原标题:《科学美国人》发布2018全球十大新兴技术:我们离未来还有多远?
它是世界历史最悠久,且最有名望的科学杂志之一,内容涵盖全球科学领域最前沿的研究成果。
而这本杂志还有个更受读者欢迎“姐妹出版物”:《科学美国人》,它跟《自然》最大的区别就是对于科学这件事,后者更热衷于“说人线年来《科学美国人》被读者公认为是:
北京时间9月19日上午,《科学美国人》杂志与世界经济论坛联合发布了一份榜单:
该榜单是由《科学美国人》、《科学美国人》全球顾问委员会、世界经济论坛全球专家网络、世界未来委员会的生物、无机化学、机器人和AI等领域的顶尖专家共同选出。
除了这份榜单的权威性外,官方还用了3个“一定”去描述这次被选中的10个技术:
可以说是权威中带着客观,客观里还有一丝调皮,很符合杂志的调性了,也难怪爱因斯坦最喜欢在这里发文章。
下面就来详细看下这份榜单中最前沿的技术,有多少是你听说过的,又有多少超出了你的认知。
我们都知道,人类和计算机信息的交互需要通过电脑来完成,和现实世界之间的交流则不需要介质,如果计算机生成的信息可以与现实世界融合,其带来最大的改变是:
相比于目前的“偶尔用AR玩一玩”,未来将有大量面向消费者的应用软件用到AR技术:
目前估值15亿美元的AR市场,在2020年将会达到1000亿美元,苹果、谷歌、微软等大型科技公司已经开始在AR及VR领域大量投入资金和人才。
的门槛暂时还比较高,但乐观的是我们已经“有机会”去体验。随着支持AR的硬件成本降低,其高效、高精准的属性将对整个工业,制造业,设计行业,教育行业产生颠覆性地改变,甚至会直接改变我们的生活方式。
以往的对于疾病的治疗,大多是:一种确诊病,对应一种治疗方案,其技术瓶颈是对病源的诊断,还无法达到足够高的精度。
(omics)技术的巨大进步,现在已经能够快速、可靠、廉价地对人的整个基因组、蛋白组、代谢组等等进行测序。
的诊断方法已经临床应用于癌症、子宫内膜异位症、自闭症、帕金森症和阿尔茨海默症等疾病的治疗。
在AI中,机器学习算法则通过分析所有已知的过去实验,设计新分子的合成步骤,可极大地提高分子合成的成功率。举两个例子:
德国明斯特大学的研究人员开发了一种AI工具,它可以反复模拟已知的1240万个单步化学反应,并以
在制药领域,制药公司将储存的数以百万计的化合物信息输入AI工具,并对它们进行筛选,
在今年6月,IBM 开发的人工智能 Project Debater 在旧金山同 2 位人类顶尖辩手举行了 2 场辩论比赛,人工智能成功取得了一场胜利。
除了辩论开始的问候和笑话之外,论辩的陈述都是 Project Debater 自由发挥的,没有固定陈述词。当它获得一个新的话题时,它需要自行查找素材,理解辩题,组织语言,
目前的研究成果,已经可以确定在人体植入某些可以释放药物的健康细胞,对于病症的治疗会更高效,且成本更低。
以糖尿病为例,在体内直接植入可以正常制造胰岛素的胰岛细胞,会被人体免疫系统干扰而失效,而使用免疫抑制剂又会对人体产生巨大副作用。
,但用来封装的保护膜,依然会被免疫系统作为外来物攻击,最终导致细胞死亡。2016年,麻省理工学院的研究团队在筛选了上百种材料之后,选择了一种
,并保证了细胞营养的供给。可以说这类“治病胶囊”从内部制药细胞的提取,到胶囊壳的材质问题都已经得到了解决,在未来几年,这项技术将对医学领域产生巨大的影响。
人造肉是由动物身上提取的肌肉样本培育而成。全球第一块人造汉堡肉饼发明公司 Mosa Meat 表示:
目前来看在成本上已经取得了一些突破:2013 年汉堡中肉饼的制作成本超过 30 万美元,且肉质干燥。从那以后成本逐年下降,今年,Memphis Meats 公司表示,1/4 磅的人造牛肉价格约为 600 美元。
按照这个趋势发展,几年内就将出现物美价廉的人造肉,成为传统肉类的竞品,并逐渐改变我们的饮食习惯,对伦理和环境这两个难以克服的问题来说,也更加友好。
,在药学界已经有非常悠久的历史,目前常见的应用有:心脏起搏器、耳蜗植入物以及治疗帕金森病的深脑电极刺激。
1.迷走神经刺激(VNS)疗法,被范斯坦医学研究所的凯文·特雷西(Kevin Tracey)发现还
(该设备目前已获得了美国食品药品监督管理局FDA的批准)。相比VNS,后者的进步在于这种设备是
基因工程目前已经可以实现对基因进行“改造”,而现在又有了一项新的技术:
(我们称之为“驱动基因”)。它在很多方面对人类有益:比如使携带病毒的昆虫逐渐减少,或修改害虫基因降低繁衍数量,提升粮食产量等。
同时,为了防止改造过基因的物种扩散到野外,影响其他物种正常繁衍,或被用作生物武器破坏农业生产,有研究团队还发明了一个驱动开关:
但这项技术的未知风险很大,其带来的副作用也许会比正面作用更难以预测。因为
早在2007年,加州理工学院的哈里·阿特沃特 (Harry a . Atwater) 就曾撰文预测:“等离子体”(plasmonics)技术可能会被投入到非常广泛的应用中。
而10年后的现在,等离子体技术已经进入商业化阶段,而更多的应用也正在从实验室走向市场。
这项技术依赖于电磁场和金属中自由电子的相互作用,这种作用决定了材料的导电和光学性能。
在科学领域,材料常常是限制技术发展的主要障碍,而这种“超材料”的出现,在未来将让更多领域的技术得以真正实现。
量子计算机特有的叠加、纠缠特性,使其在解决特定问题时比任何传统计算机都更高效,但其副作用也非常明显和致命:
得益于 NISQ 量子计算机(指那些拥有 50-100 量子比特、以及高保真量子门的设备)已向全球开放,目前全世界的研究人员已经在进行大量专门针对 NISQ 的算法研究,这对量子技术的发展带来了极大的推动作用。
目前量子计算机在这两个领域的计算效率,已经远超最先进的传统计算机,随着量子计算的硬件和算法的继续发展,其带来的改变可能是推动整个人类文明的发展进程。这份关于未来的榜单,《科学美国人》基本每年都会发布一次,。
即使我们面对未来往往是被动的,但在另一个维度里,这份准备必定能让它来的更快。
当明年的此刻再回看这份榜单,也许我们已经在用这些技术,创造着另一个新的未来。
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