2020十大新興技術(shù)發(fā)布

近日，世界經(jīng)濟(jì)論壇和《科學(xué)美國(guó)人》雜志共同發(fā)布了《2020 十大新興技術(shù)》，這些技術(shù)由世界經(jīng)濟(jì)論壇和《科學(xué)美國(guó)人》雜志召集的國(guó)際專(zhuān)家指導(dǎo)小組從75項(xiàng)技術(shù)提名中選出。

從電動(dòng)飛機(jī)到可以“看見(jiàn)”拐角處物體的量子傳感器，專(zhuān)家在篩選這十大新興技術(shù)時(shí)稱(chēng)，這些技術(shù)必須有潛力超越現(xiàn)在，并在將來(lái)刺激社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。它們還必須足夠新穎（也就是說(shuō)，目前還沒(méi)有被廣泛使用），但很可能在未來(lái)三到五年內(nèi)產(chǎn)生重大影響。

以下是報(bào)告選出的2020年十大新興技術(shù)。

1.微針——實(shí)現(xiàn)無(wú)痛注射和抽血

這些細(xì)小的針頭不超過(guò)一張紙的厚度和一根頭發(fā)的寬度，卻可以幫我們實(shí)現(xiàn)無(wú)痛注射和抽血。微針可以穿透皮膚卻不會(huì)觸碰神經(jīng)末梢，并可以附著在注射器或貼片上，甚至可以混入乳膏中。從此，人們足不出戶(hù)就可在家中完成抽血，然后可將血液樣本送到實(shí)驗(yàn)室或當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行分析。此外，微針技術(shù)還能節(jié)約設(shè)備和人力成本，讓醫(yī)療服務(wù)不足地區(qū)的人們更易獲得醫(yī)療服務(wù)。

2.太陽(yáng)能化學(xué)——將二氧化碳變廢為寶

生產(chǎn)我們依賴(lài)的許多化學(xué)藥品都需要化石燃料。但是一種新方法有望通過(guò)利用陽(yáng)光將廢二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的化學(xué)物質(zhì)來(lái)減少化石燃料的排放。近年來(lái)，研究人員開(kāi)發(fā)了能打破二氧化碳中碳與氧之間抗性雙鍵的光催化劑。這意味著我們朝建立“太陽(yáng)能”精煉廠的方向邁出了關(guān)鍵第一步。該精煉廠可從廢氣中生產(chǎn)有用的化合物，包括“平臺(tái)”分子，這些分子可用作合成各種產(chǎn)品（如藥品、洗滌劑、化肥和紡織品）的原料。

3.虛擬病人——代替真人臨床試驗(yàn)

將真人替換為虛擬的人以使臨床試驗(yàn)更快速、更安全的目標(biāo)聽(tīng)起來(lái)很容易，但其背后的科學(xué)原理卻絕不簡(jiǎn)單：從人體器官的高分辨率圖像中獲取的數(shù)據(jù)被輸入到控制器官功能機(jī)制的復(fù)雜數(shù)學(xué)模型中，然后，計(jì)算機(jī)算法進(jìn)行解析得到方程，從而生成一個(gè)行為與真實(shí)器官一樣的虛擬器官。這種虛擬器官或身體系統(tǒng)可以在最初的藥物和治療評(píng)估中取代真人，使評(píng)估過(guò)程更快、更安全、更便宜。

4.空間計(jì)算——下一代的“大事件”

空間計(jì)算是將虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）應(yīng)用程序整合在一起的物理和數(shù)字世界的下一個(gè)步驟。與VR和AR一樣，它可以對(duì)通過(guò)云連接的對(duì)象進(jìn)行數(shù)字化處理，使傳感器和馬達(dá)相互反應(yīng)，并創(chuàng)建真實(shí)世界的數(shù)字表示形式。如今它又增加了空間映射功能，使計(jì)算機(jī)“協(xié)調(diào)器”可以跟蹤和控制人在數(shù)字或物理世界中移動(dòng)時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)和交互。該技術(shù)將為工業(yè)、醫(yī)療、交通和家庭中的人機(jī)交互方式帶來(lái)新的發(fā)展方向。

