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量子计算人工树叶入围,2018年夏季达沃斯论坛发

2019-11-28 21:28 来源:未知

新华社天津9月19日电 新型等离子体将在对抗癌症、实现人体隐形等方面发挥重要作用、利用干细胞生产的肉类将为消除温室气体排放做出贡献……世界经济论坛19日在天津发布了年度十大新兴技术榜单,人工智能及生物医药、新材料领域的多项技术入围。

摘要: 世界经济论坛(夏季达沃斯)6月26日发布了2017年度全球十大新兴技术榜单(Top 10 Emerging Technologies 2017),从空气中提取饮用水的技术、能将二氧化碳转化为燃料的“人工树叶”等一系列突破性技术入选。 ...世界经济论坛(夏季达沃斯)6月26日发布了2017年度全球十大新兴技术榜单(Top 10 Emerging Technologies 2017),从空气中提取饮用水的技术、能将二氧化碳转化为燃料的“人工树叶”等一系列突破性技术入选。此榜单由世界经济论坛与《科学美国人》杂志的专家委员会联合选出。能否在解决全球重大挑战中发挥作用被视为评选的首要标准。入选的新型技术均在改善生活质量、促进产业转型和保护地球环境等方面具有巨大潜力。评选委员会同时对入选技术的成熟程度进行评估,以期帮助其在今后3至5年内得到推广。世界经济论坛第四次工业革命中心负责人Murat Sönmez 表示:“新兴技术正以前所未有的规模改变着全球行业格局。行业边界变得模糊,全新机遇从中涌现。公共与私营部门必须制定相应政策,建立新型合作关系,促进创新技术更好地服务人类未来,同时避免陌生技术可能对人类造成的隐患。”入选榜单的十大新兴技术包括:1. 无创技术诊断癌症 :被称为“液体活检(liquid biopsies)”的超灵敏血液检查可大幅降低癌症诊断与护理难度。液体活检是对抗癌症的又一项进步。首先,它可以在无法实施传统组织活检的时候充当代替者。其次,相比于只提供有限信息的组织样本,液体活检可以提供更为全面的信息。最后,通过锁定循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA),即从癌细胞进入到血液循环系统的遗传物质,可以比依靠症状或影像更快地发现疾病进展或治疗抗性。2. 从空气中提取饮用水:运用无需接入电网的太阳能技术生产清洁水。从空气中提取水的技术其实并不新鲜,但现有技术需要高含水量的空气以及大量电力。这个现状正在改变,来自麻省理工学院和加州大学伯克利分校的一个科研团队成功利用多孔晶体(porous crystal)做到无需电力就实现从空气到水的转换。另一个例子是美国亚利桑那州创业公司——“零质量水”(Zero Mass Water),他们可以利用离网太阳能系统每天生产2至5升水。3. 深度学习练就“好眼力”:在一张图像面前,人工智能的观察分析能力正在超越医生等人类专家的解读。得益于深度学习(deep learning)这个新兴人工智能领域,计算机视觉技术开始广泛地应用在无人驾驶、医疗诊断、保险索赔损害评估和水位、作物产量监控等领域。4. 人工树叶:这一技术可将二氧化碳转化为液体燃料等其他物质。我们可以模仿叶子来人造光合作用生成和储存能量吗?前景越来越乐观,答案是用阳光活化催化剂(sunlight-activated catalysts)来把水分子分解成水和氢,然后用氢将二氧化碳转换为烃类。在这样的封闭系统内,燃烧产生的二氧化碳将被转化回燃料而不是排放到大气中,这项成果对太阳能和风能产业来说是革命性的。5. 人类细胞图谱 :这项国际合作旨在破译人体各种细胞类型的详细功能。这项于2016年10月启动的项目由Chan Zuckerberg Initiative(脸书CEO扎克伯格夫妇成立的慈善组织)支持,旨在确定每个组织中的细胞类型;准确了解每种细胞类型中基因、蛋白质和其他分子的活动以及控制该活动的过程;定位细胞;了解细胞如何相互作用;一个细胞的遗传信息发生变化时人类身体功能会发生什么变化。该项目的最终产品对于个性化保健来说意义重大。6. 精密农业:在作物生长过程中,通过传感器与成像技术获取实时数据分析,进而提高农业产量。工业4.0革命正在为农民提供一套新的工具,能够提高粮食的产量和质量,同时减少水和化学物品的使用。传感器、机器人、GPS定位系统、地图绘制工具、数据分析软件,所有这些工具都被利用起来,为农作物“量身定做”它们所需要的照料方案。尽管对世上大多数的农民来说,使用无人机来实时监测植物的健康情况,或许都还是一个有些遥远的未来,但是,不那么高端的科学技术正在投入运用。举例来说,来自悉尼大学的Salah Sukkarieh,已经在印度尼西亚展示了一种简化的低成本监控系统,主要依靠太阳能和手机运作。7. 物美价廉的新能源汽车 :减少燃料电池催化剂中的铂用量有助于将氢动力汽车推向大众市场。氢燃料电池——这种具有前景的零排放技术正在取得进展。到目前为止,氢燃料电池中的催化剂含有价格昂贵的铂,阻碍了技术发展。但是通过努力,目前对这种稀有并且昂贵的铂金属的依赖已经降低。最新的进展包括一种不含铂的催化剂,一些催化剂甚至不含有金属。8. 基因疫苗:由DNA或RNA合成的非蛋白疫苗,可促进人体免疫力提升,预防传染性疾病扩散。与传统的疫苗相比,以基因为基础的疫苗在很多方面来说都更有优越性。一个原因是生产会更为迅速,这对应对突然爆发的疾病更为重要。 与在细胞培养物或者鸡蛋中培养蛋白质相比,生产基因材料应该更为简单和便宜。一种以基因为支出制造疫苗方法,在病原体突变的时候,能够快速适应,最终让科学家能够辨识出哪些人群对于一种病原体有抵抗力,分离出能够提供保护的抗体,并且设计出基因序列,刺激细胞,来产生这些抗体。9. 可持续发展的生活社区:环保居所的设计不只是为一座房子装上太阳能发电板,设计师们要将整个社区的房屋连接起来,打造能源循环、资源共享的可持续发展体系。将绿色建造一次应用于多种建筑中,有潜力为我们所消耗能源和水的数量带来革命性的改变。如果美国加州大学伯克利分校一个研发项目能够按计划实施,把本地产生的太阳能发送到智能微电网中,能够降低一半的电力消耗,并且把碳排放量降低为零。与此同时,该项目计划重新设计供水系统,让来自马桶和下水道的废水能够当场被重新利用,让马桶和洗衣机使用雨水,能够把对饮用水的需求降低70%。10. 量子计算:这项技术的发展将为解决新生问题提供有力支持。量子计算机几乎有着无限的潜力,能与之匹敌的唯有建造量子计算机的困难和昂贵成本。这也解释了为什么如今小型的量子计算机已经制造出来,却还不能成功突破超级计算机的能力。但是量子计算机也正在取得进展,2016年,科技企业IBM为公众提供渠道,接入第一台提供云服务的量子计算机。这项行动让20多篇使用量子计算云服务的论文得以诞生,目前还有50多家创业企业和全球大公司,专注于让量子计算机成为现实。既然量子计算机已经取得了这样的进展,人们那句“量子准备好了”的话正脱口欲出。《科学美国人》杂志主编Mariette DiChristina 表示:“科学是一项全球事业,有雄心与能力解决人类面临的最紧迫问题。170多年来,《科学美国人》一直在科学进步领域进行权威报道。我们很荣幸能与世界经济论坛合作评选年度全球十大新兴技术,并揭示这些技术对世界的深远影响。”世界经济论坛2017年新领军者年会将于6月27日至29日在中国大连举行,主题为“在第四次工业革命中实现包容性增长”。 会议将围绕新兴技术的发展进行全面探讨,特别是其在促进包容性与可持续发展方面的作用与意义。来自80多个国家的2000余位政商学文等各界领袖就此话题建言献策。

