十项新兴科技影响未来

文/IBM首席创新官 Bernard Meyerson 编辑/ 王菲

18位科学家评选出的10项新兴科技正在影响着世界发展和产业变革

近日，在2015年世界经济新兴论坛新兴技术跨界理事会上，18位科学家评选出了2015年十大新兴技术榜单。这些技术正在或者即将影响着世界发展和产业变革。

分布式制造

影响：未来的工厂将是在线式的

分布式制造正在打开局面。在传统的制造业中，原材料送到大型中央工厂里，在那里组装加工成相同的成品再送到客户手上。而在分布式工厂里，原材料和制作方式是分开的，制造出的成品非常接近最终客户。

从本质上，这个想法是用数字信息尽可能多地替代材料供应链。例如，想要制造一把椅子，不再是把采购木头和制造椅子都放在工厂里，而是将组成椅子的各部件的切割数字计划发布到使用电脑切割工具如CNC路由的本地制造企业。消费者或者本地制作工坊可以自行组装这些部件，使其变成成品。已经使用这种模式的公司是美国的一家家具公司At Fab。

分布式生产在更有效地使用资源，减少集中式工厂内的容量浪费方面被寄予希望。通过减少建立第一个原型和产品所需的资本，它同样降低了进入市场的门槛。重要的是，它会减少制造业对整体环境的影响：数字信息通过Web传送，而不是实物产品通过道路、铁路货水路传送；原材料来源于当地进一步减少了运输所需的能源。

然而，并不是所有东西都能用分布式生产方式来制作，而传统制造业和供应链仍会存在，以保证大部分非常重要而又复杂的消费品的生产。

积材制造

影响：4D打印有望带来新一代产品

积材制造也被译为积层制造，主要是指3D打印。如名称所示，积材制造与减材制造（subtractive manufacturing）意义相反。后者指的是传统制造方式：为了想要的形状，要从一块更大的材料（木料、金属、石头及其他）消减或去除若干层。而积材制造利用数字模板（a digital template），以松散材料（液体或粉状）为基础，逐层叠加成三维造型。

与批量生产产品不同，三维打印能够根据最终用户需求，高度量身定制。隐适美公司（Invisalign）就是个例子，可根据电脑制图中用户牙齿形状，定制合乎嘴型、近乎透明的牙齿矫正器。

积材打印的下一个重要发展阶段将是集成电子部件的3D打印，比如电路板。纳米级电脑部件比如处理器，很难采用3D打印方式，因为将电子部件与其他多种不同材料制作的部件拼接起来非常困难。在其他领域，4D打印有望带来新一代产品，它能随周围环境的变化（比如温度和空气湿度）而发生变化。这种技术在服装或鞋类产品以及保健品，比如能够随着人体环境变化而变化的人体移植物等方面，将会大有作为。

与分布式制造一样，积材制造正对传统加工、供应链构成颠覆性破坏。如今，这项技术仍处于初期阶段，主要用于汽车、航空和医学领域。随着更多商机的不断涌现，技术创新不断拉近它与大众市场的距离，这项技术有望在今后十年获得迅猛发展。

新一代机器人走下生产线

影响：让人们反思人与机器的关系

人们早就预见了一个由机器人全面接管日常繁重工作的未来世界。然而，现在机器人仅被限于流水线以及其他可控性工作。尽管我们已经严重依赖机器人（比如汽车制造业），但由于机器人体型巨大，对与之合作的工人构成威胁，他们不得不被安全设施隔离开。

机器人科技的长足进步使日常现实中的人与机器人合作成为可能。更好、更便宜的传感器能让机器人更加“理解”环境并对之作出反应。受复杂生物结构超凡灵活性、适应性的启发（比如人的手），机器人身体也变得更加灵活，适应性也更强。借助云计算革命，机器人能够远距离接收指令、信息，因此没必要将之设计成一个完全独立的单元。

机器人新纪元将会让这些机器离开大型制造厂商的生产线，帮助人类完成生活中的一系列任务。借助GPS技术，就像智能手机一样，人们开始将机器人用于精准化农业，比如杂草控制与收获。在日本，机器人也被用于护理领域，比如，帮助病人起床，加强中风患者肢体控制力。更小但更精巧的机器人，比如Dexter机器人、Baxter机器人以及LBR iiwa，易于编程，主要用来处理一些繁重或人类不宜完成的工作。

