《麻省理工科技评论》每年都会评选出当年的“十大突破性技术”。这份全球科技领域的重要榜单准确预测了脑机接口、智能手表、癌症基因治疗、深度学习等诸多热门技术。正如比尔·盖茨所说，在看到这些突破性的技术之后，你会觉得“光明的未来值得为之奋斗”。今年，《麻省理工科技评论》评选出的全球十大突破性技术包括：01灵巧机器人意义：机器通过自我学习来学习应对现实世界。有一天，当机器人学会与现实世界打交道时，它们将真正解放人类的双手。主要研究人员：OpenAI（人工智能非营利组织）、卡耐基梅隆大学、密歇根大学、加州大学伯克利分校成熟期：3-5年机器取代人类工作的话题吹了这么多年，但工业机器人仍然愚蠢得要命。虽然机器人可以在保持超高精度的情况下在流水线上不知疲倦地重复同一个动作，但即使目标物体稍微移动一点，或者换成不同的零件，也会直接GameOver。今天，虽然机器人还不能像人一样理解如何在看到物体后捡起它，但它现在可以在虚拟空间中反复训练，最终学会处理面前的物体。总部位于旧金山的非营利组织OpenAI就推出了这样的AI系统Dactyl，并成功操纵机械手灵活地翻转魔方：这套神经网络软件可以让机器人在模拟环境中学习抓取通过强化学习环境和转动魔方后，让机械手进行实际操作。起初，软件会进行随机尝试，随着接近最终目标，逐渐加强网络内部的连接。现阶段，要使机器人更加灵活，还存在很多困难。但如果研究人员能够很好地利用这种学习方法，未来的机器人就可以学会组装电子设备、将盘子放入洗碗机，甚至可以将卧床不起的人抬下床。02核能新浪潮的意义：先进的核聚变和核裂变反应堆正在成为现实。核能对于减少碳排放和限制气候变化是不可或缺的。PrincipalInvestigators:TerrestrialEnergy,TerraPower,NuScale,GeneralFusion成熟度：新型核裂变反应堆有望在2020年代中期实现大规模应用；聚变反应堆至少还需要十年时间。这东西太牛逼了，不用我多解释了吧？一旦成功突破核聚变，能源问题将一劳永逸。其中，中国也扮演着重要的角色。在过去的一年里，新型核反应堆的发展势头强劲，核能的利用将变得更加安全和廉价。新的反应堆开发包括：颠覆传统设计的第四代核裂变反应堆小型模块化反应堆突破性聚变反应堆第四代裂变反应堆的开发商，例如加拿大的陆地能源公司和总部位于华盛顿的TerraPower(TerraPower)，已开始与电力公司建立研发合作伙伴关系公司，并力争在2020年代实现并网发电（这个估计可能有些乐观）。03早产预测意义重大：每年有1500万婴儿早产，是5岁以下儿童死亡的主要原因首席研究员：AknaDx成熟度：准备在5年内进行临床测试。借助PretermPrediction，一项简单的血液测试就可以预测孕妇是否有早产的风险。在过去的几年里，研究人员已经开始通过检测血液中肿瘤细胞的DNA以及血液测试来对孕妇进行产前筛查，以检查她们是否患有唐氏综合症等疾病。这些测试依赖于寻找DNA中的基因突变。另一方面，RNA是调节基因表达的分子物质，决定了基因产生多少蛋白质。通过对母亲血液中自由漂浮的RNA进行测序以筛查与早产相关的七个基因表达的波动，确定了有早产风险的妇女。一旦收到警告，医生可以采取措施避免早产，并为孩子提供更好的生存机会。04肠道微胶囊的意义：一种小型、可吞咽的装置，无需使用麻醉剂即可捕捉肠道的详细图像，也适用于婴儿和儿童。该设备使检测和研究肠道疾病变得更加容易，包括一种阻碍贫困地区数百万儿童生长的疾病。首席研究员：马萨诸塞州总医院成熟度：目前用于成人；今年在婴儿身上进行试验。环境性肠功能障碍(EED)可能是您从未听说过的最昂贵的病症之一。这种疾病以肠道发炎、渗漏和营养吸收不良为特征，在贫穷国家很普遍，也是这些地区许多人营养不良、发育迟缓和无法达到正常身高的原因之一。没有人确切知道导致EED的确切原因，也不知道如何预防或治疗它。实用的检测方法迫在眉睫。唯一的方法是：麻醉病人并将内窥镜插入喉咙。这种方法既昂贵又不舒服，而且不一定有用。因此，麻省总医院(MGH)的病理学家兼工程师GuillermoTearney开发了一种小型设备，可以检测EED迹象，甚至可以进行组织活检。与内窥镜检查不同，它在基本医疗保健测试期间应用起来很简单。05定制化癌症疫苗的意义：通过识别每个肿瘤的特异性突变，激发机体天然防御能力，从而有针对性地消灭癌细胞。传统化学疗法对健康细胞有很强的影响，并不总是对肿瘤有效。首席研究员：BioNTech、Genentech成熟度：已进入临床试验目前，科学家正处于将首个个性化疫苗商业化的关键时刻。