未来最具潜力的十大新兴科技

汪亚楠

一个由18位科学家组成的专家团队——世界经济论坛新兴技术跨界理事会评选出十大最具潜力的重要技术成果，旨在帮助人们了解未来技术趋势，消除人们对新技术的疑虑与担忧，并弥补阻碍技术发展的投资、监管以及公众认知之间的鸿沟。从无人机到AI兴起，这个榜单让我们一睹快速迈向未来的科技。

燃料电池汽车：氢动能的零排放汽车

与电或碳氢化合物等能源驱动汽车相比，燃料电池汽车一直颇具潜力和优势。直到近期，汽车制造商们才打算将这项新技术推向市场。 燃料电池汽车的最初价格可能在7万美元左右，但是今后几年，随着销量递增，价格应该会有显著降低。

蓄电池接上外部能源，需要5到12小时的充电时间，而燃料电池就不同了，它利用氢或天然气直接生成电能（中间不经过燃烧）。不过，实践中，燃料电池和蓄电池兼而有之，燃料电池生成电能，蓄电池用来储存动能以供驱动之需。因此，燃料电池汽车属于混合动力车，将来也很有可能采用再生制动 （ regenerative braking） ，将制动时产生的动能储存起来，而不是变成无用的热，这是实现能源利用效率、范围最大化的关键。

与电池电动车不同，燃料电池汽车里程很长——每箱燃料 （通常是压缩氢气）可行驶650公里；氢燃料加注时间仅需大约3分钟；氢燃烧干净，仅排放出水蒸汽，因此，氢动能驱动的燃料电池汽车将实现零排放，这是减少空气污染的重要手段。

大规模生产廉价氢所面临的重大挑战之一，就是缺少能与天然气、柴油加注站并驾齐驱并最终取代它们的氢能补给基础建设。当下，长距离运输的氢能（甚至需要氢能处于压缩状态），并无经济上的可行性。然而，创新性的氢能存储技术，比如，不需要高压存储运输的有机液体承运商，不久就会降低长途运输成本，缓解气体储存、意外释放的风险。

新一代机器人走下生产线

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，这个机器人化的未来却顽固地抵制变成现实。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，它们不得不被安全设施隔离开。

机器人科技的长足进步使得日常现实中的人与机器人的合作成为可能。更好、更便宜的传感器能让机器人更加“理解”环境并对之做出反应。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，没有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，比如清除杂草与收获。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，主要用来处理一些繁重或人类不宜完成的工作。

实际上，机器人很适合两种工作：不断重复或很危险的工作，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他们。即使考虑到未来可能取得的设计进步以及人工智能的发展，人类参与和监管仍然至关重要。

可循环利用的热固性塑料，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，从孩子玩具到洗手间马桶，热塑性塑料运用广泛。由于能够融化重新塑形，通常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，至此之后，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，热固性塑料的循环利用取得重大进展，发现了新的热固性聚合物，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。我们期待在未来五年里，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。

精准基因工程技术，以更少的争议提供更好的农作物

传统基因工程一直备受争议。最新技术通过直接修改“植物”基因编码，让植物更有营养、更能应对气候变化。我们相信，这些优点和修改的精准性，能将当前的担心与质疑化为广泛的接受。

目前，农作物基因工程主要采取根癌土壤杆菌技术（ bacterium agrobacterium tumefaciens）将受到青睐的DNA转入目标基因组。尽管公众普遍存在恐惧情绪，但这一技术已被证明有效、可靠。科学界的共识是，较之传统杂交技术，从基因层面修改农作物，不会带来更多的风险。

新技术对特定基因位点进行切割，将目标基因组变异为已知、使用者挑选过的序列。 这种技术能够让不可欲的基因消失、或者修改它，与自然突变没什么不同。借由同源重组技术，还能将新DNA序列、甚至整个基因精准地插入基因组。

在基因工程领域，另外一个有望实现重大突破的是对农作物使用RNAi 干扰（近几年来RNAi研究取得了突破性进展，被《Science》杂志评为2001年的十大科学进展之一，并名列2002年十大科学进展之首）。RNAi能够有效抵抗病毒和病原真菌，保护农作物远离病虫害，减少化学杀虫剂的使用。比如，病毒基因被用来保护木瓜抵制环斑病，在夏威夷，该技术经过十来年的使用，木瓜自身并未进化出免疫力。RNAi也让绝大部分粮食作物受益匪浅，比如，保护麦子抵制秆锈，谷物、土豆和香蕉抵制枯萎病。endprint