這些將是2020年最偉大的發(fā)明

周周

每隔幾年，就會(huì)出現(xiàn)一些新技術(shù)來(lái)顛覆人們所知道的一切?；ヂ?lián)網(wǎng)、社交媒體、流媒體視頻、智能手機(jī)和其他幾十種創(chuàng)新已經(jīng)改變了我們?nèi)粘Ｉ钪械脑S多方面，從人們的溝通方式到工作方式，甚至娛樂方式。

人類文明的偉大之處在于，技術(shù)永遠(yuǎn)不會(huì)停止前進(jìn)。我們都期待著移形換位、機(jī)器人管家、太空度假、時(shí)光旅行等技術(shù)的出現(xiàn)。但所有這些都需要時(shí)間，所以我們必須密切關(guān)注，在等待的過(guò)程中，我們最終會(huì)走到那一步。沒有人能預(yù)測(cè)未來(lái)，但總會(huì)有一些新技術(shù)的出現(xiàn)，使事情發(fā)生更大的變化。

5G網(wǎng)絡(luò)將把互聯(lián)網(wǎng)帶到世界各地

你可能已經(jīng)看過(guò)有關(guān)5G手機(jī)的廣告。AT&T（美國(guó)電話電報(bào)公司）和Verizon（美國(guó)威瑞森公司）都在體育場(chǎng)館等公共場(chǎng)所設(shè)立了小型接入點(diǎn)，以展示即將推出的產(chǎn)品，但這只是冰山一角。目前，5G的范圍不廣，這就是為什么它只能在小范圍內(nèi)使用的原因，但情況并非總是如此。

據(jù)《計(jì)算機(jī)世界》報(bào)道，目前的5G使用毫米波技術(shù)，它的頻率最高，但范圍最小，這就是為什么它目前只能覆蓋美國(guó)橄欖球聯(lián)盟體育場(chǎng)的部分區(qū)域的原因。不過(guò)，這一情況將會(huì)改變，因?yàn)榈皖l段服務(wù)也即將推出，雖然速度不會(huì)那么快，但它的覆蓋范圍會(huì)更廣，而且速度仍將遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于目前的4GLTE標(biāo)準(zhǔn)。

不過(guò)，5G最令人興奮的地方在于，它不僅適用于手機(jī)，還是一項(xiàng)全面的寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，這意味著你將能夠隨身攜帶5G，它不再是一項(xiàng)移動(dòng)設(shè)備服務(wù)和一項(xiàng)家庭互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。這也意味著你將更少地依賴wi-fi（無(wú)線上網(wǎng)技術(shù)），更多地使用具有專用連接的設(shè)備。不過(guò)，最重要的是，目前無(wú)法在家中使用寬帶的部分美國(guó)人可能會(huì)被5G無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)覆蓋。

“智能針”可在瞬間發(fā)現(xiàn)癌癥

盡管科學(xué)家一直在努力治愈癌癥，但仍有許多里程碑需要跨越。目前，大多數(shù)癌癥直到出了問題才被發(fā)現(xiàn)。如果你有特定癌癥的家族史，你的醫(yī)生可能會(huì)偶爾對(duì)你進(jìn)行檢查。如果確實(shí)出現(xiàn)癥狀，你通常需要接受切片檢查，然后送到實(shí)驗(yàn)室，幸運(yùn)的話，一周后你會(huì)聽到一些反饋。

但如果有更好的方法呢？這就是“智能針”讓人期待的原因。據(jù)《醫(yī)學(xué)快報(bào)》報(bào)道，癌變組織和健康組織對(duì)光線的折射是不同的?！爸悄茚槨钡墓ぷ鞣绞绞菍⒐饫w光照射到相關(guān)組織上，然后“智能針”可以快速計(jì)算光的散射，這有助于它確定組織是生病了還是健康的。這只需要幾秒鐘，而且不需要進(jìn)行痛苦的手術(shù)。

最重要的是，“智能針”可能在總體上降低醫(yī)療成本。手術(shù)和實(shí)驗(yàn)室的費(fèi)用是昂貴的，可能需要大量的提前計(jì)劃。通過(guò)立即發(fā)現(xiàn)癌癥，醫(yī)生可以更快地制定治療計(jì)劃，而且越早發(fā)現(xiàn)越好。它還可能使癌癥篩查更加常規(guī)，在癌癥變得更加難以治療之前就發(fā)現(xiàn)更多的癌癥病例。

電動(dòng)汽車的電池只會(huì)越來(lái)越好

電動(dòng)汽車正在變得越來(lái)越有可能取代標(biāo)準(zhǔn)汽車，但是目前，阻礙電動(dòng)汽車發(fā)展的最大障礙之一是電池。如今，典型的電動(dòng)汽車的行駛里程只有241公里至499公里，充電需要一個(gè)多小時(shí)。一旦你的車沒電了，你可能就得等著充電。

