1. 柔性电池

为医疗保健和电子纺织品领域的可穿戴技术提供动力。

哈维尔·加西亚·马丁内斯
阿利坎特大学化学教授兼分子纳米技术实验室主任

约瑟夫·康斯坦丁
贝鲁特美国大学电气与计算机工程系副教授

从可卷曲的电脑屏幕到“智能”服装，电子产品的未来似乎将变得越来越灵活。可穿戴设备、柔性电子产品和可弯曲显示器的快速发展，对电源提出了更高的要求，使其能够与这些系统的灵活性相匹配。随着轻薄柔性电池——由易于扭曲、弯曲或拉伸的轻质材料制成——的上市，传统的刚性电池可能很快就会成为历史。

新一代柔性电池有望实现技术与织物和服装的无缝集成。Image: Midjourney 和 Studio Miko。提示（缩写）：“交织着数字元素的科技面料”。

探索与此相关的专家分析 柔性电池 在战略情报平台上。

目前市面上已有多种类型的柔性电池。这些电池可充电，通常采用锂离子或锌碳体系，并置于导电聚合物集流体上。在某些情况下，添加剂可以增强导电性和柔韧性。柔性电池的电极可以涂覆在柔性基材上，甚至可以印刷在柔性基材上，这些基材包括石墨烯、碳纤维或碳纤维布等碳基材料。

柔性电池的应用领域日益广泛，包括可穿戴医疗设备和生物医学传感器、柔性显示器和智能手表。由这些电池供电的健康相关应用可以将数据无线传输给医疗服务提供者，从而实现远程患者监护。此外，未来还需要能够集成到夹克、衬衫或其他服装面料中的柔性电池，为新兴的纺织基电子产品供电，这些电子产品的功能涵盖从内置加热系统到健康监测等各个方面。

预计未来几年柔性电池市场将快速增长。一项研究预测，2022年至2027年全球柔性电池市场规模将增长2.4047亿美元，复合年增长率将达到22.79%。² 推动市场增长的主要因素预计是可穿戴设备需求的不断增长以及电子产品小型化和柔性化的发展趋势。

包括LG化学、三星SDI、苹果、诺基亚、Front Edge Technology、意法半导体、Blue Spark Technologies和富瑞电池新技术在内的多家公司正在积极开发和商业化柔性电池技术。³ 然而，该领域仍有创新空间，随着技术的进步，新的参与者可能会进入市场。柔性电池可弯曲、扭转和拉伸的特性使其成为可穿戴设备的理想选择。随着市场对可穿戴技术的需求持续增长，柔性电池的未来前景广阔，并有望取得进一步发展。与所有电池一样，柔性电池安全处置和回收是需要克服的一大障碍，随着该技术及其相关应用走向循环经济，这一问题有望得到解决。预计柔性电池技术及其相关产业的革命性进步将在未来多年持续发生。

2. 生成式人工智能

拓展人类努力的边界

| 奥尔加·芬克
洛桑联邦理工学院智能维护与运营系统教授

| Julien Weissenberg
深度科技专家创始人

生成式人工智能（AI）是一种强大的AI类型，它能够通过学习数据中的模式，利用受人脑启发的复杂算法和学习方法，创造出全新且原创的内容。虽然生成式AI目前仍主要应用于文本、计算机程序、图像和声音的生成，但这项技术可以应用于包括药物设计、建筑和工程在内的诸多领域。

生成式人工智能能够综合从海量数据集中学习到的信息，以新颖的方式创造和理解新的信息。Image: Midjourney 和 Studio Miko。提示（缩写）：“故障图像叠加各种绘画、摄影和 3D 渲染风格”。提示（缩写）：“故障图像叠加各种绘画、摄影和 3D 渲染风格”。

