2019年全球十大突破性技術

李雨蒙

近日，《麻省理工科技評論》推出了2019 年的“全球十大突破性技術”榜單，今年與往年不同的是邀請比爾·蓋茨作為客座評選人，全程參與評選工作。

靈巧機器人?Robot dexterity

如果機器人能夠學會處理復雜的真實世界，那么它們就能完成更多的事情。現在，舊金山的非盈利組織?OpenAI 就推出了一套AI系統Dactyl，并已經成功操控一個機器手讓它靈活地翻轉一塊積木。這套神經網絡軟件能夠通過強化學習，讓機器人在模擬的環境中學會抓取并轉動積木后，再讓機器手進行實際操作。這套軟件開始時會進行隨機的嘗試，并在不斷地接近最終目標的過程中逐漸加強網絡內部的連接。

核能新浪潮?New wave nuclear power

先進的核聚變和核裂變反應堆正在慢慢走近現實。在過去的一年中，新型核反應堆快速發展，核能的使用變得更加安全，成本也更低。新型反應堆的發展包括：顛覆傳統設計的第四代核裂變反應堆、小型模塊化反應堆，以及似乎永遠也無法實現的核聚變反應堆。由于核聚變反應堆不會出現堆芯熔毀，也不會產生衰變期長、放射性高的核廢料，它所面臨的公眾抵制會比常規核反應堆少很多。

早產預測Predicting preemies

一項簡單的血液測試就可以預測孕婦是否有早產的危險。人體的基因物質大多存在于細胞之中，但是一小部分由垂死細胞釋放出無細胞DNA 和RNA（核糖核酸）也同時存在于我們的血液之中。新技術能夠更加簡單的探測和排序少量血液中無細胞的基因物質。通過排序母體血液中的自由體RNA，Quake能夠觀察到與早產有關的7個基因表達波動情況，從而鑒定孕婦是否會出現早產。一旦發出早產警告，醫生就可以做出相應措施避免或推遲早產，為胎兒贏得更好的出生時機。

腸道顯微膠囊Gut probe in a pill

微型、可吞咽的設備能夠在無麻醉的情況下，捕獲腸道內的細節影像，嬰幼兒也可以使用。Tearney 的可吞咽膠囊裝有微型顯微鏡。它們被系在一個可彎曲、可供電和照明的線型導管上，將內體的圖像傳至帶有監視器的操作器內。這枚藥丸可以被重復利用和消毒。Tearney包含多項技術，能夠以單細胞分辨率反映消化道的整體表面，或是捕獲幾毫米深的3D橫截畫面。

定制癌癥疫苗?Custom cancer vaccines

傳統化學療法對健康細胞有很大影響，而且對腫瘤的治療效果并不總是理想。目前，科學家正處于將首支個性定制疫苗商業化的關鍵時刻。該疫苗就的確能夠通過腫瘤獨特的突變觸發人體免疫系統對其進行識別，進而可以有效阻止多種癌癥的發生。更重要的是，與傳統化學療法不同，疫苗通過人體天然的防御系統來選擇性地破壞腫瘤細胞的，對健康細胞的損害很小。此外，在初始治療后，攻擊性免疫細胞將也會對游離的癌細胞保持警惕。

人造肉漢堡?The cow-free burger

人造肉的出現，可以緩解畜牧業生產造成的毀滅性的森林砍伐、水污染和溫室氣體排放。實驗室培養的人造肉和植物制成的素肉就可能是抑制環境惡化的最好辦法之一。人造肉是從動物身上提取肌肉組織，然后放入生物反應器進行培育。雖然最終成品的口感可能還需要進一步改進，但從外觀上來看，已經與我們正常食用的肉差不多了。目前，荷蘭馬斯特里赫大學的研究人員正在努力進行實驗室人造肉的量產工作。

捕獲二氧化碳Carbon dioxide catcher

實際且經濟捕獲二氧化碳的方式，可吸收過多的溫室氣體。即使我們減緩二氧化碳的排放，溫室氣體的溫室效應同樣也會持續數千年的時間。哈佛大學氣候科學家David Keith經過計算后，發現了一種稱為直接空氣捕獲（Direct Air Capture，DAC）的方法，理論上可以用機器將搜集二氧化碳的成本降至每噸?100 美元以下。直接從大氣中吸取?二氧化碳，是一種應對氣候變化的高難度辦法，但我們已經沒有太多的選擇了。

無下水道衛生間Sanitation without sewers

節能廁所在沒有下水系統的情況下依然能夠運行處理排泄物。由于缺少廁所，造成的細菌傳播，疾病的傳染，使得全球有1/9的兒童死瘧疾、霍亂等疾病。目前南佛羅里達大學的研究人員正在研究一款新型廁所-New Generator，這種廁所可以利用厭氧膜過濾和分解污染物。而另一家公司則是將排泄物加熱轉化為含碳物質，作為土壤肥料。?而接下來的挑戰就是研究出適應不同規模社區的無下水道廁所。

流暢對話AI助理

最近的AI研究取得了飛速的進步，研究者們正在不斷擴展數字AI的功能。目前這些技術發展與語言功能相結合，讓我們從給予AI助手簡單的指令，發展到能與他們進行簡單的對話。它們將處理我們日常的生活細節，比如會議記錄，查詢信息，或是網上購物，現在一些公司已經推出了這樣的技術，比如谷歌的duplex， 谷歌仿人類的升級版助手，它們能接聽你的電話顯示出垃圾騷擾電話和電話推銷，為你打電話預定餐廳或做頭發。

可穿戴心電儀?An ECG on your wrist

人們可以更方便地通過可穿戴設備持續監測自己的心臟健康狀況。近年來，隨著監管部門新法規的出臺，有關心臟監測的可穿戴設備陸續問世。硅谷AliveCor公司最近就推出了一款與蘋果兼容的腕表可以監測出心房顫動的情況，同時也能判斷出導致血栓和中風的可能性。這類可穿戴技術方便醫生在病人心臟病或中風發作之前，依靠裝置傳輸的信息，就能夠判斷出心臟的異常，幫助病人即使就診甚至挽救生命。

編譯自《麻省理工科技評論》

（責任編輯?姜懿翀）