这些将是2020年最伟大的发明

周周

每隔几年，就会出现一些新技术来颠覆人们所知道的一切。互联网、社交媒体、流媒体视频、智能手机和其他几十种创新已经改变了我们日常生活中的许多方面，从人们的沟通方式到工作方式，甚至娱乐方式。

人类文明的伟大之处在于，技术永远不会停止前进。我们都期待着移形换位、机器人管家、太空度假、时光旅行等技术的出现。但所有这些都需要时间，所以我们必须密切关注，在等待的过程中，我们最终会走到那一步。没有人能预测未来，但总会有一些新技术的出现，使事情发生更大的变化。

5G网络将把互联网带到世界各地

你可能已经看过有关5G手机的广告。AT&T（美国电话电报公司）和Verizon（美国威瑞森公司）都在体育场馆等公共场所设立了小型接入点，以展示即将推出的产品，但这只是冰山一角。目前，5G的范围不广，这就是为什么它只能在小范围内使用的原因，但情况并非总是如此。

据《计算机世界》报道，目前的5G使用毫米波技术，它的频率最高，但范围最小，这就是为什么它目前只能覆盖美国橄榄球联盟体育场的部分区域的原因。不过，这一情况将会改变，因为低频段服务也即将推出，虽然速度不会那么快，但它的覆盖范围会更广，而且速度仍将远远快于目前的4GLTE标准。

不过，5G最令人兴奋的地方在于，它不仅适用于手机，还是一项全面的宽带互联网服务，这意味着你将能够随身携带5G，它不再是一项移动设备服务和一项家庭互联网服务。这也意味着你将更少地依赖wi-fi（无线上网技术），更多地使用具有专用连接的设备。不过，最重要的是，目前无法在家中使用宽带的部分美国人可能会被5G无线互联网覆盖。

“智能针”可在瞬间发现癌症

尽管科学家一直在努力治愈癌症，但仍有许多里程碑需要跨越。目前，大多数癌症直到出了问题才被发现。如果你有特定癌症的家族史，你的医生可能会偶尔对你进行检查。如果确实出现症状，你通常需要接受切片检查，然后送到实验室，幸运的话，一周后你会听到一些反馈。

但如果有更好的方法呢？这就是“智能针”让人期待的原因。据《医学快报》报道，癌变组织和健康组织对光线的折射是不同的。“智能针”的工作方式是将光纤光照射到相关组织上，然后“智能针”可以快速计算光的散射，这有助于它确定组织是生病了还是健康的。这只需要几秒钟，而且不需要进行痛苦的手术。

最重要的是，“智能针”可能在总体上降低医疗成本。手术和实验室的费用是昂贵的，可能需要大量的提前计划。通过立即发现癌症，医生可以更快地制定治疗计划，而且越早发现越好。它还可能使癌症筛查更加常规，在癌症变得更加难以治疗之前就发现更多的癌症病例。

电动汽车的电池只会越来越好

电动汽车正在变得越来越有可能取代标准汽车，但是目前，阻碍电动汽车发展的最大障礙之一是电池。如今，典型的电动汽车的行驶里程只有241公里至499公里，充电需要一个多小时。一旦你的车没电了，你可能就得等着充电。

但两项新的创新正在进行中。首先，一项新发现将长时间充电的时间缩短到了10分钟。它的工作原理是在充电时提高电池的温度，研究人员发现，这种现象使得充电反应发生的速度比以前快，车子能跑更远。最重要的是，根据《科学》杂志的报道，这根本不会降低电池的寿命。

与此同时，据悉，瑞士能源技术公司声称，他们已经研发出一种新型电动汽车电池，一次充电可以行驶966公里。这比一般的化石燃料汽车加两罐油还多。也有一些持怀疑态度的人，因为独立的研究人员和评论家还没有看到电池本身。尽管如此，制造更高效、容量更大的电池的竞赛仍在进行，电动汽车电池会越来越好。

智能食品标签将减少食品浪费

大多数食品都有方便的标签，可以告诉你有效期。如果你的花生酱的“最佳食用日期”在上周，你会把它扔掉，对吗？但也许你不需要这么做。据报道，食品的有效期通常会被设定得过于保守，以减少杂货店的责任，略微过期并不意味着食品实际上已经变质了，不加思索就丢弃会造成大量不必要的食品浪费。