探索与此相关的专家分析 生成式人工智能 在战略情报平台上。

例如，截至撰写本文时，已有关于生成针对特定疾病的候选药物分子以及创建 想象中的建筑物图片或室内设计创意美国宇航局（NASA）的工程师们目前正致力于开发能够构建轻型航天仪器的AI系统，从而在缩短10倍开发时间的同时，提升结构性能。⁶ 生成式AI技术甚至可能影响食品行业以及从家具到家电等日常用品的设计。在科学研究领域，生成式模型可以通过改进实验设计、识别数据元素之间的关系以及创建新理论来促进突破性进展。例如，最近开发的AI算法可以…… 翻译数学公式 将图像转换成通俗易懂的英语，或者分析大脑活动数据，生成人类参与者脑海中所想物体的图画。7,8

高中生和大学生越来越频繁地使用生成式人工智能，一些院校禁止使用，而另一些院校则将生成式模型融入教学实践，甚至培训学生掌握这些工具。如果使用得当，生成式人工智能可以创建个性化课程，根据学生的技能和学习进度进行调整，同时鼓励批判性思维，激发创造力，并催生新颖的想法。

在工作场所，使用基于人工智能的语言模型（例如近期流行的 ChatGPT 或其后续版本）可以提高生产力并提升产出质量，将人类任务从草拟写作转向创意生成和编辑。¹⁰ 生成式人工智能技术尤其有利于低技能劳动者，并能提高他们的工作满意度和自我效能感。鉴于采用这些新技术可能带来的生产力提升，我们必须认识到工作岗位流失的可能性。因此，支持劳动者提升技能和再培训的政策和项目至关重要，这能确保技术创新带来的益处得到广泛分享，并使劳动者掌握在不断变化的就业市场中取得成功所需的技能。

最新进展涉及能够做出重要决策或采取重大行动的自主人工智能系统。例如， 自动GPT AutoGPT是一款基于GPT-4语言模型的自主人工智能应用。它能够将用户设定的目标分解成更小的任务，并利用互联网搜索或文本转语音等工具，自动完成目标。生成式人工智能技术，尤其是自主人工智能，正日益融入人们日常生活的方方面面，这既引发了公众的兴奋，也带来了担忧。

为了建立公众对生成式人工智能的信任，应用程序应符合公认的专业和伦理标准。生成式人工智能系统反映了其训练所用的数据以及当时社会普遍遵循的规范。应注意减少基于训练数据的人工智能偏差，重点在于纳入“异常值”数据和新的社会规范。此外，应用程序的决策过程应易于理解，其目标应清晰地告知运营者和最终用户，并且应尊重个人隐私。必须制定伦理准则和治理结构，以减少潜在危害，并确保技术进步与负责任的使用保持平衡。最后，必须解决版权归属问题，以便对人工智能设计者、训练数据创建者和应用程序使用说明的作者给予应有的认可。

只要控制得当，生成式人工智能就能为创造力提供更多时间，展现知识的边界，并作为陪练伙伴挑战传统思维。

3. 可持续航空燃料

推动航空业向净零碳排放迈进。

| 玛丽埃特·迪克里斯蒂娜
波士顿大学传播学院院长兼新闻实践教授

李相烨
韩国科学技术院高级副总裁（研究）

| 劳伦·厄平克·卡尔德伍德
世界经济论坛自然与气候中心气候战略负责人

航空业每年约占全球二氧化碳排放量的2-3%，如果一切照旧，预计2022年至2050年间的排放量将高达390亿吨。^11,12 虽然电动汽车在地面交通领域的应用正在迅速增长，但航空业的脱碳之路却举步维艰，因为长途飞行需要高能量密度的燃料。此外，更换飞机的成本高昂，这意味着现有机队将继续服役数十年，而且无论如何，电动或氢燃料飞机可能都不适用于长途飞行。

利用生物质制成的可持续航空燃料，结合其他脱碳策略，为实现航空净零排放目标指明了可靠的方向。Image: Midjourney 和 Studio Miko。提示（缩写）：“燃料滴溅成树叶的形状”。

