五大未来科技，各具特色

王庄林

身处于科技日益精进的时代，我们需要一张科技地图以布局未来，无法认清科技的走向，就抓不住未来的方向。

哪些科技会改变未来生活及产业生态，甚至开启庞大商机?下面就向大家介绍将为我们带来全新视野的五项前瞻科技!

医疗科技：用纸做诊断检验

生产起来便宜、用起来简单，而且在乡下地区耐用的诊断工具，可以拯救世界贫穷地方成千上万条生命。哈佛大学教授怀塞兹将先进的微流体和纸结合起来，生产出一种多用途、用后即丢的检验工具。可用于检查微量的尿液或血液，看看有没有罹患传染病或者慢性病。

做好的成品是一张方形纸，大小和邮票差不多。方形纸的边可以浸入尿液样本，或者压住一滴血，液体接着流经信道，进入试井。视井里面的化学药剂的类型而产生不同的反应，使试纸变成蓝、红、黄或绿色，附着的参考表可用来解读结果。

这张方形纸利用了纸快速吸收液体的同有特性。制造这种装置的第一步，是做一些很小的信道，大概只有一毫米宽，引导液体样本流向试井。怀塞兹和同事让试纸吸收感光光阻剂；紫外线会使光阻剂中的聚合物互连和硬化，每当光打在上面，就会形成防水的长壁。研究人员甚至只要用黑色马克笔画在纸上，放在阳光底下晒，就能做出想要的信道和试井。每一口试井装满不同的溶液，和血液或者尿液中特定的分子起反应，导致颜色发生变化。

试纸容易燃烧，要安全处理用过的检验很简单。虽然试纸诊断已经存在，但怀塞兹的装置却有一大优点：一张方形纸就能执行许多反应，能够诊断多种状况。还有。这种东西小，验血只需要非常少量的样本。使用者刺一下手指头就够了。

怀塞兹正在开发一种检验方法，用以诊断肝功能失常——这可由血液中若干酶含量升高的指针看得出来。为了推广这种技术，2007年，怀塞兹与人在麻萨诸塞州的布鲁克莱恩成立非营利组织，为大家义诊。这个组织计划今年年底左右，在非洲某个国家展开肝功能检验。整支团队希望，即使是没有受过医疗训练的人也能执行检验，再用行动电话把结果拍下来。怀塞兹想要设立一座中心，派驻技术人员和医生。由他们评估传来的照片，然后把医疗建议传回去。

最近，哈佛大学的研究人员在两张试纸之间加上一层穿孔防水胶带，把这些试纸做成三维的诊断装置。一滴液体经南信道进入第一张试纸的试井，然后向下扩散，通过胶带的孔，在第二层试纸的试井中反应。由于能够执行更多的检验。甚至单一的样本也可以进行两步骤的反应，本来需要更复杂的化验，例如使用抗体的方法，才能检测的一些疾病，如疟疾和人类免疫缺乏病毒(HIV)，利用这种装置也能检测出来。不论你要做什么检验，五分钟到半个小时之后，结果就会出来。

研究人员希望这种检验能有更进步的版本，最后可以像印报纸那样，用相同的印刷方法，大量生产试纸。材料成本应该只有三到五美分。霍尔奇说，这种价格“将对运输和能源难以到达地方的医疗水准，产生巨大的冲击”。

硬盘科技：跑道记忆体

2002年4月，IBM把硬盘业务卖给日立时，研究员帕金正在思考接下来要做什么。他这一生，研究的是磁性材料的基本物理特性，有了一连串的发现，促使硬盘机的储存容量增加了数千倍之多。帕金决定着手发展全新的信息储存方式：一种记忆芯片，兼具磁性硬盘的庞大储存容量和电子闪存的耐用性。速度更优于这两者。他把这种新技术叫做“跑道内存”。

帕金说，磁盘驱动器和目前的同态内存技术，基本上是二维的东西，依赖单层的磁位或者晶体管。“这两种技术都是过去50年间发展出来，但他们是把装置愈做愈小，或者发展新的位存取方法而做到这一点，”他说。帕金认为，未来数十年，两种技术都会遭遇它们的规模极限，“我们的构想，和曾经生产出来的任何内存完全不同。”他说，“因为它是三维的。”

