近日,据外媒报道,科普期刊《科学美国人》与世界经济论坛组织领先技术专家组成的国际指导小组,评选出2019年的“十大新兴技术”。

1.环境:生物塑料可以解决严重污染问题

根据世界经济论坛的数据,仅2014年就产生了3.11亿公吨的塑料垃圾,预计到2050年将增加三倍。但是,只有不到15 %的塑料得到了回收,其余大部分都被焚化、掩埋或被丢弃在环境中。

可生物降解的塑料可以缓解污染,有助于实现“循环”塑料经济的目标??缮锝到馑芰显醋陨镏什⒆镏?,用纤维素或木质素(植物中的干物质)生产塑料是最新的研究趋势。

2.工程:社交机器人与他人和谐相处

人工智能的进步使机器人能够识别声音、面部表情和情绪,解读语音、手势、眼神接触,对复杂的言语和非言语提示做出适当反应,并通过反馈、奖励和批评来学习适应人们的需求。

社交机器人填补了各种各样的角色,提供像酒店入住、机场帮助、购物帮助和快餐结帐等服务?;箍梢云鸬交航饧膊?、护理病人等作用。预计到2025年底,机器人市场规模有望增长到190亿美元,每年售出超过6500万台机器人。

3.工程:元透镜使微型光学器件成为可能

科学家发现了“元透镜”的可能性?!霸妇怠庇刹蛔阄⒚椎钠教贡砻孀槌?,表面覆盖有一系列纳米尺度的凹凸物体?!霸妇怠狈浅1?,可以一个接一个地堆在一起,而总体体积却不会有明显的增加。

研究人员已经展示了由“元透镜”堆叠而成的光学设备,如光谱仪和偏振仪。这些镜头可以使显微镜和其他实验室工具以及消费产品(例如相机,虚拟现实头戴式耳机和用于物联网的光学传感器)的尺寸进一步缩小。

4.工程:医疗与生物技术,特殊蛋白质是癌症和痴呆症药物的希望。

几十年前,科学家们发现了“无序蛋白”(IDPs), 当它们无法正常运作时,疾病就会接踵而至。导致癌症的无序蛋白(包括c-Myc、p53和k-ras)已被证明是难以治愈的,因为大多数药物都以稳定的结构作为目标。

但是这种情况正在发生变化。如治疗多发性骨髓瘤和小细胞肺癌的蛋白质抑制剂,针对阿尔茨海默症tau蛋白混乱的小分子等新药物不断出现??赡茉谖蠢慈轿迥?,“无序蛋白”将最终成为靶向治疗药物的对象。

5.环境:智慧型施肥可以减少环境污染

为了养活世界上不断增长的人口,农民需要提高作物产量。传统施肥效率低下并且有损环境,人们开发出了可以“控制释放”的肥料,让肥料随着土壤温度、酸度或水分的变化,精确改变养分释放速率。

除了结合数据分析、人工智能和各种传感器系统之外,还可以通过部署自动车辆,按指定数量和位置输送养分,提高作物产量,最大限度地减少过量养分的释放。

6.计算:“协作式远程”使距离没有意义

Skype和FaceTime等视频通话应用程序,以及大型多人在线游戏已经从根本上改变了人们在互联网上的互动方式,“协作式远程呈现”可能会改变人们在商业和其他领域的虚拟互动方式。

电信公司正推出5G网络,用先进的传感器来处理海量数据,从而避免延迟。创新者们正在完善技术,使人们能够远程进行身体互动,其中包括触觉传感器。

7.公共健康:食品跟踪将拯救生命和减少浪费

据世卫组织数据,每年大约有6亿人食物中毒,其中42万人死亡。当病情爆发时,调查人员需要花费数天或数周时间追踪其源头。在这段时间中,更多的人会中毒,大量未受污染的食物可能会随着受污染的食物一起被丢弃。

区块链技术开始用于解决食物追踪问题。新型食品包装也提供新方法来确定食品是否在适当的温度下储存,以及它们是否开始变质。正在开发的小型传感器,可以监测托盘、箱子或单独包装的食品的质量和安全。

8.能源:更安全的核反应堆即将出现

控制大气中的碳需要多种能源技术结合,其中就包括核反应堆,但该技术被认为有较大的风险。现在这种风险可以大大降低,制造商正在加速开发“耐事故燃料”,这种燃料不太会过热,只能生产很少或根本不能生产氢气。

制造商正在开发“第四代”模型,使用液态钠或熔盐代替水来传递裂变产生的热量,消除产生氢的危险。中国已在实验室规模全面掌握这全新领域的核心技术,相关产业链雏形基本形成,预计将于2030年后在全球率先实现商业应用。

9.医学与生物技术:DNA数据存储比你想象得要近

到2020年,全球每人每秒将产生1.7兆字节的数据,也就是说,假设世界人口为78亿,一年大约会产生4180亿TB的信息量。目前的磁性或光学数据存储系统只能在为期一个世纪的时间里容纳这些信息量。

一种代替硬盘的存储方法取得了新进展:基于DNA的数据存储。DNA是生命的信息存储材料,由长链的核苷酸a、t、c和g组成。数据可以以这些字母的顺序存储,将DNA转化为一种新的信息技术形式。

10.能源:公用事业规模的能源储存使可再生电网成为可能

风能、太阳能和其他非水力发电的可再生能源将成为未来两年电力组合中增长最快的部分。但是,这些能源的间歇性意味着电力公司需要一种方法,在没有太阳照耀、风平浪静的时候,将能源储下来。

这种需求增加了人们对锂离子电池的兴趣。2012年以来,该电池的电力成本已下降了76%,较低的价格使它能与由天然气供电的发电厂竞争。锂离子电池能源存储市场预计到2020年可以翻两番。

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责任编辑:ugmbbc

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《科学美国人》2019年十大新兴技术盘点

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