作者：admin 发布时间：2023-01-05 05:45:21 分类：科技 浏览：226 评论：0
编译 | 徐 冉
2月23日，著名 科技 杂志《麻省理工 科技 评论》推出了年度“十大突破性技术”（10 Breakthrough Technologies）。
这一榜单已创办了21年之久，榜单上的科学家、企业家凭借着自己的远见，眼光独到地预测了自动驾驶、新能源、癌症基因、人工智能等领域的蓬勃发展。这一榜单是 科技 领域不可多得的风向标，也是很多机构将科研内容走向产业化的哨塔。
其中不乏高精尖技术，它们能改变我们生活的方方面面，让我们的生活逐渐智能化、科学逐渐产业化。
例如，近期大热的CRISPR基因编辑农作物技术，早在2016年就位列当年的突破性技术榜单。这些年人们深入研究的脑机接口，则于2001年就进入了当年评议员的视线中。
今天，透过前沿科学人的眼睛，我们来详细了解一下今年发布的榜单，畅想2022年之后 科技 的产业。
01
新冠肺炎口服药
随着新冠疫情的反复及病毒变异的逐渐升级，注射疫苗也很难保证能够完全摆脱新冠病毒的威胁，并且，通常需要注射2-3针疫苗才能发挥功效。
与此同时，还需要全球众多国家政府相关部门安排大量人力物力以及大量的医护人员，此举无疑大大增加了政府的开支和企业成本。
那目前有没有一条路可以打破现有的防疫僵局呢？
有。通过研发新冠口服药，人们只需要在家服用药物就可以显著降低重症住院的可能性。
不仅降低了政府的各项开支，也减少了人们一次次打疫苗所耽误的时间精力以及不可预知的感染风险，一举多得。
辉瑞、默克等公司看到了新冠口服药物的利好，已经开发出了一种名为Paxlovid的小分子药物。2021年12月14日，辉瑞公司通过分析治疗数据，证明了Paxlovid针对住院的高危病人，能够降低89%的死亡率，拥有十分惊人的效果。
因此，流行病口服药是制药企业、国家和人民三方共赢的关键研究，世界各国也必然会投入大量的资金，建立对应的研发机构来推进口服药物的研究。
02
疟疾疫苗
2015年，屠呦呦凭借青蒿素获得诺贝尔奖，青蒿素能享誉国际，就是因为它能够有效治疗非常可怕的一种疾病——疟疾。
有多可怕呢？这么多年来，疟疾在全球范围内的流行仍很严重，世界人口约有40％生活在疟疾流行区域。
在非洲，疟疾是最严重的疾病，该国约有5亿人口生活在疟疾流行区，每年全球约有1亿人出现疟疾的临床症状，其中90％的患者生活在非洲大陆，而每年死于疟疾的人数超过200万人。
因而，疟疾疫苗的研发亟不可待。
2021 年 10 月，世界卫生组织批准了第一种疟疾疫苗——葛兰素史克公司(GSK)研发的RTS疫苗。研究结果显示，各年龄段疟疾感染率显著下降，年龄越小，保护力度越强，防止感染的有效率甚至高达46%。
但，该疫苗目前仍存在一定的局限性：它只能在婴儿期和幼童期投入使用来进行防治。
或许未来的某一天，当 科技 再一次往前迈步的时候，我们就能迎来新的“成人版”疟疾疫苗了。
03
AI蛋白质折叠
蛋白质一直是科学家研究方向中的重中之重。
举个例子，近期充斥在大家生活中的新冠病毒也涉及到了这一领域。新冠病毒表面的糖蛋白可以诱发免疫应答，科学家们可以通过研究这一糖蛋白，从而进行mRNA疫苗的研究。
事实上，大量免疫和抗体的研究都和蛋白质息息相关，研究蛋白质折叠的形成，将是打开未来生物之门的钥匙。
2020 年末，英国DeepMind公司发布研究报告称，可以使用深度学习模型预测蛋白质折叠，结果和真实蛋白质结构高度吻合，这一 科技 进展震惊了生物学界。
这项研究的发展是生物革命性创举的关键，不仅可以应用于流行病、肿瘤、疫苗等与人民 健康 息息相关的议题，甚至可以应用于任何生命体的研究。
生物和计算机领域的碰撞，将在未来发挥难以想象的作用和价值。
04
不再使用密码
传统密码存在一定的泄露风险，安全性能较低。
因此，谷歌、微软等公司研究了很多免使用密码就可以登陆的方式，大大简化数据时代繁琐的密码记忆流程。
与此同时，这项研究也能让用户的信息在大数据时代更加安全。
05
权益证明取代货币计算
加密货币建立在开源公共区块链上，来实现去中心化的点对点支付系统。为达到保证用户资产安全，防止黑客入侵的目的，世界前两大加密货币比特币（Bitcoin）和以太坊（Ethereum）都使用了工作量证明（POW）算法，但这些计算都需要大量的电能。
2021年，比特币网络电消耗了超过 100 太瓦时（注：1太瓦时=10亿度电），比芬兰的年度电能消耗还要多。
