn)堆芯熔毀，也不會(huì)產(chǎn)生衰變期長(zhǎng)、放射性高的核廢料，它所面臨的公眾抵制會(huì)比常規(guī)核反應(yīng)堆少很多。

早產(chǎn)預(yù)測(cè)Predicting preemies

一項(xiàng)簡(jiǎn)單的血液測(cè)試就可以預(yù)測(cè)孕婦是否有早產(chǎn)的危險(xiǎn)。人體的基因物質(zhì)大多存在于細(xì)胞之中，但是一小部分由垂死細(xì)胞釋放出無(wú)細(xì)胞DNA 和RNA（核糖核酸）也同時(shí)存在于我們的血液之中。新技術(shù)能夠更加簡(jiǎn)單的探測(cè)和排序少量血液中無(wú)細(xì)胞的基因物質(zhì)。通過(guò)排序母體血液中的自由體RNA，Quake能夠觀察到與早產(chǎn)有關(guān)的7個(gè)基因表達(dá)波動(dòng)情況，從而鑒定孕婦是否會(huì)出現(xiàn)早產(chǎn)。一旦發(fā)出早產(chǎn)警告，醫(yī)生就可以做出相應(yīng)措施避免或推遲早產(chǎn)，為胎兒贏得更好的出生時(shí)機(jī)。

腸道顯微膠囊Gut probe in a pill

微型、可吞咽的設(shè)備能夠在無(wú)麻醉的情況下，捕獲腸道內(nèi)的細(xì)節(jié)影像，嬰幼兒也可以使用。Tearney 的可吞咽膠囊裝有微型顯微鏡。它們被系在一個(gè)可彎曲、可供電和照明的線型導(dǎo)管上，將內(nèi)體的圖像傳至帶有監(jiān)視器的操作器內(nèi)。這枚藥丸可以被重復(fù)利用和消毒。Tearney包含多項(xiàng)技術(shù)，能夠以單細(xì)胞分辨率反映消化道的整體表面，或是捕獲幾毫米深的3D橫截畫面。

定制癌癥疫苗?Custom cancer vaccines

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。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。該疫苗就的確能夠通過(guò)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，進(jìn)而可以有效阻止多種癌癥的發(fā)生。更重要的是，與傳統(tǒng)化學(xué)療法不同，疫苗通過(guò)人體天然的防御系統(tǒng)來(lái)選擇性地破壞腫瘤細(xì)胞的，對(duì)健康細(xì)胞的損害很小。此外，在初始治療后，攻擊性免疫細(xì)胞將也會(huì)對(duì)游離的癌細(xì)胞保持警惕。

人造肉漢堡?The cow-free burger

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。實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人造肉和植物制成的素肉就可能是抑制環(huán)境惡化的最好辦法之一。人造肉是從動(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還需要進(jìn)一步改進(jìn)，但從外觀上來(lái)看，已經(jīng)與我們正常食用的肉差不多了。目前，荷蘭馬斯特里赫大學(xué)的研究人員正在努力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室人造肉的量產(chǎn)工作。

捕獲二氧化碳Carbon dioxide catcher

實(shí)際且經(jīng)濟(jì)捕獲二氧化碳的方式，可吸收過(guò)多的溫室氣體。即使我們減緩二氧化碳的排放，溫室氣體的溫室效應(yīng)同樣也會(huì)持續(xù)數(shù)千年的時(shí)間。哈佛大學(xué)氣候科學(xué)家David Keith經(jīng)過(guò)計(jì)算后，發(fā)現(xiàn)了一種稱為直接空氣捕獲（Direct Air Capture，DAC）的方法，理論上可以用機(jī)器將搜集二氧化碳的成本降至每噸?100 美元以下。直接從大氣中吸取?二氧化碳，是一種應(yīng)對(duì)氣候變化的高難度辦法，但我們已經(jīng)沒有太多的選擇了。

無(wú)下水道衛(wèi)生間Sanitation without sewers

節(jié)能廁所在沒有下水系統(tǒng)的情況下依然能夠運(yùn)行處理排泄物。由于缺少廁所，造成的細(xì)菌傳播，疾病的傳染，使得全球有1/9的兒童死瘧疾、霍亂等疾病。目前南佛羅里達(dá)大學(xué)的研究人員正在研究一款新型廁所-New Generator，這種廁所可以利用厭氧膜過(guò)濾和分解污染物。而另一家公司則是將排泄物加熱轉(zhuǎn)化為含碳物質(zhì)，作為土壤肥料。?而接下來(lái)的挑戰(zhàn)就是研究出適應(yīng)不同規(guī)模社區(qū)的無(wú)下水道廁所。

流暢對(duì)話AI助理

最近的AI研究取得了飛速的進(jìn)步，研究者們正在不斷擴(kuò)展數(shù)字AI的功能。目前這些技術(shù)發(fā)展與語(yǔ)言功能相結(jié)合，讓我們從給予AI助手簡(jiǎn)單的指令，發(fā)展到能與他們進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)話。它們將處理我們?nèi)粘５纳罴?xì)節(jié)，比如會(huì)議記錄，查詢信息，或是網(wǎng)上購(gòu)物，現(xiàn)在一些公司已經(jīng)推出了這樣的技術(shù)，比如谷歌的duplex， 谷歌仿人類的升級(jí)版助手，它們能接聽你的電話顯示出垃圾騷擾電話和電話推銷，為你打電話預(yù)定餐廳或做頭發(fā)。

可穿戴心電儀?An ECG on your wrist

人們可以更方便地通過(guò)可穿戴設(shè)備持續(xù)監(jiān)測(cè)自己的心臟健康狀況。近年來(lái)，隨著監(jiān)管部門新法規(guī)的出臺(tái)，有關(guān)心臟監(jiān)測(cè)的可穿戴設(shè)備陸續(xù)問(wèn)世。硅谷AliveCor公司最近就推出了一款與蘋果兼容的腕表可以監(jiān)測(cè)出心房顫動(dòng)的情況，同時(shí)也能判斷出導(dǎo)致血栓和中風(fēng)的可能性。這類可穿戴技術(shù)方便醫(yī)生在病人心臟病或中風(fēng)發(fā)作之前，依靠裝置傳輸?shù)男畔ⅲ湍軌蚺袛喑鲂呐K的異常，幫助病人即使就診甚至挽救生命。

編譯自《麻省理工科技評(píng)論》

（責(zé)任編輯?姜懿翀）