盤點(diǎn)：2014年有望實(shí)現(xiàn)的十大前沿技術(shù)

盤點(diǎn)：2014年有望實(shí)現(xiàn)的十大前沿技術(shù)

這份報(bào)告的撰寫者努巴?阿費(fèi)彥(NoubarAfeyan)指出：“技術(shù)可能已經(jīng)成為現(xiàn)代世界發(fā)展變化最具標(biāo)志性的代表。面對資源稀缺和全球環(huán)境變化等一系列問題，正面的技術(shù)突破能夠?yàn)榇嬖谟谖覀冞@個時代的全球最具迫切的挑戰(zhàn)提供創(chuàng)新的解決方案。通過強(qiáng)調(diào)最重要的技術(shù)突破，全球議程理事會旨在提高人們對這些技術(shù)的意識，并希望在縮小投資、監(jiān)管和公眾理解力之間距離方面做出自己的貢獻(xiàn)。”1.根據(jù)身體調(diào)節(jié)的可穿戴技術(shù)新一代的可穿戴設(shè)備將采用根據(jù)身體進(jìn)行調(diào)節(jié)的相關(guān)技術(shù)。這些設(shè)備的體積極為小巧，裝有很多個傳感器和一套反饋系統(tǒng)，并將自身隱藏在強(qiáng)大的功能性外表之下，以便讓用戶更好地接受。此類“隱形”設(shè)備包括能夠檢測心率的耳塞、隱藏在外衣內(nèi)部用于追蹤動作的傳感器、跟蹤健康體征的暫時性紋身以及借助GPS指向通過發(fā)出振動提醒的觸感式鞋底。這些設(shè)備的應(yīng)用范圍也非常廣泛：接觸式鞋底目前被用來幫助盲人導(dǎo)盲，佩戴GoogleGlass的腫瘤醫(yī)生則可以在手術(shù)過程中通過語音輸入來查看患者的醫(yī)療記錄和其他可視信息。2.納米結(jié)構(gòu)碳合物技術(shù)快速增長的全球汽車數(shù)量使汽車排放成為一個非常嚴(yán)峻的環(huán)境問題，因此提高交通運(yùn)營效率是降低排放的一個有效途徑。3.海水采礦技術(shù)(從鹽水中獲得金屬物質(zhì))隨著淡水資源的日益萎縮，海水淡化已經(jīng)成為獲取淡水的一種替代方法。然而淡化過程卻存在著嚴(yán)重缺陷。除了要消耗大量能源以外，這一過程還會產(chǎn)生大量的濃縮鹽水，而排放回海水中的濃縮鹽水對給海洋生物的生存環(huán)境造成嚴(yán)重影響。而解決這一問題最具前景的方法可能是：我們不應(yīng)該將海水淡化后產(chǎn)生的濃縮鹽水視為廢物排放掉，而是把它視為提煉貴金屬的一種資源。濃縮鹽水中含有鋰、鎂、鈾等貴金屬以及鈉、鈣和鉀等普通金屬元素。4.將電力儲存在電網(wǎng)上的技術(shù)電力資源無法直接存儲起來，而風(fēng)能發(fā)電和太陽能發(fā)電由于受到自然條件的限制而無法持續(xù)供電。雖然水利發(fā)電可以解決持續(xù)供電的難題，但其成本高昂、受環(huán)境制約以及完全依賴地質(zhì)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)也顯而易見。而一系列新技術(shù)的應(yīng)用有望徹底解決電力無法存儲的難題。比如，液流電池(FlowBattery)是電池的正負(fù)極或某一極活性物質(zhì)為液態(tài)流體氧化還原電對的一種電池。它能夠像存儲煤炭和天然氣一樣存儲液體化學(xué)能量。新近發(fā)明的石墨烯超級電容器(Graphenesupercapacitor)使電池完成一次快速充電就能夠循環(huán)放電數(shù)萬次成為可能。5.納米線鋰電池技術(shù)納米線鋰電池能夠更加快速地完成充滿電過程，同時還能夠比目前的鋰離子電池多釋放出30%到40%的電量。因此，這種下一代電池有望徹底改變電動汽車市場的面貌，同時還能讓太陽能轉(zhuǎn)化的電能進(jìn)入千家萬戶。硅基陽極電池預(yù)計(jì)將在未來兩年里應(yīng)用到智能手機(jī)中。6.不依賴屏幕的顯示技術(shù)隨著電子設(shè)備已經(jīng)日趨小型化，人們很難在智能手機(jī)屏幕上打出一篇小說來。而無屏幕的顯示技術(shù)則可以將全鍵盤投影到一個更大的表面以便用戶使用。無屏幕顯示技術(shù)還可以通過將影像直接投射到人的視網(wǎng)膜上來實(shí)現(xiàn)，這不僅省去了笨重的硬件設(shè)備，而且還有助于保護(hù)個人隱私。視網(wǎng)膜顯示技術(shù)在2013年取得了非?？斓倪M(jìn)步，而且似乎注定會在無屏幕顯示市場得到大范圍配置。很多公司都已經(jīng)在該領(lǐng)域取得了非常重大的突破，其中包括虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式耳機(jī)產(chǎn)品、仿生隱形眼鏡、為老人和半盲人開發(fā)的手機(jī)以及全息視頻。