而权益证明可以减少大量能源消耗，以太坊正打算在2022上半年逐渐从工作量证明算法转移到使用权益证明来保证用户安全。
专家预估，以太坊这一转型可以节约99.95%的电量消耗，这极大地推进了全球环保的进程，未来也会为更多的加密货币所使用。
06
AI数据综合分析
我们知道，单一的数据常常会存在不确定性。如果能够有效综合大量的数据，就可以得到更精准的计算结果。例如，无人驾驶技术就需要综合分析大量的道路和路况数据。
目前Syntegra，Datagen等公司正在推进这项技术，致力于得到更优质的数据应用在各项生产实践中。
07
长时电网储能电池
低碳和节约能源一直以来是环保方向上的重要议题。人们不断发掘新的可再生能源、清洁能源。廉价、持久的铁基电池成为了人们新的选择之一。
去年，美国俄勒冈州的 ESS 公司和马萨诸塞州的 Form Energy 公司都选择使用铁基电池作为他们新电网的主要产生能源。
铁基电池不仅拥有良好的储电性能，而且得益于铁是地球上的富集元素，制作铁基电池的成本更低，能够大大减少相关企业的支出，成为了企业和环保双赢的选择。
08
除碳工厂
目前，全球变暖已经成为了环保领域亟待解决的问题。为了减缓温室效应，众多公司都投入了大量的精力来应对二氧化碳过剩的问题。如Climeworks公司，他们正在试图从空气中清除多余的二氧化碳。
尽管这家公司每年可捕获 4000 吨二氧化碳，但放眼全球过渡排放的二氧化碳，这只是冰山一角。因此，更多的国家和企业正在投入精力节能减排，同时建立更大的工厂来减缓温室效应。
随着捕捉碳技术和相关工厂的建立，地球的生态环境正朝着可持续发展的方向迈进。减碳，是人类未来发展过程中必须考虑的要点之一。
09
新冠病毒变异的跟踪
近期，奥密克戎变异株引起了全球人民的广泛关注，2022年1月4日，世卫组织表示已有128个国家和地区报告发现了奥密克戎变异株。
2022年1月，美疾控中心表示，奥密克戎感染病例占全美新增病例的99.9%。
随着新冠病毒的日益变化，治疗它的难度也日益增加。这是由于新冠病毒常常在“更新换代”的过程中，对疫苗的逃逸能力逐渐增强、传染的力度和速度也不断激增。
病毒株这些不确定性的变异，容易造成新冠病毒的二次、三次大流行。
因此，研究新冠病毒的变异倾向，能够有效预测未来可能的疫病发展趋势。
10
实用型聚变反应堆
1986年4月25日，切尔诺贝利核电站发生核泄露，截至1992年已有7000多人死于这次核污染事故中，周围7千米内的树木都逐渐死亡。整个欧洲大陆都笼罩于核污染的阴影中。
所以目前国际热核聚变实验反应堆（ITER）、托卡马克能源公司（Tokamak Energy）、通用聚变公司（General Fusion）希望能在未来10年间实现核聚变发电。
如果研究人员能在地球上实现可控且持续的“太阳上的核聚变”，那么也许，未来的某一天我们的地球就可以拥有无限的能源，这也能减少地球上的各种环境污染。
结束语
以上的这些技术都是目前 科技 领域最有价值、最前沿的研究，它们也预示着人们对未来发展的憧憬。前人在 科技 领域迈出的每一步，都是未来 科技 工作者们的指路灯。
科技 与环境之间平衡并进的议题，更是人类 社会 存在的机遇与挑战。
不久前，阿里巴巴集团前沿 科技 研究机构达摩院发布了2020十大 科技 趋势，涵盖了人工智能、量子计算、区块链等前沿 科技 及技术热词。业内认为，达摩院发布的趋势内容 聚焦了正在走进现实生活的前沿技术，成为相关行业一种有益的展望 。
2020十大 科技 趋势具体包括，人工智能从感知智能向认知智能演进、计算存储一体化突破AI算力瓶颈、工业互联网的超融合、机器间大规模协作成为可能、模块化降低芯片设计门槛、规模化生产级区块链应用将走入大众、量子计算进入攻坚期、新材料推动半导体器件革新、保护数据隐私的AI技术将加速落地、云成为IT技术创新的中心。
以“保护数据隐私的AI技术将加速落地”这一趋势为例，报告认为，数据流通所产生的合规成本越来越高。使用AI技术保护数据隐私正在成为新的技术热点，其能够在保证各方数据安全和隐私的同时，联合使用方实现特定计算，解决数据孤岛以及数据共享可信程度低的问题，实现数据的价值。
达摩院断言， 科技 浪潮新十年开启，围绕AI、芯片、云计算、区块链、工业互联网、量子计算等多个领域将出现颠覆性技术突破。
01 人工智能从感知智能向认知智能演进