其中的关键是一个磁性纳米线u形数组。垂直排列，就像森林中的树木。磁性纳米线中有磁极不同的区，各区之间的界限代表1或0，但到底是1或0，要看界外两区的磁极而定。当自旋极化电流(电子的量子力学“旋转”，往特定的方向走)通过纳米线，整个磁像便会有效往前推，就像汽车在跑道上加速那样。在u的底部，磁界会遇到一对小型的读写装置。

这个简单的设计，有可能结合其他内存技术的最佳特性，同时避开它们的缺点。南于跑道内存是以垂直的纳米线储存资料，相同区域的资料储存量理论上是快闪芯片晶体管的一百倍之多，而且成本相同，还不必用到机械零件，所以比硬盘机还可靠。跑道内存的速度很快，就像DRAM可以用来储存计算机中经常存取的资料。即使没电，它也能储存信息，这是因为没有原子会在读写资料的过程中移动。可以消除纳米线的耗损。

就像有了闪存，体积超小的装置接着问世，用于存放数千首歌曲、照片和其他的资料。跑道内存也有望带出全新一类的电子产品。“更密、更小的内存，可以制造出更密实和更省能源的计算机。”帕金说。此外，拥有庞大资料容量的芯片，可以缩小到一粒灰尘那么大，做成很小的感应器，洒在环境周遭，或者植入病患体内，记录生命征象。

2003年，帕金首次提出跑道内存的概念时，人们认为那是行不通的出色构想。2008年四月之前，没人能沿线移动磁域，却不扰乱它们的方向。但是帕金的团队在当月的《科学》期刊发表论文，指出自旋极化电流会保有原来的磁像。

发表在《科学》期刊上的论文，证明跑道内存的概念是站得住脚的，但那个时候，研究人员只在一条纳米线上移动三位的资料。2008年12月，帕金的团队成功地在纳米线上移动六位，他希望很快就能达到十位，这么一来，跑道内存就和快闪储存有得拼了。如果他的团队能够搬运一百位，跑道内存就可能取代硬盘机。

软件科技：智能型软件助理

许多人总是把一项任务化为一组关键词，上网搜寻所需的工具和信息。但是硅谷新创企业犀利的共同创办人亚当·齐尔想到一种新方法，要让人和网际网络上供应的服务互动：那是“干活的引擎”，不是搜寻引擎。犀利正在研发虚拟的个人助理软件，希望帮助使用者完成任务，而不只是搜集信息。

齐尔是犀利公司负责工程的副总裁。他说，这种软件考虑到使用者所处的情境，非常实用且弹性十足。“想获得能够行动和推理的系统，需要的是能和你互动及了解你心意的系统。”他说。

齐尔表示，近来计算机处理器的能力不断改善，是将这种复杂水准带到消费性产品不可或缺的一环。CALO的许多能力仍然不能塞进这种产品。但由于行动电话的功能愈来愈强。网络的速度愈来愈快，犀利公司的总部可以处理一些事情。并将结果回送使用者，软件因此能够做到以前根本无法完成的任务。

“搜寻已经把它的事情做得非常

好，短期内不可能更上一层楼。”犀利的共同创办人兼执行长戴格·吉特劳斯说，“但我们相信五年后，每个人都会有一位虚拟助理，可以把许多琐碎的任务交给他去做。”

虽然个人助理软件将兼具智能和实用性，该公司并没有那种雄心壮志，想把它做得像人。“我们认为，可以创造一种不可思议的体验，帮助你过生活、解决问题和做事情更有效率。”齐尔说。

但是，犀利永远只是个工具，不想挑衅人类的智能。

能源科技：液态电池

我们还找不到储存大量电力的好方法，所以没办法把太阳能留到晚上用。不过。一种用全液态活性材料做成的新型电池，在储存电力的选择方面，让我们燃起新的希望。根据目前做出来的初型，这些液态电池的成本，不到今天最好电池的三分之一，寿命却要长得多。

与其他的电池不同，这种电池的电极是金属溶液，在电极之间导电的电解液则是溶盐，这就做成了弹性难得一见的装置，能够很快吸收大量的电力。麻省理工学院材料化学教授、电池发明家多纳德-沙多威指出，电极能在电流“十倍高于曾经量测过的任何(电池)情况下”运作。此外，其制作材料也很便宜，生产过程简单。