探索与此相关的专家分析 可持续航空燃料 在战略情报平台上。

一种无需对现有航空基础设施和设备进行大规模改造的解决方案应运而生：可持续航空燃料（SAF），它由生物资源（例如生物质）和非生物资源（例如二氧化碳）制成。结合其他脱碳战略，包括提升系统运营效率、采用新技术和碳抵消，SAF有望在未来几十年内推动航空业实现净零碳排放。

如今，可持续航空燃料 (SAF) 占全球航空燃料需求的不到 1%，但到 2040 年，这一比例必须提高到 13-15%，才能使航空业走上到 2050 年实现净零排放的道路。13 这样的增长将需要新建 300-400 家 SAF 工厂；航空公司、制造商和燃料公司正在夜以继日地工作，以实现这一规模。

幸运的是，利用可再生能源从生物质原料生产可持续航空燃料（SAF）的规模正在稳步增长。据国际航空运输协会（IATA）统计，2022年SAF产量至少达到3亿升（乐观估计为4.5亿升），几乎是2021年的三倍。¹⁴越来越多的航空公司承诺使用SAF，这一趋势将在全球各方共同努力下加速发展，例如世界经济论坛的“明日清洁天空”倡议¹⁵。 先行者联盟。

美国材料与试验协会 (ASTM) 已批准九种可持续航空燃料 (SAF) 与传统石油基航空燃料以最高 50% 的比例混合使用。¹⁶ 第一种 SAF 于 2009 年获得 ASTM 批准，它是通过一系列化学反应将合成气（一氧化碳和氢气的混合物）转化为碳氢化合物而制成的。合成气可以由生物质或废弃物制备，或者更好的是，利用可再生能源，由捕获的二氧化碳和绿色氢气制备。

第二种可持续动物燃料（SAF）于2011年获批，由植物油和动物脂肪制成。原材料的供应和收集，以及对可持续生产的绿色氢的需求，仍然是该方案面临的主要挑战。代谢工程改造的微生物能够分解丰富的非食用生物质，这有望减少对植物油和动物脂肪的依赖。¹⁷

过去几年，又有七种可持续航空燃料（SAF）获得批准，其他一些令人振奋的候选燃料仍在积极研发中。例如，其中一种燃料利用工程细菌来改善其能量特性。¹⁸ 2023年，英国的一个联合体计划使用可持续航空燃料完成首次净零排放的跨大西洋飞行，这将展现这项快速发展技术的潜力，并推动世界向净零排放航空的目标迈进。

4. 设计噬菌体

改造病毒以增强人类、动物和植物的健康。

| 奥卢矿
伦敦大学学院（UCL）生命科学学院药学院药物制剂学教授

威尔弗里德·韦伯
莱布尼茨新材料研究所科学主任

人体内外的微生物数量与人体细胞数量相当，甚至可能超过人体细胞数量。¹⁹ 生物体所寄生的微生物群落被称为其微生物组，人类、动物和植物的微生物组在这些生物体的健康中发挥着重要作用。^20,21

基因工程改造的病毒可以实现超靶向治疗，选择性地影响特定细菌。Image: Midjourney 和 Studio Miko。提示（缩写）：“病毒攻击细胞的显微图像”。

探索与此相关的专家分析 定制噬菌体 在战略情报平台上。

近年来，微生物组的改造技术取得了显著进展，从而造福人类健康和农业生产力。噬菌体是这项改造技术的关键——它们是一种能够选择性感染特定类型细菌的病毒。感染后，噬菌体会将自身的遗传信息注入细菌体内。利用合成生物学工具，可以对噬菌体的遗传信息进行重编程，使受感染的细菌执行预先设计的基因指令。通过生物工程改造的噬菌体，科学家可以改变细菌的功能，例如使其产生治疗性分子或对某种药物敏感。由于噬菌体通常只感染一种细菌，因此可以针对复杂微生物组中的特定细菌物种进行改造。