分步使用智能标签。这些标签和现在包装食品上的标签很像，但是更加智能。这些标签不仅可以打印出一个估计的最佳截止日期，还可以检测病菌的存在或食品变质的时间。例如，可以将检测沙门氏菌或其他食源性疾病致病因子的智能标签粘贴到肉类食品的包装上，如果检测到任何危险，它将变色。还有一些基于时间的标签正在开发中。

最重要的是，这些标签将使追踪受污染的产品变得更容易，并使消费者更容易知道他们的食品受到了污染，并决定是否处理掉，只要检查一下食品的标签，就可以不用大规模召回特定区域或特定日期生产的所有食品。如果标签没有变色，则可以放心食用。

神经接口将使我们的大脑连接到计算机

虽然计算机和人脑都是靠电信号运行的，但两者并不兼容。科学一直在努力通过一种称为“神经接口”的技术，弥合两者之间的鸿沟。如果人类能够弄清楚这一点，那么就有可能做到像查看记忆这样的事情，甚至可能将某人的大脑完全下载到计算机上，对大脑的理解也能得到质的飞跃。

多亏了企业家埃隆·马斯克的“神经链接”，人们可能很快就能开始使用它。据报道，“神经链接”正在开发一种新的“神经接口”，它使用微小的柔性连接，而不是过去的接口中使用的僵硬的螺纹，因为这些接口会影响大脑在头骨内的自然移动。这些微米级的电线非常柔软且柔韧，实际上，“神经链接”甚至发明了专门用于植入该设备的神经外科手术机器人。虽然该设备目前的设计是有线的，但“神经链接”还在研究佩戴在耳朵后面的无线发射器，它可以收集所有数据，甚至可以与计划中的iPhone应用程序接口。

马斯克声称已经用这项技术让一只猴子控制了一台计算机，据《科技资讯网》报道，“神经链接”计划在2020年对一位截瘫患者进行首次人体试验，前提是他们获得美国食品和药物管理局的批准。如果成功，这将标志着“神经接口”的巨大飞跃。

人们将在虚拟现实中感受事物

在过去10年里，虚拟现实（VR）和增强现实（AR）引起了极大的轰动，但事情将变得更有趣，因为我们将拥有触摸和感受计算机生成图像中的事物的能力。虽然过去曾尝试过这类实验，但往往耗电量非常大，因此需要安装大型电池。

但是，现在，新技术正在使触觉“皮肤”变得更薄并且所需的电量更少。其中一种技术是由西北大学的约翰·罗杰斯和他的团队开发的。他们的皮肤使用细而薄的光盘来产生振动，而不是像游戏控制器或手机那样使用更大的驱动器，后者消耗的电量更多。更重要的是，据《科学美国人》报道，它们足够薄，可以使用近场技术充电，这意味着对大型电池的依赖更少。

同时，瑞士洛桑联邦理工学院的研究人员开发出了他们自己的触觉皮肤，使用的是气动制动器，只需一牛顿的力就可以提供非常微妙的触觉反馈。并不是仅有这两组人在研究这个，所以很可能会有触觉反馈补丁一直延伸到手套等服饰，甚至有一天，整个第二层皮肤都可以被穿起来。

塑料可能会重新变成燃料

众所周知，塑料是不可生物降解的，是人类产生的最大废品之一。塑料堆积得如此之快，它淹没了我们的垃圾填埋场和海洋。塑料回收确实存在，但它的功效是存疑的，而且往往很昂贵，也不是所有类型的塑料都可以回收。人们也在努力开发处理塑料的新方法，比如培养可以消化塑料的细菌。

但是通常由石油和其他化石燃料制成的塑料可能在不久的将来会有另一条有用的使用途径。据澳大利亚广播公司报道，由于世界上的化石燃料持续被消耗，Licella纤维燃料有限公司的科学家们已经开发出了“催化水热反应器”（Cat-HTR）。这个反应器利用热量、压力和水将塑料还原成更基本的元素，也就是最初用来制造塑料的油。虽然对未来最好的设想是最终完全不依赖石油，但如果在替代能源得到充分开发之前，人类的石油即将耗尽，那么Cat-HTR可能会有所帮助。

最重要的是，Cat-HTR可以將任何种类的塑料变成油，而不需要分拣。此外，塑料可以反复循环再利用，这是目前大多数循环利用塑料无法做到的。

3D生物打印技术离我们越来越近

为人们寻找新器官是一个昂贵而漫长的过程。患者依靠捐赠者提供其器官，这些器官被移植到病人身上。然后，患者需要终生服用抗排斥的反应免疫抑制剂。但3D生物打印技术有望改变这一现状。3D生物打印机可以利用人体的基本构造，在短短几天甚至几个小时内“打印”出新的器官或组织。更重要的是，这些组织可以利用患者自己的遗传物质来制造，从而减少了排异反应。