如果效果如预期，疫苗确实可以通过肿瘤特有的突变，触发人体免疫系统对其进行识别，从而有效预防各种癌症的发生。更重要的是，与传统化学疗法不同，疫苗利用人体的天然防御系统选择性地破坏肿瘤细胞，对健康细胞的损害有限。06人造肉汉堡的意义：实验室培育的人造肉和植物制成的素肉，在不破坏环境的情况下，可以接近真肉的口感和营养价值。人造肉的出现可以缓解畜牧业生产造成的破坏性森林砍伐、水污染和温室气体排放。主要研究者：美国人造肉公司BeyondMeat成熟期：已经形成植物基素肉；实验室人造肉在2020年左右可以研制成功。据联合国预测，2050年世界人口将达到98亿，人口富裕水平也将上升。但这对气候变化来说并不是一件好事——人类在摆脱贫困后往往会吃更多的肉。据预测，到2050年，人类食用的肉类将比2005年多70%。事实证明，饲养动物供人类食用是对环境的最大危害之一。根据动物种类的不同，用西方工业方法生产一磅肉蛋白所用的水是生产等量植物蛋白的4到25倍、6到17倍的土地和6到20倍的化石燃料。问题是人们肯定不会马上放弃吃肉。也就是说，实验室培育的肉类和植物性肉类可能是遏制环境退化的最佳方式。人造肉在实验室的过程是从动物身上提取肌肉组织，然后将其放入生物反应器中进行培养。虽然最终成品的口感可能还需要提高，但外观和我们平时吃的肉差不多。07捕集二氧化碳的重大意义：直接从空气中捕集二氧化碳的实用且经济的方法可以吸收多余的温室气体排放。从大气中去除二氧化碳可能是阻止灾难性气候变化的最后可行方法之一。首席研究员：CarbonEngineering、Climeworks、GlobalThermostat成熟度：5到10年即使我们降低目前的二氧化碳排放率，温室气体的变暖效应仍将持续数千年。为防止气温攀升至危险水平，联合国气候变化专门委员会目前得出结论，本世纪全球需要从大气中去除多达1万亿吨的二氧化碳。今天，一种称为直接空气捕获(DAC)的方法理论上可以将机械捕获二氧化碳的成本降低到每吨100美元以下。08可穿戴心电图仪的意义：随着监管机构的认可和相关技术的进步，人们可以很方便地通过可穿戴设备持续监测心脏健康。可以检测心电图的智能手表可以对可能危及生命的心脏病（例如心房颤动）提供早期预警。主要研究者：Apple、AliveCor、Withings成熟期：手上有AppleWatch的有钱朋友，你比我更了解这项技术~心电监护智能手表已经问世，它具有可穿戴设备的便捷性，并且可以提供准确性靠近医疗设备。硅谷初创公司AliveCor推出了一款兼容AppleWatch的腕带，可以检测心房颤动，这是血栓和中风的常见原因。去年，Apple发布了一款带有心电图(ECG)功能的AppleWatch，该功能已获得FDA批准。随后，健康设备公司Withings也宣布计划发布一款带有心电图功能的手表。现阶段的可穿戴心电监测设备仍然只有一个传感器，而真正的心电设备有12个传感器。目前还没有可穿戴设备可以诊断心脏病，但可能很快就会成为现实。09无下水道厕所的重大意义：节能厕所无需下水道系统，可就地分解粪便。23亿人缺乏安全的卫生设施，许多人死于此主要研究人员：杜克大学、南佛罗里达大学、BiomassControls、加州理工学院成熟度：1-2年全球约有23亿人没有良好的卫生设施。缺乏卫生厕所导致人们将粪便倾倒在附近的池塘和溪流中，这会传播细菌、病毒和寄生虫，从而导致腹泻和霍乱。全世界有九分之一的儿童死于腹泻。现在，研究人员正在努力开发一种新型马桶，这种马桶的价格也足够便宜，发展中国家不仅可以处理粪便，还可以分解粪便。2011年，比尔盖茨发起了重新发明厕所挑战赛，并设立了X奖。自挑战开始以来，多个团队已将马桶原型投入使用。所有粪便都在现场处理，无需送往遥远的水量大的处理厂。因此，现在的挑战是如何让这些厕所更实惠，并适应不同规模的社区。10个可以聊天的真正AI助手重要意义：捕获单词之间语义关系的新技术使机器能够更好地理解自然语言。人工智能助手现在可以执行基于对话的任务，例如预订餐厅或协调行李托运，而不仅仅是服从简单的命令。首席研究员：谷歌、阿里巴巴、亚马逊成熟度：1-2年我们已经习惯了AI助手——智能扬声器的语音助手，Siri在手机上为你设置闹钟——但它们并没有真正实现所谓的智能还是有点“弱智”。但它越来越好。OpenAI和谷歌的团队正在加速他们的进步。你可能还会觉得，小米手机的AI已经可以跟你持续对话了。这都是进步。这些改进与更好的语音合成系统相结合，使我们能够从简单地向AI助手发出命令转变为与他们交谈。他们将能够处理日常琐事，例如记录会议记录、查找信息或在线购物。在中国，很多人都习惯了阿里巴巴的小米。小米可以帮你和快递小哥电话沟通，还可以和客户砍价。