基因工程改造的噬菌体在治疗微生物群相关疾病方面展现出潜力，例如溶血性尿毒综合征（HUS）——一种罕见但严重的疾病，会影响肾脏和血液凝固功能，由特定种类的大肠杆菌引起。科学家们对一种感染大肠杆菌的噬菌体的遗传物质进行了基因改造，使其编码能够切割导致HUS的大肠杆菌基因的“基因剪刀”。动物研究表明，施用这些基因工程改造的噬菌体可显著降低微生物群中导致HUS的大肠杆菌菌株的数量，并缓解HUS症状。²² 该方法最近获得了美国食品药品监督管理局（FDA）的孤儿药资格认定，为其进入临床试验做好准备。²³ 此外，噬菌体也被设计成饲料添加剂，用于促进牲畜生长、治疗某些植物病害以及消除食品供应链中的危险细菌，这与……的理念相一致。 世界卫生组织的“同一健康” 方法。

基因工程噬菌体疗法的早期成果令人鼓舞，吸引了大量风险投资，这将有助于推进基因工程噬菌体的临床试验。基因工程噬菌体的潜在应用广泛而多样。 Locus Biosciences 正在利用基因工程改造的噬菌体来对抗耐药菌，而 Eligo Biosciences 正在探索类似的方法来降低某些细菌的致病性。在44项以治疗为目的的噬菌体相关临床试验中，有29项是在2020年初之后公布的。²⁴ 涉及天然噬菌体和人工设计的噬菌体的噬菌体疗法将继续作为一种强大的微生物组工程方法出现，从而改善人类、动物和植物的健康。

5. 元宇宙在心理健康领域的应用

共享虚拟空间有助于改善心理健康。

科琳娜·拉森
AnthroTronix联合创始人兼前首席执行官

| 杰弗里·林
约翰·霍普金斯医院神经病学教授

美国卫生局局长最近向他所谓的“战争”宣战。 “当今国家最紧迫的公共卫生问题之一”过多的屏幕时间和社交媒体会降低心理健康，25 但如果负责任地使用，它们也可以增强心理健康。26 在共享的虚拟空间中建立联系所花费的屏幕时间可能有助于对抗日益严重的心理健康危机，而不是加剧危机。

元宇宙可以用来提供一个共享的虚拟空间，让人们可以联系和获得治疗。 Image: Midjourney 和 Studio Miko。提示（缩写）：“人们在湖上乘着玻璃立方体划船”。

探索与此相关的专家分析 用于心理健康的元宇宙 在战略情报平台上。

虚拟共享空间是指人们可以进行专业和社交互动的数字环境。这些空间的未来通常被称为元宇宙，其中可能包括利用增强现实或虚拟现实（AR/VR）技术增强的虚拟共享空间。正如目前存在多个共享虚拟平台一样，未来也可能存在多个元宇宙，它们在用途和沉浸感方面各不相同。

新冠疫情爆发前就已存在的心理健康危机如今已加剧至前所未有的程度²⁷，这使得基于元宇宙的心理健康治疗成为可能。心理健康服务提供者的数量不足以应对日益严峻的危机²⁸，在美国，联邦政府正在制定一项针对远程心理健康服务的报销计划，以缓解这一短缺问题²⁹。理想情况下，以心理健康为中心的技术基础设施将支持心理健康的各个方面：预防、诊断、治疗、教育和研究。

游戏平台已被用于心理健康治疗。这类平台不仅能提高患者的参与度，还有助于消除人们对心理健康问题的歧视。例如， DeepWell Therapeutics 开发了用于治疗抑郁症和焦虑症的电子游戏；总部位于英国的Xbox工作室 忍者理论 已将心理健康意识融入大众市场游戏中，并计划将其扩展到治疗领域。 洞察项目; 和 特里普 并创建了“正念元宇宙”（Mindful Metaverse），该平台通过虚拟现实技术引导正念和冥想来提升人们的幸福感。30