7.人體菌群療法在過去幾年里，人體菌群一直是科學(xué)家研究的熱點(diǎn)對象。由美國國家衛(wèi)生研究院(NationalInstitutesofHealth)資助的人類微生物組工程(HumanMicrobiomeProjec)在2012年發(fā)布的報(bào)告中披露，有1萬多種微生物存在于人體的生態(tài)系統(tǒng)中。一方面，大量的菌群在人類生命過程中扮演著非常重要的角色：比如腸道菌群就可以幫助人們消化食物并吸收重要的營養(yǎng)物質(zhì)；但另一方面，人體中幾乎無處不在的病菌有時也會變身為有毒菌株，并引發(fā)疾病甚至導(dǎo)致死亡?，F(xiàn)在，研究人員把重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到腸道菌群及其在治療傳染病、肥胖癥、糖尿病和腸炎等病癥的作用方面?，F(xiàn)在人們已經(jīng)充分意識到，抗生素療法會破壞腸道菌群平衡，進(jìn)而會導(dǎo)致很多并發(fā)癥，比如會導(dǎo)致危及生命的艱難梭狀芽胞桿菌(Clostridiumdifficile)感染。另一方面，由健康腸道菌群組成的新一代療法正在進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，并有望改進(jìn)現(xiàn)代醫(yī)療診治水平。人體菌群技術(shù)突破很明顯為治療嚴(yán)重疾病開辟的全新的途徑，并將改善人類種族的整體健康水平。8.針對癌癥和傳染病的RNA基因介入療法蛋白質(zhì)合成一直是導(dǎo)致多數(shù)人類疾病和紊亂的重要因素，而RNA基因介入療法則長期以來被認(rèn)為有能力治療傳統(tǒng)藥物療法無法提供幫助的疾病。在過去一年里，生物醫(yī)療領(lǐng)域再次成為研究人員的重點(diǎn)。在2014年之前，已經(jīng)有兩種RNA基因療法被正式批準(zhǔn)。以RNA基因介入機(jī)制為基礎(chǔ)的藥物可以幫助治療基因紊亂、癌癥和傳染性疾病。新一代RNA基因藥物能夠降低天然蛋白質(zhì)的合成數(shù)量，并能夠促進(jìn)優(yōu)化、有治療效果的蛋白質(zhì)的活體生成。在與大型制藥公司和科研機(jī)構(gòu)的合作下，數(shù)家旨在開發(fā)RNA基因療法的私有制公司已經(jīng)宣布成立。在未來幾年里，我們希望這一醫(yī)療領(lǐng)域能夠在治療疑難雜癥方面向傳統(tǒng)制藥業(yè)迅速發(fā)起挑戰(zhàn)。9.自我量化分析預(yù)測技術(shù)自我量化技術(shù)已經(jīng)存在多年，它能夠持續(xù)收集人們每日的活動數(shù)據(jù)以幫助人們做出更好的健康和行為決定。然而，隨著當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，自我量化技術(shù)已經(jīng)在更加廣闊的領(lǐng)域發(fā)揮作用。智能手機(jī)記錄了人們活動的海量數(shù)據(jù)，包括聯(lián)系人(聯(lián)系人列表和社交網(wǎng)站應(yīng)用)、通話人(通話記錄、信息記錄和電子郵件記錄)、常去的地方(GPS定位、Wi-Fi登陸記錄和地點(diǎn)標(biāo)簽照片)以及活動記錄(應(yīng)用程序和加速數(shù)據(jù))?；谶@些數(shù)據(jù)和專業(yè)化機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立起來的人們及其行為的分析預(yù)測技術(shù)有助于我們進(jìn)行城市規(guī)劃、追求可持續(xù)發(fā)展和提高醫(yī)療診斷結(jié)果。10.腦控電腦技術(shù)腦控電腦技術(shù)正在一步步接近現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。電腦可以借助腦機(jī)接口(Brain-ComputerInterface，BCI)技術(shù)來讀取和分析從大腦中直接發(fā)出的信號。BCI已經(jīng)取得了臨床成功。四肢癱瘓患者和中風(fēng)患者已經(jīng)能夠通過腦電波控制機(jī)器人幫助他們移動輪椅，甚至是喝咖啡。此外，直接的腦部植入技術(shù)也已經(jīng)幫助全盲患者恢復(fù)了部分視力。近期的研究重點(diǎn)一直是探索使用BCI技術(shù)