2019年全球十大突破性技术

李雨蒙

近日，《麻省理工科技评论》推出了2019 年的“全球十大突破性技术”榜单，今年与往年不同的是邀請比尔·盖茨作为客座评选人，全程参与评选工作。

灵巧机器人 Robot dexterity

如果机器人能够学会处理复杂的真实世界，那么它们就能完成更多的事情。现在，旧金山的非盈利组织 OpenAI 就推出了一套AI系统Dactyl，并已经成功操控一个机器手让它灵活地翻转一块积木。这套神经网络软件能够通过强化学习，让机器人在模拟的环境中学会抓取并转动积木后，再让机器手进行实际操作。这套软件开始时会进行随机的尝试，并在不断地接近最终目标的过程中逐渐加强网络内部的连接。

核能新浪潮 New wave nuclear power

先进的核聚变和核裂变反应堆正在慢慢走近现实。在过去的一年中，新型核反应堆快速发展，核能的使用变得更加安全，成本也更低。新型反应堆的发展包括：颠覆传统设计的第四代核裂变反应堆、小型模块化反应堆，以及似乎永远也无法实现的核聚变反应堆。由于核聚变反应堆不会出现堆芯熔毁，也不会产生衰变期长、放射性高的核废料，它所面临的公众抵制会比常规核反应堆少很多。

早产预测Predicting preemies

一项简单的血液测试就可以预测孕妇是否有早产的危险。人体的基因物质大多存在于细胞之中，但是一小部分由垂死细胞释放出无细胞DNA 和RNA（核糖核酸）也同时存在于我们的血液之中。新技术能够更加简单的探测和排序少量血液中无细胞的基因物质。通过排序母体血液中的自由体RNA，Quake能够观察到与早产有关的7个基因表达波动情况，从而鉴定孕妇是否会出现早产。一旦发出早产警告，医生就可以做出相应措施避免或推迟早产，为胎儿赢得更好的出生时机。

肠道显微胶囊Gut probe in a pill

微型、可吞咽的设备能够在无麻醉的情况下，捕获肠道内的细节影像，婴幼儿也可以使用。Tearney 的可吞咽胶囊装有微型显微镜。它们被系在一个可弯曲、可供电和照明的线型导管上，将内体的图像传至带有监视器的操作器内。这枚药丸可以被重复利用和消毒。Tearney包含多项技术，能够以单细胞分辨率反映消化道的整体表面，或是捕获几毫米深的3D横截画面。

定制癌症疫苗 Custom cancer vaccines

传统化学疗法对健康细胞有很大影响，而且对肿瘤的治疗效果并不总是理想。目前，科学家正处于将首支个性定制疫苗商业化的关键时刻。该疫苗就的确能够通过肿瘤独特的突变触发人体免疫系统对其进行识别，进而可以有效阻止多种癌症的发生。更重要的是，与传统化学疗法不同，疫苗通过人体天然的防御系统来选择性地破坏肿瘤细胞的，对健康细胞的损害很小。此外，在初始治疗后，攻击性免疫细胞将也会对游离的癌细胞保持警惕。

人造肉汉堡 The cow-free burger

人造肉的出现，可以缓解畜牧业生产造成的毁灭性的森林砍伐、水污染和温室气体排放。实验室培养的人造肉和植物制成的素肉就可能是抑制环境恶化的最好办法之一。人造肉是从动物身上提取肌肉组织，然后放入生物反应器进行培育。虽然最终成品的口感可能还需要进一步改进，但从外观上来看，已经与我们正常食用的肉差不多了。目前，荷兰马斯特里赫大学的研究人员正在努力进行实验室人造肉的量产工作。

捕获二氧化碳Carbon dioxide catcher

实际且经济捕获二氧化碳的方式，可吸收过多的温室气体。即使我们减缓二氧化碳的排放，温室气体的温室效应同样也会持续数千年的时间。哈佛大学气候科学家David Keith经过计算后，发现了一种称为直接空气捕获（Direct Air Capture，DAC）的方法，理论上可以用机器将搜集二氧化碳的成本降至每吨 100 美元以下。直接从大气中吸取 二氧化碳，是一种应对气候变化的高难度办法，但我们已经没有太多的选择了。

无下水道卫生间Sanitation without sewers

节能厕所在没有下水系统的情况下依然能够运行处理排泄物。由于缺少厕所，造成的细菌传播，疾病的传染，使得全球有1/9的儿童死疟疾、霍乱等疾病。目前南佛罗里达大学的研究人员正在研究一款新型厕所-New Generator，这种厕所可以利用厌氧膜过滤和分解污染物。而另一家公司则是将排泄物加热转化为含碳物质，作为土壤肥料。 而接下来的挑战就是研究出适应不同规模社区的无下水道厕所。

流畅对话AI助理

最近的AI研究取得了飞速的进步，研究者们正在不断扩展数字AI的功能。目前这些技术发展与语言功能相结合，让我们从给予AI助手简单的指令，发展到能与他们进行简单的对话。它们将处理我们日常的生活细节，比如会议记录，查询信息，或是网上购物，现在一些公司已经推出了这样的技术，比如谷歌的duplex， 谷歌仿人类的升级版助手，它们能接听你的电话显示出垃圾骚扰电话和电话推销，为你打电话预定餐厅或做头发。

可穿戴心电仪 An ECG on your wrist

人们可以更方便地通过可穿戴设备持续监测自己的心脏健康状况。近年来，随着监管部门新法规的出台，有关心脏监测的可穿戴设备陆续问世。硅谷AliveCor公司最近就推出了一款与苹果兼容的腕表可以监测出心房颤动的情况，同时也能判断出导致血栓和中风的可能性。这类可穿戴技术方便医生在病人心脏病或中风发作之前，依靠装置传输的信息，就能够判断出心脏的异常，帮助病人即使就诊甚至挽救生命。

编译自《麻省理工科技评论》

（责任编辑 姜懿翀）