但兩項(xiàng)新的創(chuàng)新正在進(jìn)行中。首先，一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)將長(zhǎng)時(shí)間充電的時(shí)間縮短到了10分鐘。它的工作原理是在充電時(shí)提高電池的溫度，研究人員發(fā)現(xiàn)，這種現(xiàn)象使得充電反應(yīng)發(fā)生的速度比以前快，車子能跑更遠(yuǎn)。最重要的是，根據(jù)《科學(xué)》雜志的報(bào)道，這根本不會(huì)降低電池的壽命。

與此同時(shí)，據(jù)悉，瑞士能源技術(shù)公司聲稱，他們已經(jīng)研發(fā)出一種新型電動(dòng)汽車電池，一次充電可以行駛966公里。這比一般的化石燃料汽車加兩罐油還多。也有一些持懷疑態(tài)度的人，因?yàn)楠?dú)立的研究人員和評(píng)論家還沒有看到電池本身。盡管如此，制造更高效、容量更大的電池的競(jìng)賽仍在進(jìn)行，電動(dòng)汽車電池會(huì)越來(lái)越好。

智能食品標(biāo)簽將減少食品浪費(fèi)

大多數(shù)食品都有方便的標(biāo)簽，可以告訴你有效期。如果你的花生醬的“最佳食用日期”在上周，你會(huì)把它扔掉，對(duì)嗎？但也許你不需要這么做。據(jù)報(bào)道，食品的有效期通常會(huì)被設(shè)定得過(guò)于保守，以減少雜貨店的責(zé)任，略微過(guò)期并不意味著食品實(shí)際上已經(jīng)變質(zhì)了，不加思索就丟棄會(huì)造成大量不必要的食品浪費(fèi)。

分步使用智能標(biāo)簽。這些標(biāo)簽和現(xiàn)在包裝食品上的標(biāo)簽很像，但是更加智能。這些標(biāo)簽不僅可以打印出一個(gè)估計(jì)的最佳截止日期，還可以檢測(cè)病菌的存在或食品變質(zhì)的時(shí)間。例如，可以將檢測(cè)沙門氏菌或其他食源性疾病致病因子的智能標(biāo)簽粘貼到肉類食品的包裝上，如果檢測(cè)到任何危險(xiǎn)，它將變色。還有一些基于時(shí)間的標(biāo)簽正在開發(fā)中。

最重要的是，這些標(biāo)簽將使追蹤受污染的產(chǎn)品變得更容易，并使消費(fèi)者更容易知道他們的食品受到了污染，并決定是否處理掉，只要檢查一下食品的標(biāo)簽，就可以不用大規(guī)模召回特定區(qū)域或特定日期生產(chǎn)的所有食品。如果標(biāo)簽沒有變色，則可以放心食用。

神經(jīng)接口將使我們的大腦連接到計(jì)算機(jī)

雖然計(jì)算機(jī)和人腦都是靠電信號(hào)運(yùn)行的，但兩者并不兼容。科學(xué)一直在努力通過(guò)一種稱為“神經(jīng)接口”的技術(shù)，彌合兩者之間的鴻溝。如果人類能夠弄清楚這一點(diǎn)，那么就有可能做到像查看記憶這樣的事情，甚至可能將某人的大腦完全下載到計(jì)算機(jī)上，對(duì)大腦的理解也能得到質(zhì)的飛躍。

多虧了企業(yè)家埃隆·馬斯克的“神經(jīng)鏈接”，人們可能很快就能開始使用它。據(jù)報(bào)道，“神經(jīng)鏈接”正在開發(fā)一種新的“神經(jīng)接口”，它使用微小的柔性連接，而不是過(guò)去的接口中使用的僵硬的螺紋，因?yàn)檫@些接口會(huì)影響大腦在頭骨內(nèi)的自然移動(dòng)。這些微米級(jí)的電線非常柔軟且柔韌，實(shí)際上，“神經(jīng)鏈接”甚至發(fā)明了專門用于植入該設(shè)備的神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人。雖然該設(shè)備目前的設(shè)計(jì)是有線的，但“神經(jīng)鏈接”還在研究佩戴在耳朵后面的無(wú)線發(fā)射器，它可以收集所有數(shù)據(jù)，甚至可以與計(jì)劃中的iPhone應(yīng)用程序接口。

馬斯克聲稱已經(jīng)用這項(xiàng)技術(shù)讓一只猴子控制了一臺(tái)計(jì)算機(jī)，據(jù)《科技資訊網(wǎng)》報(bào)道，“神經(jīng)鏈接”計(jì)劃在2020年對(duì)一位截癱患者進(jìn)行首次人體試驗(yàn)，前提是他們獲得美國(guó)食品和藥物管理局的批準(zhǔn)。如果成功，這將標(biāo)志著“神經(jīng)接口”的巨大飛躍。