然而，3D打印生物组件的一个主要障碍是血管系统。生物打印的组织在很大程度上是无效的，因为没有简单的方法来创建血管系统，这意味着组织会因缺乏血液或氧气而死亡。据《科学美国人》报道，这种情况正在改变，因为一种新的模型拥有完整的血管系统，可以连接到身体现有的系统。3D打印的组织有望替代普通的人体组织。

真正令人惊奇的是发明它的科学家如何使它起作用。他们使用的材料会在蓝光下固化，但需要防止光接触所有物体。他们使用普通的黄色食用染料来达到这个目的，它阻挡了材料中不需要的部分蓝光，并让其余部分正常固化。

植物性肉类产业将以新的方式发展

2019年是植物性肉类的一年，“超越肉类”公司和“不可能食物”公司推出了一种汉堡，它们的味道几乎与真正的牛肉一样，但完全是用植物制成的。每家公司都以自己的方式制作汉堡，“超越汉堡”坚持使用绿豆等天然食材，而“不可能汉堡”则使用人造食材，如其专利产品“血红素”，这是一种对赋予食材肉类风味的化学物质的人工再造。

但这只是冰山一角。据《纽约时报》报道，两家公司都计划随着时间的推移，改善肉品的味道并降低成本。他们还在研究其他类型的肉类，比如肯德基仍在测试阶段的纯素鸡肉。在不久的将来，人类将着手研究完全不含动物组织的肉类。如果它们最终比真正的肉便宜，那可能会改变美国人的饮食和购物习惯。

据《纽约时报》报道，他们还面临着来自“雀巢”和“泰森”等大型食品公司的更多竞争，这些公司正在开发自己的植物性肉类。这种竞争加剧可能会导致更快的创新，使价格下降得更厉害，并出现更好的口味。反过来，这可能会减少美国的碳足迹，并释放目前用于饲养家畜的资源。

假死可以挽救很多生命

几十年来，假死一直是科幻小说的主流。想象自己生病了，然后冷冻起来，直到找到治愈疾病的方法。就连马特·格罗宁的动画喜剧电影《飞出个未来》也都基于这个想法，并经常拿它开玩笑，从现在开始的1000年里，冷冻或人工保存的名人不断出现。但是，人类现在可能正在朝着这个目标迈出第一步，这不是开玩笑，而是可以用来拯救生命的。

尽管当前的技术不会冷冻人们多年或让他们穿越太空旅行，但它仍然非常有用。据《新科学家》报道，在巴尔的摩的马里兰大学医学中心，医生们目前正在试验一种新技术，用冰冷的生理盐水代替人体的血液，从而大幅降低体温。届时，创伤受害者可能在五分钟内就将获得额外的两个小时供外科医生进行手术，这可能是生与死的区别。

这个过程已经在至少一个人（可能更多）身上进行过，但目前还没有完整的结果。两小时后，病人就会暖和起来，如果手术进展顺利，很可能会从创伤中恢复过来，活到下一天。

人工神经元可以使脑损伤成为过去

医学已经有了很大的进步，现在基本上可以替换全身的受损部位了。骨头、皮肤、器官，都可以替换。即使是缺了肢体，也可以用义肢代替，而且义肢一直在改进。但有一个部位是医学无法修复的，那就是脑组织，不管它是因创伤还是疾病而受损。

不过很快，情况可能会改变。巴斯大学的研究人员开发出了世界上第一个固态神经元。这是一个复制神经元功能的小芯片。它只需要很少的电量，而且体积很小，可以很舒服地放进头骨里。它甚至可以与其他芯片相结合，以取代大部分脑组织。在测试中，固态神经元已被证明具有94%的准确率。它并不完美，但比其他尝试要好得多。随着时间的推移，这种情况会有所改善。

目前，芯片只在老鼠身上进行了测试，老鼠的神经元比人类的简单，但这是修复大脑损伤的重要一步。神经元也不一定必须在大脑中使用。研究人员指出，人造神经元可以用来代替起搏器，这些起搏器总是以相同速度跳动，人造神经元让它像普通心脏一样更动态地跳动。