5.數(shù)字醫(yī)學(xué)——更好地診斷和治療疾病

數(shù)字醫(yī)學(xué)不會(huì)很快取代醫(yī)生，但是監(jiān)視病情或管理療法的應(yīng)用程序可以提高他們的護(hù)理水平，并為獲得醫(yī)療服務(wù)機(jī)會(huì)有限的患者提供支持。許多智能手表已經(jīng)可以檢測(cè)出佩戴者的心律是否不規(guī)則，科學(xué)家正在研究類(lèi)似可以幫助緩解患者呼吸障礙、抑郁、阿爾茨海默氏癥等病癥的工具。含有傳感器的藥丸也正在研發(fā)中，這些藥丸將數(shù)據(jù)發(fā)送到應(yīng)用程序，以幫助檢測(cè)體溫、胃出血和癌性DNA等。

6.電動(dòng)航空——實(shí)現(xiàn)航空旅行脫碳

電力推進(jìn)將使航空旅行減少碳排放，大幅削減燃料成本并降低噪音。從空客(Airbus)到NASA，許多組織都在研究這一領(lǐng)域的技術(shù)，盡管長(zhǎng)途電動(dòng)飛行可能仍遙遙無(wú)期，并且存在成本和監(jiān)管方面的障礙，但這一領(lǐng)域仍有大量投資。大約有170 個(gè)電動(dòng)飛機(jī)項(xiàng)目正在開(kāi)發(fā)中，主要用于私人、公司和通勤旅行。

7.低碳水泥——幫助應(yīng)對(duì)氣候變化

如今，全球每年生產(chǎn)約40 億噸水泥，而這一過(guò)程中燃燒化石燃料的排放量約占全球二氧化碳排放量的8%。隨著未來(lái)30 年城市化進(jìn)程的加快，這一數(shù)字將增至50 億噸。研究人員和初創(chuàng)企業(yè)正在研究低碳方法，包括調(diào)整生產(chǎn)水泥過(guò)程中所用成分的平衡，采用碳捕獲和存儲(chǔ)技術(shù)以消除排放物，以及將水泥從混凝土中全部清除。

8.量子傳感——讓汽車(chē)“看見(jiàn)”拐角

想象一下可以“看見(jiàn)”拐角處物體的自動(dòng)駕駛汽車(chē)，或可以監(jiān)視人的大腦活動(dòng)的便攜式掃描儀。量子傳感可以使這些想象成為現(xiàn)實(shí)。量子傳感器通過(guò)利用物質(zhì)的量子性質(zhì)，以極高的精確度進(jìn)行操作，例如，將處于不同能量狀態(tài)的電子之間的差異用作基本單位。這些系統(tǒng)大多數(shù)都是復(fù)雜且昂貴的，但是科學(xué)家正在開(kāi)發(fā)更小、更實(shí)惠的設(shè)備，并將可能會(huì)開(kāi)拓新的用途。

9.綠色氫氣——填補(bǔ)可再生能源巨大空白

氫氣燃燒時(shí)，唯一的副產(chǎn)品是水，而當(dāng)通過(guò)可再生能源進(jìn)行電解制氫時(shí)，氫氣就變成“綠色”無(wú)污染的了。今年早些時(shí)候，有人預(yù)測(cè)，到2050 年，綠色氫能源行業(yè)的潛在市場(chǎng)規(guī)?？赡芙咏?2 萬(wàn)億美元。為什么？因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)幫助降低運(yùn)輸和制造業(yè)等部門(mén)的碳含量而在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用，而這些部門(mén)由于需要高能燃料而難以電氣化。

10.全基因組合成——或?qū)⒏淖兗?xì)胞工程

設(shè)計(jì)基因序列所需技術(shù)的改進(jìn)使打印越來(lái)越多的遺傳物質(zhì)和更廣泛地改變基因組成為可能。這可以讓人們深入了解病毒是如何傳播的，或有助于生產(chǎn)疫苗和其他治療方法。在未來(lái)，它可以幫助可持續(xù)地從生物質(zhì)或廢氣中生產(chǎn)化學(xué)品、燃料或建筑材料。它甚至可以讓科學(xué)家設(shè)計(jì)抗病原體的植物，或者讓我們編寫(xiě)自己的基因組。這為遺傳病的治療打開(kāi)了新大門(mén)。

世界經(jīng)濟(jì)論壇稱(chēng)，將通過(guò)其技術(shù)先鋒社區(qū)和全球未來(lái)理事會(huì)網(wǎng)絡(luò)等工作，支持并幫助推動(dòng)這種對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)未來(lái)福祉至關(guān)重要的創(chuàng)新。