日益成熟的交互技术可以进一步增强远距离参与者之间的社交和情感联系。例如， 涌现浪潮 1 这是一种桌面设备，它利用超声波模拟触觉，从而增强用户的社交体验。非侵入式神经技术甚至可以提供与用户情绪状态相适应的反馈。例如， 神经质 耳机利用电极测量情绪，并能据此调整音乐。最终，元宇宙还将与治疗性神经技术相结合，例如直接脑刺激来治疗难治性抑郁症。³¹

利用元宇宙满足心理健康保健的持续需求可能是一种双赢之举。这不仅能让患者受益，还能将元宇宙应用于实际且必要的场景，从而推动这一不断发展的虚拟空间的兴起。

6. 可穿戴植物传感器

革新农业数据收集方式，以养活世界。

| 罗娜·钱德拉瓦蒂
新南威尔士大学副教授

卡洛·拉蒂
麻省理工学院（MIT）感知城市实验室主任

联合国粮食及农业组织表示，到 2050 年，世界粮食产量需要增加 70% 才能养活世界人口。32 农业技术创新将是应对这一急剧增长并改善世界粮食安全的关键一步。

对单株植物进行监测可以获取农民作物的超高分辨率数据。Image: Midjourney 和 Studio Miko。提示（缩写）：“附着在叶子上的微芯片”。

探索与此相关的专家分析 可穿戴植物传感器 在战略情报平台上。

传统上，作物监测主要依靠土壤检测和目视检查，这两种方法都成本高昂且耗时。近年来，技术进步显著提升了作物监测的便捷性，使农民能够更大规模地监测作物状况。多年来，农田健康状况一直利用低分辨率卫星数据进行监测。³³如今，配备传感器的无人机和拖拉机能够提供更高分辨率的作物状况信息。^34,35所有监测方式产生的信息均可利用人工智能进行处理。作物监测的下一个前沿领域是更高分辨率：对单株植物进行监测。

可穿戴植物传感器有望改善植物健康状况并提高农业生产力。这些传感器体积小巧、无创，可以附着在农作物上，持续监测温度、湿度、水分和养分水平。植物传感器的数据可以优化产量、减少水、肥料和农药的使用，并及早发现病害迹象。

两家公司， 格罗维拉 和 植物科技我们独立研发了微型针状传感器，可插入植物的叶片或茎秆中，测量电阻变化。数据通过无线方式传输到计算机或移动设备，进行分析，从而了解植物的健康状况。农民可以实时监测作物，并根据植物的具体需求进行精准干预，例如根据水分含量或养分数据调整灌溉或施肥量。

仍有许多工作要做。可穿戴传感器的安装和维护成本可能很高，而且解读传感器数据可能需要专业知识。我们需要改进数据分析工具，以帮助农民根据传感器数据做出明智的作物管理决策。此外，可穿戴传感器对植物生长发育的长期影响也值得研究。

尽管面临这些挑战，可穿戴植物传感器有望彻底改变作物生产和管理方式。通过提供有关植物健康状况和环境条件的实时数据，这些设备可以帮助农民优化农业生产力、减少浪费并最大限度地降低农业对环境的影响——同时还有助于养活世界不断增长的人口。

7. 空间组学

从分子层面绘制生物过程图谱，揭开生命的奥秘。

| 伊丽莎白·奥戴
Olaris首席执行官兼创始人

|吴若豪
香港科技大学副教授

|徐迅
华大基因研究院院长

人体由大约37.2万亿个细胞组成。它们是如何协同工作，维持我们生命和健康的呢？空间组学或许能为研究人员提供答案。这种新兴方法结合了先进的成像技术和DNA测序的特异性和分辨率，能够从分子层面绘制生物过程的“是什么”、“在哪里”和“何时”。科学家们首先选取感兴趣的器官（例如小鼠大脑），将组织切成仅一层细胞厚的切片。然后，他们利用创新技术来可视化每个切片中特定生物分子的位置。^36,37,38 空间组学使得我们能够以前所未有的细节观察以往无法观测到的细胞结构和生物事件。