人們將在虛擬現(xiàn)實(shí)中感受事物

在過(guò)去10年里，虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）引起了極大的轟動(dòng)，但事情將變得更有趣，因?yàn)槲覀儗碛杏|摸和感受計(jì)算機(jī)生成圖像中的事物的能力。雖然過(guò)去曾嘗試過(guò)這類實(shí)驗(yàn)，但往往耗電量非常大，因此需要安裝大型電池。

但是，現(xiàn)在，新技術(shù)正在使觸覺“皮膚”變得更薄并且所需的電量更少。其中一種技術(shù)是由西北大學(xué)的約翰·羅杰斯和他的團(tuán)隊(duì)開發(fā)的。他們的皮膚使用細(xì)而薄的光盤來(lái)產(chǎn)生振動(dòng)，而不是像游戲控制器或手機(jī)那樣使用更大的驅(qū)動(dòng)器，后者消耗的電量更多。更重要的是，據(jù)《科學(xué)美國(guó)人》報(bào)道，它們足夠薄，可以使用近場(chǎng)技術(shù)充電，這意味著對(duì)大型電池的依賴更少。

同時(shí)，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員開發(fā)出了他們自己的觸覺皮膚，使用的是氣動(dòng)制動(dòng)器，只需一牛頓的力就可以提供非常微妙的觸覺反饋。并不是僅有這兩組人在研究這個(gè)，所以很可能會(huì)有觸覺反饋補(bǔ)丁一直延伸到手套等服飾，甚至有一天，整個(gè)第二層皮膚都可以被穿起來(lái)。

塑料可能會(huì)重新變成燃料

眾所周知，塑料是不可生物降解的，是人類產(chǎn)生的最大廢品之一。塑料堆積得如此之快，它淹沒了我們的垃圾填埋場(chǎng)和海洋。塑料回收確實(shí)存在，但它的功效是存疑的，而且往往很昂貴，也不是所有類型的塑料都可以回收。人們也在努力開發(fā)處理塑料的新方法，比如培養(yǎng)可以消化塑料的細(xì)菌。

但是通常由石油和其他化石燃料制成的塑料可能在不久的將來(lái)會(huì)有另一條有用的使用途徑。據(jù)澳大利亞廣播公司報(bào)道，由于世界上的化石燃料持續(xù)被消耗，Licella纖維燃料有限公司的科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出了“催化水熱反應(yīng)器”（Cat-HTR）。這個(gè)反應(yīng)器利用熱量、壓力和水將塑料還原成更基本的元素，也就是最初用來(lái)制造塑料的油。雖然對(duì)未來(lái)最好的設(shè)想是最終完全不依賴石油，但如果在替代能源得到充分開發(fā)之前，人類的石油即將耗盡，那么Cat-HTR可能會(huì)有所幫助。

最重要的是，Cat-HTR可以將任何種類的塑料變成油，而不需要分揀。此外，塑料可以反復(fù)循環(huán)再利用，這是目前大多數(shù)循環(huán)利用塑料無(wú)法做到的。

3D生物打印技術(shù)離我們?cè)絹?lái)越近

為人們尋找新器官是一個(gè)昂貴而漫長(zhǎng)的過(guò)程。患者依靠捐贈(zèng)者提供其器官，這些器官被移植到病人身上。然后，患者需要終生服用抗排斥的反應(yīng)免疫抑制劑。但3D生物打印技術(shù)有望改變這一現(xiàn)狀。3D生物打印機(jī)可以利用人體的基本構(gòu)造，在短短幾天甚至幾個(gè)小時(shí)內(nèi)“打印”出新的器官或組織。更重要的是，這些組織可以利用患者自己的遺傳物質(zhì)來(lái)制造，從而減少了排異反應(yīng)。

然而，3D打印生物組件的一個(gè)主要障礙是血管系統(tǒng)。生物打印的組織在很大程度上是無(wú)效的，因?yàn)闆]有簡(jiǎn)單的方法來(lái)創(chuàng)建血管系統(tǒng)，這意味著組織會(huì)因缺乏血液或氧氣而死亡。據(jù)《科學(xué)美國(guó)人》報(bào)道，這種情況正在改變，因?yàn)橐环N新的模型擁有完整的血管系統(tǒng)，可以連接到身體現(xiàn)有的系統(tǒng)。3D打印的組織有望替代普通的人體組織。

真正令人驚奇的是發(fā)明它的科學(xué)家如何使它起作用。他們使用的材料會(huì)在藍(lán)光下固化，但需要防止光接觸所有物體。他們使用普通的黃色食用染料來(lái)達(dá)到這個(gè)目的，它阻擋了材料中不需要的部分藍(lán)光，并讓其余部分正常固化。

