2010年十大最新科技盤點仿真機器人居首

2010年最前沿的十大科學技術，其中包括：仿真機器人、直接性碳燃料電池、DNA折紙技術等。

1.仿真機器人

無論機器人從外部特征如何近似人類，如何將機器人打開，其中一堆復雜的連線則與人體內部有著天壤之別。來自歐洲的研究小組目前著眼于縮小機器人與人類之間的差別，意味著未來的機器人將賦予更多的人性化特征。他們研制的新型機器人的“骨骼”是由熱塑性聚合物和促動器構成的，響應每一塊肌肉和類似筋腱的線路的運動。他們的目標是建立更接近人類的機器人，能夠像人類一樣與所處環境作出交互反應。

2.“直接性碳燃料電池”

傳統觀念認為，煤是一種較臟的燃料，而同時氫燃料電池卻是一種較清潔的能源。目前新一代“直接性碳燃料電池”將向傳統觀念發起挑戰。該燃料電池并不依賴于難以生產的氫，而是通過氧氣和煤粉(或者其它碳來源)之間的電化學反應獲得能量。直接性碳燃料電池的優勢在于該碳基礎能源生產并不需要燃燒，但其效率可達到普通燃煤發電站的兩倍。

美國加利福尼亞州直接性碳技術公司預計2010年將研制生物基礎的10千瓦的直接性碳燃料電池原型，俄亥俄州一家名為Contained Energy的公司希望不久應用直接性碳燃料電池為較小功率的電燈泡提供電能。最終，該公司希望生產可以建造在新型小規模發電站或者在現有發電站上添加清潔功能的模塊化燃料電池。

3.“人體代謝組計劃”

在過去5年里，加拿大埃德蒙頓市艾伯特大學科學家一直致力于研究“人體代謝組計劃”，該計劃包含了8000個天然產生的代謝物數據庫(人體內參與化學反應的小分子)、1450種藥物、1900種食物添加劑和在尿檢和血液檢測中的出現的2900種毒素。

基于這些信息，研究人員能夠分析出患者體內新陳代謝的特征，從而使他們通過血液或者尿液檢測查明是否患有危及生命的疾病。現今，進行這些檢測需要數百萬美元的儀器裝置，而這些儀器僅存在在于實驗研究機構。“人體代謝組計劃”數據庫首次發布于2007年，目前該數據庫已應用于藥物研制和疾病診斷等領域，能夠快速、容易地進行個體健康和醫學指導測試。

4.DNA折紙技術

在過去幾年，美國加利福尼亞理工學院的科學家在顯微鏡下將DNA折疊成有趣的外型。2009年夏季，這種“DNA折紙”技術獲得了新的突破，可以用于建造超小型計算機芯片。

5.壓電顯示屏

長期以來科學家一直對壓電材料的性質產生濃厚興趣，這些材料可以將電能轉化成為物理壓力，反之亦然。但如果利用該特性建造電子顯示屏，可研制出能改變形狀或者質感的顯示屏。

今年，這項技術有望應用于主流消費制造領域，可潛在用于制造移動手機的屏幕，當關機時屏幕能夠變硬起到一定的保護作用，開機時形成一種可按電式觸摸屏。

6.假肢骨整合技術

最理想的假肢設計就是像人體自然生長出來的一樣，骨整合技術使得假肢能夠與患者的骨骼整合在一起，這種使用金屬鈦與骨骼細胞結合的技術并不產生人體排斥性。目前，這種最新骨整合技術已用于小型牙齒和面部植入手術應用，研究人員目前已研制出全比例假肢。2008年，一只名叫“卡西迪”的德國牧羊犬成功地安裝了骨整合假肢。2010年，美國北卡羅萊納州立大學獸醫外科醫生使用骨整合技術，已對被截肢狗進行了6次假肢安裝手術，現在他正考慮對北卡羅萊納州公園一只截肢虎貓安裝假肢，但目前將該技術成功地應用于人體假肢安裝領域仍有很大的挑戰。

7.水平鉆探井

據勘測統計，美國地面11000英尺以下蘊藏著數萬億立方英尺的天然氣資源，然而通過普通的鉆探技術無法獲得大多數的天然氣，密集的巖石層使天然氣流動非常緩慢。目前，科學家提出了解決方案——先垂直鉆探至頁巖床位置，然而以90度水平地頁巖沉積層。

這種解決方案并不是最新的，在更高的能源價格和更好的技術下，水平鉆探技術有了新的突破。2008年，美國切薩皮克能源公司研制14個水平鉆探井，應用于南部海納斯維勒頁巖天然氣田，預計2010年末將部署40個水平鉆探井。

8.動能水力發電

傳統水力發電需要建造大壩，然而大壩的建造是一項浩大工程，將改變本地的地貌和生態系統。科學家提出了一種對環境影響甚微的解決方案——動能水力發電，利用河流和潮汐的自然流動驅動水下渦輪機。自2006年開始，美國綠色動力公司便在紐約東河測試6個水下渦輪，來證實動能水力發電的潛力。2010年，綠色動力公司期望獲得建造河流中建造30個水下渦輪機的審批，這些水下渦輪機可提供1兆瓦電能。

9.納米紗線

自1991年碳納米管出現之后，納米管技術被便稱為技術研究領域的一項重大突破。碳納米管在強度和導熱、導電性能方面具有優異性能，它們的強度是鋼材的100倍。但直到目前碳納米管仍不具備大批量生產的能力。目前，美國新罕布什爾州Nanocomp科技公司所制造的紡紗長度的納米管已投入商業應用。近期，該公司建造完成10公里長的納米紗線，并交付至一個大型航空制造公司。去年春季，納米紗線成功地進行了防彈測試，該測試令美國五角大樓欣喜不已，納米紗線比凱夫拉爾纖維更輕、更細，可用來制造新一代防彈衣。

10.超級電容

電動汽車最大的問題就是能量存儲，目前的電池性能雖然有顯著提升，但價格仍十分昂貴，充電速度較慢，并且使用壽命有限。科學家提出了一種解決方案——超級電容。它們所存儲的能量不及電池（但至少達到了當前的技術標準），但沒有像電池所具有的缺陷。這意味著超級電容的使用壽命會更長，沒有化學反應所帶來的麻煩和以及電池記憶問題，卻具有更大的耐用性。

多年以來，研究人員一直致力于將超級電容技術更加完美。目前，美國麻省理工學院正在研制納米管基礎的超級電容，而阿爾貢國家實驗室正在開發一種混合型“超級電容”。取得最大突破的是德克薩斯州的EEStor公司，2009年4月，該公司宣布所研制的“超級電容”已通過了關鍵性測試。