• 世界经济论坛和科学美国人杂志的一项新报告发布了2020年的十大新兴技术。
  • 其中包括能进行无痛注射的微针以及电力飞机。

国际社会正争相研究新冠疫苗,令人鼓舞的是,有迹象表明我们可能会在创纪录的短时间内成功。但在未来遇到相似情况时,科技是否能帮我们更快地获得胜利?

世界经济论坛和科学美国人杂志的一项新报告给出了回答,可以。

数字模型——人类志愿者的高科技替代品——能让临床试验进展地更快速、更安全。然而,在2020年十大新兴技术中,它并不是唯一能颠覆工业、医疗健康业和社会的技术创新。

从电力飞机到可以“看到”转角后面的技术传感器,今年的榜单满是鼓舞人心的新发明。专家们从大量候选品中筛选出一组有潜力颠覆现状、带来真正进步的新发明。

从太阳能化学到全基因综合体,这10项技术驱动了工业、医疗健康业和社会。
图片来源:世界经济论坛

以下是2020年十大新兴技术。

1. 实现无痛注射和化验的微针

这些微小的针头深度不及一张纸,宽度不及一根人类的头发,却能够给我们带来无痛的注射和血液化验。“微针”能在不碰到神经末梢的情况下刺穿皮肤,可以连接到注射器和贴片上,甚至混合进药膏里。这项技术使得血液化验能在家里完成,然后送去实验室,或是当场进行分析。而且,由于使用微针不需要昂贵的设备或者经过高水平的训练,化验和治疗因此可以下达到医疗服务欠缺的地区——使得人们更易取得医疗护理。

2.太阳能化学

我们需要使用化石燃料来制造许多重要的化学品。但一项新方法有望减少这部分的排放量,做法是利用阳光把废弃的二氧化碳转化为有用的化学品。这个过程所需的阳光活化催化剂上的新进展使得我们向制造“太阳能”精炼厂更近了一步,可以用废气来制造实用的化合物,如药品、洗涤剂、肥料和布料。

3.虚拟病人

把临床试验中的真人替换成模型,让试验更快、更安全,如果这个目标听起来很简单,那背后所需的科学绝不简单。首先要把人体器官的高分辨率图像数据输入到一个控制器官功能的复杂数学模型中。接下来,电脑算法算出由此产生的方程式,并制造出能像真实器官一样运转的虚拟器官。这些虚拟器官或身体系统可以在药品和治疗方法的初始测试阶段代替真人,从而让流程更快、更安全、更廉价。

4.空间计算

正如我们见过的虚拟现实和增强现实程序一样,空间计算机把现实世界和数字世界的融合又推进了一步。像VR和AR一样,它可以数字化通过云连接的物品,让传感器和发动机联动作出反应,创造出真实世界的数字版本。但它更进一步地增加了空间映射,使得当人在数字世界或真实世界中移动时,计算机“协调器”能追踪并控制物体的移动和互动。这项技术将为人类与机器交互的方式带来创新,可用于工业、医疗健康业、交通业和家庭场景中。

5.数字医疗

数字医疗不会在近期内代替医生,但是这些监控身体状况或管控治疗的应用程序可以帮助医生加强看护,以及支持那些医疗资源有限的病人。许多智能手表已经可以监测佩戴者是否心律异常,相似的工具也正在研制中,来用于帮助呼吸障碍、抑郁症、阿兹海默症等病人。包含传感器的药片也正在研制——可以发送数据到应用程序上,帮助监测体温、胃出血、癌变DNA等数据。

6.电力航空

电力推进装置可以让航空旅行大量降低碳排放、燃料费用和噪音。包括空中巴士(Airbus)和美国国家航空航天局(NASA)在内的许多组织正在研究这个领域的技术,尽管长途电力飞行也许还不能很快实现,再加上成本和管制上的障碍,但这个领域仍受到大量投资青睐。约有170个电力飞机项目正在进行中,大部分是私人、公司和通勤旅行业务——但是空中巴士表示其可以在2030年实现可载客100人的电力飞机。

7.低碳水泥

水泥是混凝土的重要成分,目前,每年的水泥生产量为40亿吨,生产过程需燃烧化石燃料,这部分的排放量约占全球二氧化碳排放量的8%。随着接下来30年里城市化的发展,水泥生产量将上升至50亿吨。研究者和创业公司正在研究低碳技术,包括微调制作过程中的原料比例,使用碳捕捉和储存技术来消除碳排放,以及完全把水泥从混凝土中去除。

8.量子传感器

想象一下能“看到”转角后面的自动驾驶汽车,或是能监控人的大脑活动的便携式扫描仪。量子传感器可以让这些事情和更多想象变为现实。量子传感器通过利用物质的量子特性来达到极高的运作精准度——例如,用不同能态的电子之间的差值作为基本单位。 这些系统大部分都复杂而且造价昂贵,但是人类正在研发更小、更廉价的系统来开发新的用途。

9.绿色氢气

氢燃烧产生的唯一副产品是水——当使用可再生能源来对它进行电解时,氢就会变成“绿色的”。今年早些时候有预测表明,绿色氢气将在2050年具有12万亿美元的市场。为什么?因为可以帮助各个行业脱碳,从而在能量转型中发挥关键作用——例如海运和制造业——这些行业更难电力化,因为他们需要高能量的燃料。

10. 全基因组的合成

设计基因序列所需的技术的进步被引入了微生物研究中,这使得人类有可能打印出更多的遗传物质、更广泛地改变基因组。这可以让人类深入了解病毒是如何传播的,或促进疫苗制造和研究其他的治疗方法。未来,这项技术可以用于利用生物质或废气来持续制造化学品、燃料或建筑材料。它甚至可以让科学家们设计出抗病原体类植物,或者让我们设计自己的基因组——当然,这为可能出现的滥用行为打开了一扇门,但同时也为遗传疾病的治疗打开了一扇希望之门。

世界经济论坛通过其技术先锋社区全球未来委员会网络来支持并帮助此类科技创新。创新对经济发展和社会未来的福祉十分重要。

本文作者:

David Elliott,资深作家,Formative Content

本文原载于世界经济论坛Agenda博客,转载请注明来源并附上本文链接

翻译:程杨

校对:王思雨