新的成像技术或许能够以前所未有的方式让我们得以观察以前无法观测到的事物。Image: Midjourney 和 Studio Miko。提示（缩写）：“通过热图风格的显微成像技术，展现分子水平的有机细胞结构”。

探索与此相关的专家分析 空间组学 在战略情报平台上。

得益于空间组学技术，新一代分子水平的“细胞图谱”正在开发中，这些图谱能够详细揭示人类和其他物种体内发生的无数生物学过程。^39,40 例如，科学家利用空间组学构建了果蝇幼虫的三维细胞图谱，并揭开了小鼠胚胎器官发育的神秘面纱。^41,42,43 另一项研究表明，受伤的墨西哥钝口螈大脑能够通过与大脑发育过程中激活的机制类似的机制进行自我修复。⁴⁴ 空间组学在治疗发现方面也展现出巨大潜力。利用这项技术，科学家在脊髓中识别出一群似乎负责脊髓损伤后恢复的神经元。刺激瘫痪小鼠体内的这些神经元可以加速它们恢复行走能力。⁴⁵ 其他与健康相关的应用还包括：对肿瘤中的各种细胞类型进行表征以制定个性化治疗方案，以及揭示阿尔茨海默病和类风湿性关节炎等复杂疾病的机制。 46 空间组学也可用于研究传染病。例如，一项对新冠肺炎死亡患者样本的空间组学研究表明，SARS-CoV-2 会导致所有组织中细胞通路的广泛紊乱。47

空间组学技术的普及和规模化应用迫在眉睫。2021年，该技术市场总值达2.326亿美元，预计到2030年收入将达到5.872亿美元，越来越多的公私营企业正寻求提供空间组学解决方案。⁴⁸ 尽管2020年学术和转化研究中心占据了89%的市场份额，⁴⁹ 但该市场正在迅速扩张，涵盖制药和生物技术行业。

为了充分发挥空间组学的潜力，必须解决数据采集、处理、存储和标准化报告等方面的技术挑战。此外，还应拓展其应用范围，绘制其他生物分子（例如代谢物）以及其他生物体（包括植物和无脊椎动物）的图谱，以进一步阐明其潜在的生物学机制。自《自然·方法》杂志在2021年将空间组学评选为年度方法以来，短短时间内，它已从一项小众技术发展成为一项有望标准化并广泛应用的技术，从而彻底改变我们对生命的理解。

8. 柔性神经电子器件

更先进的电路设计，用于与神经系统连接。

| Wendy Ju
康奈尔科技学院副教授

| 杰弗里·林
约翰·霍普金斯医院神经病学教授

| 露丝·摩根
伦敦大学学院工程科学学院副院长（跨学科创业）

|吴若豪
香港科技大学副教授

近年来，脑机接口（BMI）日益受到关注，激发了人们对未来用意念控制机器的无限想象。脑机接口能够让传感器硬件捕捉大脑产生的电信号。然后，算法会将这些电信号解码成计算机可以理解和执行的指令。类似脑机接口的系统已被用于治疗癫痫患者，并在神经假体领域得到应用——假肢通过电极与神经系统连接。^51,52

柔性电子技术的突破可能为神经系统疾病的治疗铺平道路。Image: Midjourney 和 Studio Miko。提示（缩写）：“亮白色、柔性电子产品”。

探索与此相关的专家分析 柔性神经电子学 在战略情报平台上。

尽管这些技术取得了初步成功，但仍面临挑战。目前医生使用的植入物由坚硬材料制成，类似于笔记本电脑或手机内部的芯片，它们可能会造成长期疤痕并引起明显的不适。这些植入物无法弯曲或适应大脑运动，因此随着时间的推移，它们的位置会发生“漂移”，从而降低采集信号的准确性。非侵入性方法，例如将电极放置在颅骨外部，虽然无需手术植入，但只能提供模糊且难以解码的信号——就像隔着厚厚的面罩听人说话一样。