实际上，机器人很适合不断重复的或很危险的工作，它能连续工作24小时，薪水还比人工低。现实生活中，新一代机器人会和人类合作而不是取代人力。考虑到未来可能取得的设计进步以及人工智能的发展，人类必要的参与与监管至关重要。

尽管之前几波自动化风潮均促进了生产力的发展和提高，整体经济也因此受益，机器人有一天接管人类工作的风险将仍然存在。几十年来，人们一直担心失控的网络机器人会联合起来，随着新一代机器人与网络的链接，这种恐惧越发明显。不过，与此同时，当人们将家务琐事分派给机器人来完成时，熟悉将会取代恐惧。毫无疑问，新一代机器人会让人们反思人与机器的关系。

自然人工智能

影响：人与机器之间的差距在快速缩小

人工智能（AI），简单来说就是研究用计算机来做人类能够做的事的科学。过去几年，AI发展显著：现在我们大部分都是用可以识别语音的智能手机，或者利用图像识别技术快速通过机场入境处。自动驾驶的汽车和自动无人机正处于大规模应用前的测试阶段，在某些特定的学习和记忆任务方面，机器的表现超越人类。

对比普通的软硬件，人工智能允许一台机器感知并对变化的环境作出回应。自然AI更进一步，通过吸取大量的信息，机器可以自主学习，自主发展。以NELL（Never-Ending Language Learning）为例，这个永不结束的语言学习项目来自卡耐基梅隆大学，该系统不仅可以通过浏览上亿网页以获取真实的信息，还试图在该过程中提高阅读理解能力，使得自身在未来做得更好。

长期以来人来都对AI怀有科幻噩梦，AI确实会带来风险——最显著的就是超智能机器有一天也许会超越并且奴役人类。虽然几十年过去了，专家们越发重视这个问题了，很多专家签署了一封公开信以引导AI远离潜在的陷阱。更简单地说，由智能计算机替代人工引起经济变化可能会加剧社会不平等，威胁到现有的工作机会。例如，无人机会代替大部分人工运输机，而自动驾驶短期出租车辆会使出租车越来越无用。

另一方面，自然AI可能会使那些只限于人类的属性——创造性、情感以及私人关系更加有价值。随着机器在智力方面的成长，技术也在不断挑战我们的观念：人与机器之间的差距在快速缩小，风险与机遇共存，作为人类该如何是好？

可循环利用的热固性塑料

影响：一种新的塑料，告别垃圾填埋

塑料分为两种：热塑性塑料和热固性塑料。前者能够反复多次加热成型，从孩子的玩具到洗手间的马桶，热塑性塑料运用广泛。由于能够融化重新塑形，通常，热塑性塑料也可以回收重新利用。然而，热固性塑料经加热后，只能塑形一次，此后，即使遭受高温高压，它依然能够维持原形。

由于这种耐久性、热固性塑料在现代社会中举足轻重。他们被广泛用于许多产品，从移动手机到电路板以及航空工业。但是，这个特点也使得它们难以被回收利用。结果，人们不得不填埋这些热固性聚合物垃圾。考虑到可持续发展，我们迫切需要重新循环利用热固性塑料。

2014年，《科学》杂志发表了一篇具有里程碑意义的论文，热固性塑料的循环利用取得重大进展，论文指出，发现了新的热固性聚合物，且能够予以回收。这种叫做polys或者PHTs的物质能够溶于强酸，分解聚合物链条，形成部件似的单体，这些单体能够重新聚合成新产品。如同传统不可回收利用的热固性塑料，这些新结构非常坚固，经得起热和硬物，在应用市场上，和它们不可循环利用的前辈们一样，潜力巨大。

尽管无法实现100%回收，这种创新如果得到广泛适用将会大大降低塑料垃圾的土地填埋，加快迈入可循环发展经济的步伐。我们期待在未来5年，可循环热固性塑料能够取代不可循环热固性塑料，并能在2025年广泛应用开来。

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