2017全球十大新興技術(shù) 包括基因疫苗、從陽(yáng)光中收集液態(tài)燃料...

日前，《科學(xué)美國(guó)人》與世界經(jīng)濟(jì)論壇在2017夏季達(dá)沃斯論壇期間聯(lián)合發(fā)布了2017年全球十大新興技術(shù)。這份榜單由《科學(xué)美國(guó)人》雜志、《科學(xué)美國(guó)人》全球顧問(wèn)委員會(huì)、世界經(jīng)濟(jì)論壇全球?qū)＜揖W(wǎng)絡(luò)、世界未來(lái)委員會(huì)共同選出，涵蓋了在醫(yī)療、計(jì)算機(jī)、環(huán)保等領(lǐng)域的最新技術(shù)，它們?cè)谔岣呱钯|(zhì)量、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、保護(hù)地球環(huán)境等方面具有無(wú)限潛能。

“新興技術(shù)正在重新定義工業(yè)，它們使傳統(tǒng)的界線變得模糊，在我們前所未見(jiàn)的尺度上創(chuàng)造新的機(jī)遇。”世界經(jīng)濟(jì)論壇管理委員會(huì)成員、第四次工業(yè)革命中心主任穆拉特·松梅茲(Murat Sönmez)說(shuō)，“所有機(jī)構(gòu)都必須通過(guò)正確的政策、規(guī)劃與合作方式，讓技術(shù)革新為人類構(gòu)建更美好的未來(lái)，同時(shí)避免技術(shù)泛濫帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。”

自2012年起，世界經(jīng)濟(jì)論壇開(kāi)始評(píng)選年度十大新興技術(shù)。在此前五年的榜單中，3D打印、CRISPR-Cas9、光遺傳等技術(shù)已經(jīng)成為我們生活、研究中的重要元素。而在今年的榜單中，又有哪些將改變?nèi)祟惖奈磥?lái)？

1、液體活檢

液體活檢技術(shù)的出現(xiàn)，標(biāo)志著人類在攻克癌癥的道路上又前進(jìn)了一大步。與傳統(tǒng)的組織活檢相比，液體活檢具備多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)：首先，對(duì)于組織活檢無(wú)法企及的部位，液體活檢可以成為替代品。其次，組織活檢只能反映出樣品中的信息，而液體活檢可以檢測(cè)出患者的整體情況。此外，液體活檢主要檢測(cè)的是循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)，它們通常會(huì)從腫瘤組織進(jìn)入血管中。因此，與依靠癥狀和圖像進(jìn)行診斷相比，液體活檢對(duì)癌細(xì)胞的定位更加迅速。

2、從空氣中收集凈水

此前，科學(xué)家已經(jīng)能夠從空氣中收集凈水，但現(xiàn)有的技術(shù)需要耗費(fèi)大量電力，并且只有在濕度較高時(shí)才能實(shí)現(xiàn)。

而現(xiàn)在，情況正在發(fā)生改變。來(lái)自MIT和加州大學(xué)伯克利分校的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)一類新型多孔晶體——金屬有機(jī)骨架(metal-organic frameworks)，在空氣濕度低至20%的環(huán)境下成功收集凈水，且這一過(guò)程完全不需消耗能量。

此外，一家位于亞利桑那州的初創(chuàng)企業(yè)Zero Mass Water，通過(guò)離網(wǎng)型太陽(yáng)能系統(tǒng)，每天可以生產(chǎn)2.5升水。

3、深度學(xué)習(xí)與機(jī)器視覺(jué)

在深度學(xué)習(xí)的幫助下(尤其是隨著卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展)，計(jì)算機(jī)的圖像識(shí)別能力開(kāi)始超越人類。目前，機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在自動(dòng)駕駛、醫(yī)學(xué)診斷、保險(xiǎn)索賠的破損評(píng)估、水位監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。與其他深度學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)相比，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在圖像和語(yǔ)音識(shí)別方面能夠給出更優(yōu)的結(jié)果。這一模型也可以使用反向傳播算法進(jìn)行訓(xùn)練。相比較其他深度、前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要估計(jì)的參數(shù)更少，使之成為一種頗具吸引力的深度學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)。

4、從陽(yáng)光中收集液態(tài)燃料

我們能否模仿樹(shù)葉的光合作用，讓“仿生樹(shù)葉”生成、儲(chǔ)存能量？現(xiàn)在，這個(gè)問(wèn)題的答案正呼之欲出。

哈佛大學(xué)的科學(xué)家找出一款新型鈷-磷催化劑，利用太陽(yáng)能，將水分子分解成氫氣和氧氣，隨后這些氫將二氧化碳轉(zhuǎn)化成有機(jī)物。在這樣一個(gè)封閉系統(tǒng)中，燃燒釋放的二氧化碳將重新被轉(zhuǎn)化成燃料，而不是被排放到大氣中。這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)給太陽(yáng)能和風(fēng)能行業(yè)帶來(lái)革命性的影響。