研究人员最近开发出基于生物相容性材料的脑接口电路，这种电路柔软且富有弹性。柔性电路可以贴合大脑，减少疤痕和传感器漂移，并且可以集成足够多的传感器，一次性刺激数百万个脑细胞，其性能和所需时间远远超过硬质探针。⁵³

在神经科学研究中，柔性脑机接口（BMI）有望加深人们对痴呆症和自闭症等神经系统疾病的理解。在临床应用中，柔性BMI能够更好地控制神经假体，而无需频繁重新校准。⁵⁴ 柔性BMI的应用^55,56已获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准，正在进行临床试验，这项技术正迅速成为现实。未来，其他植入式设备，例如心脏起搏器，也可能采用类似的材料。

展望未来，材料制造和柔性电路印刷技术的进步有望进一步提升柔性脑机接口（BMI）技术，最终实现真正的人机交互。与许多新兴技术一样，在这些接口广泛应用之前，必须考虑广泛的伦理问题。潜在的健康影响必须与公众的接受度和信任度相平衡。此外，鉴于脑部数据的敏感性，隐私和伦理使用指南必须明确这些数据在短期、中期和长期的使用方式。

9. 可持续计算

设计和实施净零能耗数据中心。

| 奥尔加·芬克
洛桑联邦理工学院智能维护与运营系统教授

安德鲁·梅纳德
亚利桑那州立大学先进技术转型教授

尽管地球正面临日益严峻的环境危机，这一点毋庸置疑，但对数据的日益依赖似乎并未起到太大作用。然而，数据中心为谷歌搜索、电子邮件、元宇宙、人工智能以及其他众多日益数据化的社会功能提供支持，据估计，数据中心消耗了全球约1%的电力⁵⁷，而且随着数据服务需求的增长，这一数字只会继续攀升。虽然目前尚无一劳永逸的“绿色数据”灵丹妙药，但预计未来十年，随着新兴技术的创新融合与整合，净零能耗数据中心将取得显著进展，并迅速成为现实。

热管理和能源优化方面的创新可以帮助数据中心向更加环保的未来转型。Image: Midjourney 和 Studio Miko。主题（简述）：“内部和周围环境都与自然相融合的未来主义数据中心”。

探索与此相关的专家分析 可持续计算 在战略情报平台上。

首先，为了解决散热问题，人们正在开发利用水或介电冷却剂散热的液冷系统，并将多余的热量重新用于空间供暖、热水供应和工业流程等应用。例如，斯德哥尔摩市正在实施一些项目，利用数据中心的废热为居民住宅供暖。⁵⁸

其次，人工智能正被用于实时分析和优化能源使用，在不影响性能的前提下最大限度地提高效率。DeepMind 已成功展示了人工智能驱动的能源管理的潜力，在谷歌的数据中心实现了高达 40% 的能耗降低。⁵⁹

第三，支持净零能耗数据中心的技术基础设施正变得更加模块化和按需定制。例如，云计算和边缘计算系统允许数据处理和存储分布在多个设备、系统甚至不同地点。^60,61 例如，Crusoe Energy公司将其模块化数据中心安装在甲烷燃烧的地点，从而使云计算基础设施能够利用原本会直接排放到大气中的甲烷气体供电。这些以及其他预制单元可以轻松部署、扩展或重新安置，使数据中心运营商能够优化能源使用并适应公司不断变化的需求。软件和硬件方面的其他创新包括新型计算架构，例如片上系统⁶²；以及诸如能量比例计算之类的优化技术，在这种技术中，计算机消耗的能量与执行的工作量成正比。⁶³