该榜单由世界经济论坛专家网络成员与《科学美国人》杂志合作编制,旨在揭示未来三到五年内最有潜力重塑经济社会方方面面的新科技,并特别强调这些技术未来将有望“走入大众日常生活”。

除了等离子体、人造肉类,榜单上还包括了增强现实技术——不仅能让博物馆之旅变得趣味十足,更能转变外科医生、建筑师和工厂工人的工作方式;

针对个性化医疗的高级诊断技术,基因组测序和机器学习技术——将在对癌症、脑障碍等疾病的认知上实现突破性进步;

分子设计领域的人工智能技术——药物研发、能源生产和作物改良等将会更加高效;

会争辩、能指导的人工智能系统——不仅能够向人发出建议,甚至还能与人进行辩论;

量子计算机算法技术——将扭转当前量子计算技术领域内过分炒作的局面;

植入式制药细胞——制造对免疫系统“隐形”的细胞植入物,更好地对抗癌症、心力衰竭等疾病;

基因驱动技术——通过基因编辑改变物种,发挥消灭疟疾、保护珊瑚礁等作用;

电子医学——有望解决肥胖、阿片类药物戒断、自体免疫失调等疾病。

“在社会各界着力应对第四次工业革命影响之际,在革命性新兴技术领域保持领先地位显得至关重要。”世界经济论坛知识网络与分析主管史蒂芬·默根瑟勒表示。

世界经济论坛每年都会公布十大新兴技术。2017年的十大新兴技术分别为无创技术诊断癌症、从空气中提取饮用水、人工树叶、人类细胞图谱、精密农业、新能源汽车、基因疫苗等。可以看到,其中很多技术已经走进现实。

“《科学美国人》自1845年以来就开始记录改变世界的重大创新发明。”《科学美国人》总编辑兼2018年榜单工作委员会主席玛丽艾特·迪克里斯蒂娜表示,“了解新兴技术及其带来的机遇和挑战,有利于我们更好地团结合作,令新兴技术最终惠及整个社会。”

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