植物性肉類產(chǎn)業(yè)將以新的方式發(fā)展

2019年是植物性肉類的一年，“超越肉類”公司和“不可能食物”公司推出了一種漢堡，它們的味道幾乎與真正的牛肉一樣，但完全是用植物制成的。每家公司都以自己的方式制作漢堡，“超越漢堡”堅(jiān)持使用綠豆等天然食材，而“不可能漢堡”則使用人造食材，如其專利產(chǎn)品“血紅素”，這是一種對(duì)賦予食材肉類風(fēng)味的化學(xué)物質(zhì)的人工再造。

但這只是冰山一角。據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道，兩家公司都計(jì)劃隨著時(shí)間的推移，改善肉品的味道并降低成本。他們還在研究其他類型的肉類，比如肯德基仍在測(cè)試階段的純素雞肉。在不久的將來(lái)，人類將著手研究完全不含動(dòng)物組織的肉類。如果它們最終比真正的肉便宜，那可能會(huì)改變美國(guó)人的飲食和購(gòu)物習(xí)慣。

據(jù)《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道，他們還面臨著來(lái)自“雀巢”和“泰森”等大型食品公司的更多競(jìng)爭(zhēng)，這些公司正在開發(fā)自己的植物性肉類。這種競(jìng)爭(zhēng)加劇可能會(huì)導(dǎo)致更快的創(chuàng)新，使價(jià)格下降得更厲害，并出現(xiàn)更好的口味。反過(guò)來(lái)，這可能會(huì)減少美國(guó)的碳足跡，并釋放目前用于飼養(yǎng)家畜的資源。

假死可以挽救很多生命

幾十年來(lái)，假死一直是科幻小說(shuō)的主流。想象自己生病了，然后冷凍起來(lái)，直到找到治愈疾病的方法。就連馬特·格羅寧的動(dòng)畫喜劇電影《飛出個(gè)未來(lái)》也都基于這個(gè)想法，并經(jīng)常拿它開玩笑，從現(xiàn)在開始的1000年里，冷凍或人工保存的名人不斷出現(xiàn)。但是，人類現(xiàn)在可能正在朝著這個(gè)目標(biāo)邁出第一步，這不是開玩笑，而是可以用來(lái)拯救生命的。

盡管當(dāng)前的技術(shù)不會(huì)冷凍人們多年或讓他們穿越太空旅行，但它仍然非常有用。據(jù)《新科學(xué)家》報(bào)道，在巴爾的摩的馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)中心，醫(yī)生們目前正在試驗(yàn)一種新技術(shù)，用冰冷的生理鹽水代替人體的血液，從而大幅降低體溫。屆時(shí)，創(chuàng)傷受害者可能在五分鐘內(nèi)就將獲得額外的兩個(gè)小時(shí)供外科醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)，這可能是生與死的區(qū)別。

這個(gè)過(guò)程已經(jīng)在至少一個(gè)人（可能更多）身上進(jìn)行過(guò)，但目前還沒有完整的結(jié)果。兩小時(shí)后，病人就會(huì)暖和起來(lái)，如果手術(shù)進(jìn)展順利，很可能會(huì)從創(chuàng)傷中恢復(fù)過(guò)來(lái)，活到下一天。

人工神經(jīng)元可以使腦損傷成為過(guò)去

醫(yī)學(xué)已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，現(xiàn)在基本上可以替換全身的受損部位了。骨頭、皮膚、器官，都可以替換。即使是缺了肢體，也可以用義肢代替，而且義肢一直在改進(jìn)。但有一個(gè)部位是醫(yī)學(xué)無(wú)法修復(fù)的，那就是腦組織，不管它是因創(chuàng)傷還是疾病而受損。

不過(guò)很快，情況可能會(huì)改變。巴斯大學(xué)的研究人員開發(fā)出了世界上第一個(gè)固態(tài)神經(jīng)元。這是一個(gè)復(fù)制神經(jīng)元功能的小芯片。它只需要很少的電量，而且體積很小，可以很舒服地放進(jìn)頭骨里。它甚至可以與其他芯片相結(jié)合，以取代大部分腦組織。在測(cè)試中，固態(tài)神經(jīng)元已被證明具有94%的準(zhǔn)確率。它并不完美，但比其他嘗試要好得多。隨著時(shí)間的推移，這種情況會(huì)有所改善。

目前，芯片只在老鼠身上進(jìn)行了測(cè)試，老鼠的神經(jīng)元比人類的簡(jiǎn)單，但這是修復(fù)大腦損傷的重要一步。神經(jīng)元也不一定必須在大腦中使用。研究人員指出，人造神經(jīng)元可以用來(lái)代替起搏器，這些起搏器總是以相同速度跳動(dòng)，人造神經(jīng)元讓它像普通心臟一樣更動(dòng)態(tài)地跳動(dòng)。