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十大新興技術(shù)或?qū)㈩嵏参覀兊纳?/h1>

來源: 科技日報   日期:2020-11-17  責(zé)編: 殷緒江  
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   從電動飛機(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)時稱,這些技術(shù)必須有潛力超越現(xiàn)在,并在將來刺激社會和經(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。世界經(jīng)濟(jì)論壇稱,將通過其技術(shù)先鋒社區(qū)和全球未來理事會網(wǎng)絡(luò)等工作,支持并幫助推動這種對經(jīng)濟(jì)增長和社會未來福祉至關(guān)重要的創(chuàng)新。
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域:打開新大門
   新選出的2020年十大新興技術(shù)中,四項(xiàng)涉及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,新技術(shù)讓我們對未來的醫(yī)學(xué)充滿期待。比如:可以實(shí)現(xiàn)無痛注射和抽血的微針技術(shù),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)。
   還有代替真人臨床試驗(yàn)的虛擬病人。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,計算機(jī)算法進(jìn)行解析得到方程,從而生成一個行為與真實(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估中取代真人,使評估過程更快、更安全、更便宜。
   數(shù)字醫(yī)學(xué)可能不會很快取代醫(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。
   全基因組合成技術(shù),或?qū)⒏淖兗?xì)胞工程。設(shè)計基因序列所需技術(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。
環(huán)保領(lǐng)域:減排受關(guān)注
   在十大新興技術(shù)中,四項(xiàng)涉及環(huán)保領(lǐng)域,這四項(xiàng)技術(shù)又與減少碳排放相關(guān)。比如:能將二氧化碳變廢為寶的太陽能化學(xué)技術(shù)。許多化學(xué)藥品生產(chǎn)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”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。
   另外,電動航空將實(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個電動飛機(jī)項(xiàng)目正在開發(fā)中,主要用于私人、公司和通勤旅行。
   還有可以幫助人類應(yīng)對氣候變化的低碳水泥。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,采用碳捕獲和存儲技術(shù)以消除排放物,以及將水泥從混凝土中全部清除。
   當(dāng)然綠色氫氣技術(shù)也備受關(guān)注,未來這項(xiàng)技術(shù)可以填補(bǔ)可再生能源巨大空白。實(shí)際上,氫氣燃燒時,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,氫氣就變成“綠色”無污染的了。今年早些時候,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。
空間計算和量子傳感領(lǐng)域:開拓新用途
   十大新興技術(shù)中,還有兩項(xiàng)涉及空間計算和量子傳感領(lǐng)域,新技術(shù)將為人們未來生活開拓出新用途。比如:被譽(yù)為下一代的“大事件”——空間計算技術(shù)??臻g計算是將虛擬現(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)字世界的下一個步驟。與VR和AR一樣,它可以對通過云連接的對象進(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時物體的運(yùn)動和交互。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。
   還有可以讓汽車“看見”拐角的量子傳感技術(shù)。想象一下可以“看見”拐角處物體的自動駕駛汽車,或可以監(jiān)視人的大腦活動的便攜式掃描儀。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,并將可能會開拓新的用途。(實(shí)習(xí)記者 張佳欣)





 

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