从虚拟患者到绿氢:如何善用2020年十大新兴技术造福世界

National University of Singapore's Kang Lifeng shows a sample of a microneedle patch that his team of researchers have pioneered at the university in Singapore September 11, 2014. The microneedle patch, made up of dozens of needles 600 microns long (0.6 millimetre) and half as wide, can deliver encapsulated dosages of drugs into the bloodstream through the skin painlessly, as compared to injections. According to Kang, the innovation, which is awaiting clinical trial, can be used potentially for cosmetic and skincare purposes to deliver collagen to inner skin layers, as well as non-invasive administration of drugs such as painkillers and insulin for patients in homecare settings. REUTERS/Edgar Su (SINGAPORE - Tags: HEALTH DRUGS SOCIETY) - GM1EA9B10L301
National University of Singapore's Kang Lifeng shows a sample of a microneedle patch.Image: REUTERS/Edgar Su
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  • 新兴技术将是应对新冠疫情等全球性挑战的关键。

  • 世界经济论坛与《科学美国人》共同评选出2020年十大新兴技术。

  • 其中包括虚拟患者、绿氢和量子传感。

新冠疫情持续对民众生活和经济造成严重冲击,世界正日益寄希望于科学界,以寻求答案和解决方案。

技术进步始终是推动变革的关键力量。过去二十年间,从计算和人工智能到生物技术和纳米技术,世界见证了前所未有的技术创新速度。

世界经济论坛与《科学美国人》在今年的《十大新兴技术》报告中评选出2020年的十项新兴技术,它们是:

  • 无痛注射与检测用微针

  • 太阳能驱动的化学反应

  • 虚拟患者

  • 空间计算

  • 数字医学

  • 电动航空

  • 低碳水泥

  • 量子传感

  • 绿氢

  • 全基因组合成

这些技术有潜力帮助我们应对一些最紧迫的全球性挑战,但若被误用或管理不当,也会带来重大风险。以下是三点关键结论。

1. 新兴技术可以成为重要盟友

在应对当前健康危机、气候变化、粮食安全、水资源短缺和能源需求增长等全球性问题的斗争中,新兴技术将是我们的重要盟友之一。

今年,我们已经看到一系列技术成果,将有助于应对医疗体系面临的冲击。微针设备的生产取得进展,其成本更低、使用更便捷,将使许多目前医疗资源匮乏的地区能够接种疫苗,这一进展令人鼓舞,尤其是在当前疫情背景下。

此外,一些智能设备数字健康应用的开发者在检测可能预示严重心脏问题的心律不齐方面取得突破,还有更多类似应用正在研发中,用于检测或追踪帕金森病、阿尔茨海默病和自闭症等疾病的相关症状。

最后,数字化能力的显著发展使我们能够以数字方式重建人体器官,这将很快大幅减少药物测试中对人体的使用;同时,人类全基因组的数字化也日益普及,并将使医生最终能够治愈大多数遗传性疾病。

在应对气候变化方面,近期涌现出许多进展,可为各经济体提供更多降低碳足迹的工具。利用电能制氢(而非传统的化石燃料)正变得越来越可行,从而可以生产无碳氢气。专家认为,这对实现《巴黎协定》的目标十分必要,即每年减排超过100亿吨二氧化碳。

电力也有望改变航空业,许多企业、投资者和公司正在电动机方面取得进展。这类电动机一旦投入使用,不仅将消除排放,还将显著降低燃料和维护成本,并减少噪音污染。另一项可能改变格局的技术进展是低碳(甚至无碳)水泥。水泥是人类使用最广泛的人造材料,因此这项技术可能在全球范围内显著减少排放。

最后,提高太阳能利用效率的技术突破,使我们能够将废弃二氧化碳转化为可用于药品、洗涤剂、肥料和纺织品的化学品,有望从根本上改变化工行业,并可能使其成为真正的零废弃循环经济。

2. 但我们也必须为风险做好准备

这些强大的新工具并非没有风险。例如,许多技术解决方案都以数据为基础,而我们尚未找到确保这些数据安全和隐私的方法。

在健康应用领域尤为如此。全基因组工程可能导致意外误用或被用作武器。对于微针设备,患者的年龄和体重、注射部位以及给药技术如何影响给药效果,目前仍不明确,因此可能导致治疗效果不佳。因此,迫切需要用户了解任何局限性,并需要相关卫生主管部门进行严格监管和监督。

我们能够克服这些技术难题和不确定性。例如,氢气的使用曾被认为非常危险,但得益于技术进步,它现已被证明比传统燃料更安全。如果我们加快制定和采用相关标准与规范,就能借助新技术实现这一目标。

3. 合作将是实现效益的关键

尽管新兴技术有望帮助我们应对全球一些最棘手的挑战,但它们本身无法成为变革的推动者。政府、企业、科学界、学术界和广大公众之间的合作,无论在地方还是国际层面,都是必不可少的。

一方面,这些技术大多仍需大量资金投入和研究,才能达到成熟并具备合适的价格水平,从而使其在产业和社会中的应用切实可行并可规模化。任何一家企业或政府都无法单独保障这一点,因此公共和私营部门需要汇集资源、共享研究数据,以确保社会尽快从这些技术中获益。

另一方面,这些技术的诸多风险只能通过全球性政策加以应对,因为它们的使用和影响超越了国界。政策制定者需要在全球层面采取协调行动,制定新的法规;而开始应用这些技术的企业,则需要不断交流最佳实践并制定新标准,以确保将这些技术被误用的可能性降至最低。

一个我们能够将碳排放降至最低、遗传性疾病被根除、并能早期准确诊断疾病且高效治疗的世界,在技术上很快就将成为可能。能否将其变为现实,取决于世界各国的决策者。

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