第一具初型是用绝缘材料包覆容器。研究人员加进溶化原料：底层是锑。中间一层是硫化钠之类的电解液，最上一层是镁。由于每一种材料的密度不同，自然层次分明，也就简化了制造的过程。容器的另一个作用是兼作电流收集器，送出从太阳能板等动力源而来的电子，或者将电子送到电力网，供电给家庭和企业使用。

动力流进电池后。溶解在电解液中的锑化镁会产生镁和锑金属。等到电池放电时，两个电极的金属会溶解，再次形成锑化镁，溶人电解液，使得电解液变大，电极则缩小。

依沙多威的构想，把大型电池用电线连起来，可以形成巨大的电池组。如果要大到能够满足纽约市的尖峰电力需求(约13,000百万瓦)，这些电池将占地约6万平方米。充电所需的太阳能电厂，规模将大到前所未见的地步，不但能够产生足够的电力，满足白天的电力需求，也有够多的过剩动力把电池充饱，以满足夜间的需求。第一座建立起来的系统，可能是将低电力需求期间的能源储存起来，供尖峰需求时使用，因此我们不再需要兴建那么多新电厂和传输电线。

做出最早的初型之后，研究人员改用不同的金属和溶盐。锑化镁溶于电解液的浓度不可能很高，所以起初的一批初型，体积大得失去实用价值(沙多威没透露使用什么新材料，但他说运作原理相同)。研究团队希望五年后这种电池能够商业化上市。

生物科技：生物机器

一只巨大的花金龟飞着，忽上忽下，忽左忽右。这只昆虫身上被植入收讯器、微控制器、微电池，还有六个审慎安装的电极—这些“装备”比一角银币还小，重量低于一片口香糖，工程师们用无线控制这只昆虫。他们从远处送出一阵电流，窜进它的脑部和翅膀的肌肉，要这只机械化花金龟起飞、转弯或者半空中停住。

花金龟的创造者马哈毕兹表示，他希望这种小虫有一天能够携带感应器或其他的装置，到人类或者从事搜救任务的陆地机器人不容易到达的地方。他使用的装置很便宜：材料成本只花五美元，而且大多只要利用现成的电子组件，很容易做好。

马哈毕兹的专长是没计机器和生物系统(从个别细胞到整个生物都有)之间的接口。他希望创造崭新的“生物机器”，利用活细胞耗用极低的能量，就有办法十分精准地动作、通讯和运算。马哈毕兹构想中的装置，能够搜集、操弄、储存从环境而来的信息，并且据而行动；可以取代受损器官的组织，能够自我修复或配合环境而调整形状的桌子，也许是这方面的例子。马哈毕兹甚至提出百年预言：“我敢说这种机器到处都有，它们从细胞衍生出来，却完全用工程技术制成。”

这种遥控花金龟是初步取得的成果，它把视觉、机械和化学信息整合在一起，控制飞行。马哈毕兹的团队为了让花金龟成为实用且复杂的搜救工具，必须研发投入和产出机制，好和这种昆虫的神经系统高效率通讯，以及控制它的神经系统。

由于微制造技术的进步，有了更小的动力来源可用，微机电系统日益精密，马哈毕兹要的接口才有可能做出来。微机电系统这种微小的机械装置可加以组装，做成无线电收发器和微控制器。

花金龟的背部固定一枚特制的电路板上有一具商业化无线收讯器。六个电极刺激器从电路板蛇行进人昆虫的视叶、脑部、左右基部飞行肌。和专跑特制软件的笔记型计算机连接的发讯器，发出讯息给收讯器，把小电脉冲传到视叶，发动飞行，以及传到左右飞行肌。触发昆虫转弯。由于收讯器发出非常高阶的指令给花金龟的神经系统，所以可以只送出飞行开始和结束的讯号，而不必持续发讯要花金龟飞个不停。

有人研发出一些接口，能够远距控制老鼠和其他动物的动作，但是昆虫小得多，更具挑战性。只有极少科学家像马哈毕兹那样充分且深入了解生物学和工程学，成功融合了动物的神经系统和MEMs技术。研究人员正在研制崭新的微刺激器和MEMs无线收讯器，好做更精准的神经定向，甚至做出更小的系统。