人工智能已经在「听、说、看」等感知智能领域已经达到或超越了人类水准，但在需要外部知识、逻辑推理或者领域迁移的认知智能领域还处于初级阶段。认知智能将从认知心理学、脑科学及人类 社会 历史 中汲取灵感，并结合跨领域知识图谱、因果推理、持续学习等技术，建立稳定获取和表达知识的有效机制，让知识能够被机器理解和运用，实现从感知智能到认知智能的关键突破。
02 机器间大规模协作成为可能
传统单体智能无法满足大规模智能设备的实时感知、决策。物联网协同感知技术、5G通信技术的发展将实现多个智能体之间的协同——机器彼此合作、相互竞争共同完成目标任务。多智能体协同带来的群体智能将进一步放大智能系统的价值：大规模智能交通灯调度将实现动态实时调整，仓储机器人协作完成货物分拣的高效协作，无人驾驶车可以感知全局路况，群体无人机协同将高效打通最后一公里配送。
03 计算存储一体化突破AI算力瓶颈
冯诺伊曼架构的存储和计算分离，已经不适合数据驱动的人工智能应用需求。频繁的数据搬运导致的算力瓶颈以及功耗瓶颈已经成为对更先进算法 探索 的限制因素。类似于脑神经结构的存内计算架构将数据存储单元和计算单元融合为一体，能显著减少数据搬运，极大提高计算并行度和能效。计算存储一体化在硬件架构方面的革新，将突破 AI 算力瓶颈。
04 工业互联网的超融合
5G、IoT 设备、云计算、边缘计算的迅速发展将推动工业互联网的超融合，实现工控系统、通信系统和信息化系统的智能化融合。制造企业将实现设备自动化、搬送自动化和排产自动化，进而实现柔性制造，同时工厂上下游制造产线能实时调整和协同。这将大幅提升工厂的生产效率及企业的盈利能力。对产值数十万亿乃至数百万亿的工业产业而言，提高 5%-10% 的效率，就会产生数万亿人民币的价值。
05 模块化降低芯片设计门槛
传统芯片设计模式无法高效应对快速迭代、定制化与碎片化的芯片需求。以RISC-V 为代表的开放指令集及其相应的开源 SoC 芯片设计、高级抽象硬件描述语言和基于 IP 的模板化芯片设计方法，推动了芯片敏捷设计方法与开源芯片生态的快速发展。此外，基于芯粒（chiplet）的模块化设计方法用先进封装的方式将不同功能「芯片模块」封装在一起，可以跳过流片快速定制出一个符合应用需求的芯片，进一步加快了芯片的交付。
06 规模化生产级区块链应用将走入大众
区块链 BaaS(Blockchain as a Service) 服务将进一步降低企业应用区块链技术的门槛，专为区块链设计的端、云、链各类固化核心算法的硬件芯片等也将应运而生，实现物理世界资产与链上资产的锚定，进一步拓展价值互联网的边界、实现万链互联。未来将涌现大批创新区块链应用场景以及跨行业、跨生态的多维协作，日活千万以上的规模化生产级区块链应用将会走入大众。
07 量子计算进入攻坚期
2019 年，「量子霸权」之争让量子计算在再次成为世界 科技 焦点。超导量子计算芯片的成果，增强了行业对超导路线及对大规模量子计算实现步伐的乐观预期。2020 年量子计算领域将会经历投入进一步增大、竞争激化、产业化加速和生态更加丰富的阶段。作为两个最关键的技术里程碑，容错量子计算和演示实用量子优势将是量子计算实用化的转折点。未来几年内，真正达到其中任何一个都将是十分艰巨的任务，量子计算将进入技术攻坚期。
08 新材料推动半导体器件革新
在摩尔定律放缓以及算力和存储需求爆发的双重压力下，以硅为主体的经典晶体管很难维持半导体产业的持续发展，各大半导体厂商对于 3 纳米以下的芯片走向都没有明确的答案。新材料将通过全新物理机制实现全新的逻辑、存储及互联概念和器件，推动半导体产业的革新。例如，拓扑绝缘体、二维超导材料等能够实现无损耗的电子和自旋输运，可以成为全新的高性能逻辑和互联器件的基础；新型磁性材料和新型阻变材料能够带来高性能磁性存储器如 SOT-MRAM 和阻变存储器。
09 保护数据隐私的AI技术将加速落地
数据流通所产生的合规成本越来越高。使用 AI 技术保护数据隐私正在成为新的技术热点，其能够在保证各方数据安全和隐私的同时，联合使用方实现特定计算，解决数据孤岛以及数据共享可信程度低的问题，实现数据的价值。
10 云成为IT技术创新的中心
随着云技术的深入发展，云已经远远超过 IT 基础设施的范畴，渐渐演变成所有 IT 技术创新的中心。云已经贯穿新型芯片、新型数据库、自驱动自适应的网络、大数据、AI、物联网、区块链、量子计算整个 IT 技术链路，同时又衍生了无服务器计算、云原生软件架构、软硬一体化设计、智能自动化运维等全新的技术模式，云正在重新定义 IT 的一切。广义的云，正在源源不断地将新的 IT 技术变成触手可及的服务，成为整个数字经济的基础设施。