創新改變生活：2015十大新興技術

Bernard Meyerson

創新改變生活：2015十大新興技術

Bernard Meyerson

從零排放的氫燃料汽車到按照人腦設計的電腦芯片，看創新如何改進生活，改變工業并保護我們的星球

技術或許是現代社會最偉大的變革者。雖然新興技術的商業化存在一定的風險，但每一次的突破都將給我們的時代提供最緊迫的問題解決方案。近期，由世界經濟論壇發布的2015年10大新興技術榜單出爐。從零排放的氫燃料汽車到按照人腦設計的電腦芯片，看創新如何改進生活，改變工業并保護我們的星球。

燃料電池汽車

相比于電動車和傳統氣油車，燃料電池汽車有更大的優勢。市場預計，燃料電池汽車的價格在市場化的初期會在7萬美元左右。

燃料電池有著非常長的巡航距離，一箱氫最遠可到650公里；一次氫能源的補充只需要3分鐘。氫是一種清潔燃燒的物質，只產生水蒸汽作為尾氣，所以氫燃料電池車是零排放的，在需要減少空氣污染的情況下，這一點非常重要。

面向主流市場的燃料電池車是一個非常有吸引力的愿景，因為這些汽車將可以把現有車輛在行駛距離和補充燃料上的優勢和個人交通的可持續發展結合起來。可以預計，近十年將有幾百輛氫能源燃料電池車的出現。

下一代機器人

新的機器化時代將把機器人從大型的生產組裝線上帶走，帶入非常寬泛的任務中。就像智能手機一樣，使用GPS技術，機器人開始在精細農業中得到應用，如完成雜草控制和收獲任務。在日本，機器人開始嘗試做護理工作，比如協助一個中風病人恢復對肢體的控制。更加小巧靈活的機器人，比如Dexter Bot, Baxter 以及 LBR iiwa，被設計來簡單編程并且完成高強度的制造任務或不適合人類身體的任務。

誠然，機器人是理想的進行重復或者危險的工作的人工替代者，不僅可以工作24小時，而且費用也比工人便宜。

可回收的熱塑性塑料

2014年，美國《科學》雜志的一篇文章表示，發現了一種新的可回收的熱固塑料。這種塑料被叫做poly(hexahydrotriazine)s，簡稱PHTs，它們可以被強酸溶解，高分子鏈可以被重新打破成為一個個小分子，并且可以重新鏈接成新的產品。像傳統的不可回收的熱固性塑料一樣，這種新的結構非常堅硬，耐熱并且耐磨，與它的前輩們一樣具有應用的潛力。

這項創新雖然不能保證100%的回收利用率，但如果被大規模利用，對推進循環經濟，并且大量減少填埋的塑料垃圾有很大的影響。

精確基因工程技術

最近作物的基因工程依靠的是農桿菌(agrobacterium tumefaciens)來轉移需要的DNA。這項技術被證明是可靠的，雖然公眾非常恐懼，但是科學界有著一致的認識，用這項技術進行基因改造并不比傳統的育種方式更有風險。雖然農桿菌很有用，但是更加精確和多樣的基因編輯技術近年來才被發展出來。

這些技術包括了ZFNs, TALENs以及最近的CRISPR–Cas9 系統，該系統在細菌中以對抗病毒的機理演化。CRISPR–Cas9 使用RNA分子來定位DNA，切割用戶選擇的段落。這個技術可以使不需要的基因無用化或者將其修飾成一種功能上不能被辨別的基因。

增材制造

下一個階段的增材制造的重點將是3D打印集成電路原件，比如電路板。納米尺度的電腦部件，比如處理器，現在很難用這種方法制造，因為將不同材料制造的電子元件組裝起來現在還是一個挑戰。在其他領域，4D打印現在被認為可以帶來新一代的產品，這些產品可以通過自我替換來對環境（熱度和濕度）做出反應。這可能應用在衣物和鞋上，也可以運用在健康產品中，比如人體內的可變形植入物。現在，它還是一個初生的技術，只在航天，汽車以及醫療領域有所運用。

應變人工智能

人工智能和一般的軟件與硬件不同，使機器可以很精確的對變化的環境做出反應。應變AI更進一步。增強之后的AI將實現非常顯著的產能提升，這個提升通過讓機器接管并且更好的完成一些人類的任務來達成。

舉例來說，應變AI的自動飛行器可能會替換大部分的人類快遞員，無人駕駛的出租車將使得原來的的士非常多余。

配給式的制造業

配給式的制造業會將顛覆我們制造以及運輸產品的方式。以制造一張椅子舉例，與其從原木到制作都在中心工廠完成，數字版本的計劃是將可以配給到本地經銷商那里的椅子部件用一種叫做CNC挖槽機的工具切割成形，并配送過去。之后部件可以被客戶或者當地組裝。已經在使用這種方式的模板是AtFAB，一家美國家具公司。

配給式的制造將會鼓勵標準化的產品更加的多元化，比如智能手機以及汽車。刻度并不客觀：一家英國公司，Facit Homes使用個人化的設計以及3D打印來制造個性化的房屋。

“感知并且避免”飛行器

通過可信任的自動化以及碰撞躲避系統，飛行器群可以開始接手一些過于危險或者偏遠的任務：檢查電源線，或者緊急遞送醫療用品。飛行器運輸工具可以找到對他們來說最優的路線，并且知道其他飛行器和障礙的情況。農用自動飛行器群可以收集并且處理數量巨大的視效數據，使得精確有效率施肥和灌溉成為可能。

2014年，Intel 以及 Ascending Technologies一同展示了共同協作飛行的飛行器的原型機，他們可以探測到臺上的障礙以及自動的躲避進入他們路線的行人。

神經形態技術的電腦芯片

神經擬態系統將會是下一代的強力計算機，將擁有極其快的處理速度以及更好的機器學習能力。IBM的百萬神經元，TrueNorth芯片，在2014年8月發布了原型，在某些任務上它比傳統的芯片強上百倍，并且第一次和人類的大腦皮層類似。隨著更多的計算能力，以及更少的能量和空間的占用，神經擬態芯片將通過更小的智能設備來推動下一個階段的小型化和人工智能。

可能的應用包括，飛行器能更好的對視覺提醒做出反應，更多更好的智能相機和智能手機，以及巨量的數據帶來的對金融市場和氣候預報更深的理解。電腦將可以預測并學習，不僅僅是對預先編好的程序做反應。

數字化基因組

今天你的基因只需要幾分鐘、幾百美元就可以測序并數字化儲存起來。結果可以用優盤傳輸到你的筆記本電腦里，并可以通過互聯網輕松共享。這項可以輕松并便宜地確定我們個人的獨特基因技術給了更個人化，更有效率的醫療保健一個很有前途的革命性的未來。

通過數字化，醫生可以通過腫瘤的基因情況來制定病人的治療方案。這項新的技術用事業讓精密醫療成為了現實，因為這項技術實現了高指向性的治療手段，并能夠幫助抗擊癌癥。