來源：科技日?qǐng)?bào) 時(shí)間：2020-11-17 09:56:19 作者：張佳欣
世界都在競相研發(fā)新冠肺炎疫苗，前景令人鼓舞，我們可能會(huì)在破紀(jì)錄的時(shí)間內(nèi)研發(fā)出疫苗。但在未來新冠疫情仍在蔓延的情況下，技術(shù)能幫助我們更快地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)嗎？
世界經(jīng)濟(jì)論壇和《科學(xué)美國人》雜志本月10日共同發(fā)布的一份最新報(bào)告——《2020十大新興技術(shù)》表明，答案是肯定的。
數(shù)字復(fù)制品是人類疫苗志愿者的高科技替代品，它可以使臨床試驗(yàn)更快、更安全。但根據(jù)這份報(bào)告，數(shù)字復(fù)制品并不是唯一將撼動(dòng)工業(yè)、醫(yī)療、交通等人類社會(huì)方方面面的創(chuàng)新。
這份報(bào)告揭示了2020年十大新興技術(shù)——由世界經(jīng)濟(jì)論壇和《科學(xué)美國人》雜志召集的國際專家指導(dǎo)小組從75項(xiàng)技術(shù)提名中選出。
從電動(dòng)飛機(jī)到可以“看見”拐角處物體的量子傳感器，專家在篩選這十大新興技術(shù)時(shí)稱，這些技術(shù)必須有潛力超越現(xiàn)在，并在將來刺激社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。它們還必須足夠新穎（也就是說，目前還沒有被廣泛使用），但很可能在未來三到五年內(nèi)產(chǎn)生重大影響。
以下是報(bào)告選出的2020年十大新興技術(shù)。
微針——實(shí)現(xiàn)無痛注射和抽血
這些細(xì)小的針頭不超過一張紙的厚度和一根頭發(fā)的寬度，卻可以幫我們實(shí)現(xiàn)無痛注射和抽血。微針可以穿透皮卻不會(huì)觸碰神經(jīng)末梢，并可以附著在注射器或貼片上，甚至可以混入乳膏中。從此，人們足不出戶就可在家中完成抽血，然后可將血液樣本送到實(shí)驗(yàn)室或當(dāng)場進(jìn)行分析。此外，微針技術(shù)還能節(jié)約設(shè)備和人力成本，讓醫(yī)療服務(wù)不足地區(qū)的人們更易獲得醫(yī)療服務(wù)。
太陽能化學(xué)——將二氧化碳變廢為寶
生產(chǎn)我們依賴的許多化學(xué)藥品都需要化石燃料。但是一種新方法有望通過利用陽光將廢二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用的化學(xué)物質(zhì)來減少化石燃料的排放。近年來，研究人員開發(fā)了能打破二氧化碳中碳與氧之間抗性雙鍵的光催化劑。這意味著我們朝建立“太陽能”精煉廠的方向邁出了關(guān)鍵第一步。該精煉廠可從廢氣中生產(chǎn)有用的化合物，包括“平臺(tái)”分子，這些分子可用作合成各種產(chǎn)品（如藥品、洗滌劑、化肥和紡織品）的原料。
虛擬病人——代替真人臨床試驗(yàn)
如果將真人替換為虛擬的人以使臨床試驗(yàn)更快速、更安全的目標(biāo)聽起來很容易，那么其背后的科學(xué)原理卻絕不簡單：從人體器官的高分辨率圖像中獲取的數(shù)據(jù)被輸入到控制器官功能機(jī)制的復(fù)雜數(shù)學(xué)模型中，然后，計(jì)算機(jī)算法進(jìn)行解析得到方程，從而生成一個(gè)行為與真實(shí)器官一樣的虛擬器官。這種虛擬器官或身體系統(tǒng)可以在最初的藥物和治療評(píng)估中取代真人，使評(píng)估過程更快、更安全、更便宜。
空間計(jì)算——下一代的“大事件”
空間計(jì)算是將虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）應(yīng)用程序整合在一起的物理和數(shù)字世界的下一個(gè)步驟。與VR和AR一樣，它可以對(duì)通過云連接的對(duì)象進(jìn)行數(shù)字化處理，使傳感器和馬達(dá)相互反應(yīng)，并創(chuàng)建真實(shí)世界的數(shù)字表示形式。如今它又增加了空間映射功能，使計(jì)算機(jī)“協(xié)調(diào)器”可以跟蹤和控制人在數(shù)字或物理世界中移動(dòng)時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)和交互。該技術(shù)將為工業(yè)、醫(yī)療、交通和家庭中的人機(jī)交互方式帶來新的發(fā)展方向。