实现净零能耗数据中心需要采用创新方法，将上述方法与新型发电、储能和管理技术相结合。鉴于该领域涌现出的创新浪潮和投资，我们有理由对未来几年保持乐观。

10. 人工智能辅助医疗保健

提高医疗系统效率的新技术。

丹尼尔·E·赫尔塔多
智利天主教大学副教授

安德鲁·梅纳德
亚利桑那州立大学先进技术转型教授

伯纳德·S·梅耶森
IBM 荣誉首席创新官

| 奥卢矿
伦敦大学学院生命科学学院药学院药物制剂学教授

| 兰德里·西涅
布鲁金斯学会高级研究员

在新冠肺炎疫情初期，全球医疗卫生系统的不足之处暴露无遗，许多医院的可持续工作量迅速超出负荷，令人触目惊心。为此，各国政府和学术机构纷纷组建团队，致力于将人工智能和机器学习（AI4PEP）融入医疗保健领域，旨在预测即将发生的疫情并有效应对疫情。^64,65 这些旨在提升国家和全球医疗卫生系统在重大健康危机面前的效能，并实现医疗服务民主化的新兴举措目前尚处于起步阶段，但随着高质量数据融入人工智能和机器学习模型，这些举措将迅速扩大规模。⁶⁶

新兴人工智能系统影响医疗保健的最有效方式之一是通过数据处理和分析。Image: Midjourney 和 Studio Miko。提示（缩写）：“抽象人口数据”。

探索与此相关的专家分析 人工智能辅助医疗保健 在战略情报平台上。

基于人工智能的技术还可以帮助解决一个相关挑战——许多患者在通过医疗保健系统获得医疗服务时会遇到的长时间等待。⁶⁷ 令人惊讶的是，延误往往并非源于医疗资源不足，而是由于现有医疗设施的分配不均以及由此导致的利用率低下。当应用于精心整理的现有医疗设施数据集时，人工智能、机器学习和数据分析技术显著改善了患者获得治疗的机会。CloudMD 的子公司 Medical Confidence 利用此类技术，将患者的治疗需求与医疗设施的可用性进行最佳匹配，从而大幅缩短了治疗等待时间——在某些情况下，甚至从数月缩短到仅数周。⁶⁸ 这种基于人工智能的优化医疗服务获取的方法正在加拿大得到广泛应用，并很可能在其他地区得到推广。

人工智能医疗保健在发展中国家的影响可能更为深远，这些国家往往缺乏基础设施和人员，无法为大部分人口提供医疗服务。利用人工智能辅助识别、监测和治疗新发或现有疾病的智能工具——例如，利用人工智能系统辅助解读放射学数据⁶⁹——是利用人工智能和机器学习提升医疗服务能力的第一步，尤其是在医疗资源匮乏的地区。例如，印度拥有超过14亿人口，分布广泛，并已采用人工智能方法来加强医疗服务的覆盖范围。印度政府已允许医生通过辅助技术为偏远社区提供服务，并采取了必要的隐私保护措施。

除了保护数据隐私和收集生成这些洞见所需的高质量数据之外，实施人工智能辅助医疗保健方法还面临其他挑战，包括提高公众对这类技术的接受度和普及率、确保患者依从性以及解决可能存在的国家安全问题。尽管克服这些剩余障碍可能颇具挑战性，但无所作为的风险显而易见。

此外，任何涉及庞大人口健康和福祉的个人数据管理系统都必须在精心制定的法律和伦理框架内运行。此类考量已成为广泛讨论的主题⁷⁰，并且随着人工智能和机器学习在全球医疗保健领域的应用，相关法律框架也开始涌现。未来三到五年内，基于人工智能的医疗保健解决方案将日益普及，极大地造福人类健康，尤其是有利于服务不足的人群。