创新改变生活：2015十大新兴技术

Bernard Meyerson

创新改变生活：2015十大新兴技术

Bernard Meyerson

从零排放的氢燃料汽车到按照人脑设计的电脑芯片，看创新如何改进生活，改变工业并保护我们的星球

技术或许是现代社会最伟大的变革者。虽然新兴技术的商业化存在一定的风险，但每一次的突破都将给我们的时代提供最紧迫的问题解决方案。近期，由世界经济论坛发布的2015年10大新兴技术榜单出炉。从零排放的氢燃料汽车到按照人脑设计的电脑芯片，看创新如何改进生活，改变工业并保护我们的星球。

燃料电池汽车

相比于电动车和传统气油车，燃料电池汽车有更大的优势。市场预计，燃料电池汽车的价格在市场化的初期会在7万美元左右。

燃料电池有着非常长的巡航距离，一箱氢最远可到650公里；一次氢能源的补充只需要3分钟。氢是一种清洁燃烧的物质，只产生水蒸汽作为尾气，所以氢燃料电池车是零排放的，在需要减少空气污染的情况下，这一点非常重要。

面向主流市场的燃料电池车是一个非常有吸引力的愿景，因为这些汽车将可以把现有车辆在行驶距离和补充燃料上的优势和个人交通的可持续发展结合起来。可以预计，近十年将有几百辆氢能源燃料电池车的出现。

下一代机器人

新的机器化时代将把机器人从大型的生产组装线上带走，带入非常宽泛的任务中。就像智能手机一样，使用GPS技术，机器人开始在精细农业中得到应用，如完成杂草控制和收获任务。在日本，机器人开始尝试做护理工作，比如协助一个中风病人恢复对肢体的控制。更加小巧灵活的机器人，比如Dexter Bot, Baxter 以及 LBR iiwa，被设计来简单编程并且完成高强度的制造任务或不适合人类身体的任务。

诚然，机器人是理想的进行重复或者危险的工作的人工替代者，不仅可以工作24小时，而且费用也比工人便宜。

可回收的热塑性塑料

2014年，美国《科学》杂志的一篇文章表示，发现了一种新的可回收的热固塑料。这种塑料被叫做poly(hexahydrotriazine)s，简称PHTs，它们可以被强酸溶解，高分子链可以被重新打破成为一个个小分子，并且可以重新链接成新的产品。像传统的不可回收的热固性塑料一样，这种新的结构非常坚硬，耐热并且耐磨，与它的前辈们一样具有应用的潜力。

这项创新虽然不能保证100%的回收利用率，但如果被大规模利用，对推进循环经济，并且大量减少填埋的塑料垃圾有很大的影响。

精确基因工程技术

最近作物的基因工程依靠的是农杆菌(agrobacterium tumefaciens)来转移需要的DNA。这项技术被证明是可靠的，虽然公众非常恐惧，但是科学界有着一致的认识，用这项技术进行基因改造并不比传统的育种方式更有风险。虽然农杆菌很有用，但是更加精确和多样的基因编辑技术近年来才被发展出来。

这些技术包括了ZFNs, TALENs以及最近的CRISPR–Cas9 系统，该系统在细菌中以对抗病毒的机理演化。CRISPR–Cas9 使用RNA分子来定位DNA，切割用户选择的段落。这个技术可以使不需要的基因无用化或者将其修饰成一种功能上不能被辨别的基因。

增材制造

下一个阶段的增材制造的重点将是3D打印集成电路原件，比如电路板。纳米尺度的电脑部件，比如处理器，现在很难用这种方法制造，因为将不同材料制造的电子元件组装起来现在还是一个挑战。在其他领域，4D打印现在被认为可以带来新一代的产品，这些产品可以通过自我替换来对环境（热度和湿度）做出反应。这可能应用在衣物和鞋上，也可以运用在健康产品中，比如人体内的可变形植入物。现在，它还是一个初生的技术，只在航天，汽车以及医疗领域有所运用。

应变人工智能

人工智能和一般的软件与硬件不同，使机器可以很精确的对变化的环境做出反应。应变AI更进一步。增强之后的AI将实现非常显著的产能提升，这个提升通过让机器接管并且更好的完成一些人类的任务来达成。

举例来说，应变AI的自动飞行器可能会替换大部分的人类快递员，无人驾驶的出租车将使得原来的的士非常多余。

配给式的制造业

配给式的制造业会将颠覆我们制造以及运输产品的方式。以制造一张椅子举例，与其从原木到制作都在中心工厂完成，数字版本的计划是将可以配给到本地经销商那里的椅子部件用一种叫做CNC挖槽机的工具切割成形，并配送过去。之后部件可以被客户或者当地组装。已经在使用这种方式的模板是AtFAB，一家美国家具公司。

配给式的制造将会鼓励标准化的产品更加的多元化，比如智能手机以及汽车。刻度并不客观：一家英国公司，Facit Homes使用个人化的设计以及3D打印来制造个性化的房屋。

“感知并且避免”飞行器

通过可信任的自动化以及碰撞躲避系统，飞行器群可以开始接手一些过于危险或者偏远的任务：检查电源线，或者紧急递送医疗用品。飞行器运输工具可以找到对他们来说最优的路线，并且知道其他飞行器和障碍的情况。农用自动飞行器群可以收集并且处理数量巨大的视效数据，使得精确有效率施肥和灌溉成为可能。

2014年，Intel 以及 Ascending Technologies一同展示了共同协作飞行的飞行器的原型机，他们可以探测到台上的障碍以及自动的躲避进入他们路线的行人。

神经形态技术的电脑芯片

神经拟态系统将会是下一代的强力计算机，将拥有极其快的处理速度以及更好的机器学习能力。IBM的百万神经元，TrueNorth芯片，在2014年8月发布了原型，在某些任务上它比传统的芯片强上百倍，并且第一次和人类的大脑皮层类似。随着更多的计算能力，以及更少的能量和空间的占用，神经拟态芯片将通过更小的智能设备来推动下一个阶段的小型化和人工智能。

可能的应用包括，飞行器能更好的对视觉提醒做出反应，更多更好的智能相机和智能手机，以及巨量的数据带来的对金融市场和气候预报更深的理解。电脑将可以预测并学习，不仅仅是对预先编好的程序做反应。

数字化基因组

今天你的基因只需要几分钟、几百美元就可以测序并数字化储存起来。结果可以用优盘传输到你的笔记本电脑里，并可以通过互联网轻松共享。这项可以轻松并便宜地确定我们个人的独特基因技术给了更个人化，更有效率的医疗保健一个很有前途的革命性的未来。

通过数字化，医生可以通过肿瘤的基因情况来制定病人的治疗方案。这项新的技术用事业让精密医疗成为了现实，因为这项技术实现了高指向性的治疗手段，并能够帮助抗击癌症。