數(shù)字醫(yī)學(xué)——更好地診斷和治療疾病
數(shù)字醫(yī)學(xué)不會(huì)很快取代醫(yī)生，但是監(jiān)視病情或管理療法的應(yīng)用程序可以提高他們的護(hù)理水平，并為獲得醫(yī)療服務(wù)機(jī)會(huì)有限的患者提供支持。許多智能手表已經(jīng)可以檢測出佩戴者的心律是否不規(guī)則，科學(xué)家正在研究類似可以幫助緩解患者呼吸障礙、抑郁、阿爾茨海默氏癥等病癥的工具。含有傳感器的藥丸也正在研發(fā)中，這些藥丸將數(shù)據(jù)發(fā)送到應(yīng)用程序，以幫助檢測體溫、胃出血和癌性DNA等。
電動(dòng)航空——實(shí)現(xiàn)航空旅行脫碳
電力推進(jìn)將使航空旅行減少碳排放，大幅削減燃料成本并降低噪音。從空客(Airbus)到NASA，許多組織都在研究這一領(lǐng)域的技術(shù)，盡管長途電動(dòng)飛行可能仍遙遙無期，并且存在成本和監(jiān)管方面的障礙，但這一領(lǐng)域仍有大量投資。大約有170個(gè)電動(dòng)飛機(jī)項(xiàng)目正在開發(fā)中，主要用于私人、公司和通勤旅行。
低碳水泥——幫助應(yīng)對(duì)氣候變化
如今，全球每年生產(chǎn)約40億噸水泥，而這一過程中燃燒化石燃料的排放量約占全球二氧化碳排放量的8％。隨著未來30年城市化進(jìn)程的加快，這一數(shù)字將增至50億噸。研究人員和初創(chuàng)企業(yè)正在研究低碳方法，包括調(diào)整生產(chǎn)水泥過程中所用成分的平衡，采用碳捕獲和存儲(chǔ)技術(shù)以消除排放物，以及將水泥從混凝土中全部清除。
量子傳感——讓汽車“看見”拐角
想象一下可以“看見”拐角處物體的自動(dòng)駕駛汽車，或可以監(jiān)視人的大腦活動(dòng)的便攜式掃描儀。量子傳感可以使這些想象成為現(xiàn)實(shí)。量子傳感器通過利用物質(zhì)的量子性質(zhì)，以極高的精確度進(jìn)行操作，例如，將處于不同能量狀態(tài)的電子之間的差異用作基本單位。這些系統(tǒng)大多數(shù)都是復(fù)雜且昂貴的，但是科學(xué)家正在開發(fā)更小、更實(shí)惠的設(shè)備，并將可能會(huì)開拓新的用途。
綠色氫氣——填補(bǔ)可再生能源巨大空白
氫氣燃燒時(shí)，唯一的副產(chǎn)品是水，而當(dāng)通過可再生能源進(jìn)行電解制氫時(shí)，氫氣就變成“綠色”無污染的了。今年早些時(shí)候，有人預(yù)測，到2050年，綠色氫能源行業(yè)的潛在市場規(guī)?？赡芙咏?2萬億美元。為什么？因?yàn)樗梢酝ㄟ^幫助降低運(yùn)輸和制造業(yè)等部門的碳含量而在能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用，而這些部門由于需要高能燃料而難以電氣化。
全基因組合成——或?qū)⒏淖兗?xì)胞工程
設(shè)計(jì)基因序列所需技術(shù)的改進(jìn)使打印越來越多的遺傳物質(zhì)和更廣泛地改變基因組成為可能。這可以讓人們深入了解病毒是如何傳播的，或有助于生產(chǎn)疫苗和其他治療方法。在未來，它可以幫助可持續(xù)地從生物質(zhì)或廢氣中生產(chǎn)化學(xué)品、燃料或建筑材料。它甚至可以讓科學(xué)家設(shè)計(jì)抗病原體的植物，或者讓我們編寫自己的基因組。這為遺傳病的治療打開了新大門。
世界經(jīng)濟(jì)論壇稱，將通過其技術(shù)先鋒社區(qū)和全球未來理事會(huì)網(wǎng)絡(luò)等工作，支持并幫助推動(dòng)這種對(duì)經(jīng)濟(jì)增長和社會(huì)未來福祉至關(guān)重要的創(chuàng)新。
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責(zé)任編輯：姚治