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都是2019年十大突破性技术,《科学美国人》榜单与《麻省理工科技评论》榜单有何异同?

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日前,著名科普杂志《科学美国人》公布了2019年十大突破性技术榜单。无独有偶,在今年年初,《麻省理工科技评论》也公布了2019年全球十大突破性技术榜单。

两个榜单都是站在全球科技最前沿,对科研迈向产业的可行性分析,以及对技术商业化及影响力的研判。那么,二者之间到底有什么异同,让我们一一盘点。


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《科学美国人》榜单分为五类十项,包括:清洁环境(可生物降解塑料、智能肥料技术),革新能源(新型核能、大规模储能技术),促进健康(治疗癌症和阿尔茨海默氏症的新靶点、先进的食品跟踪和包装技术),便捷生活(社交机器人、远程协同)以及颠覆创新(以金属为材料的微型透镜、以DNA为载体的数据存储技术)。


《麻省理工科技评论》榜单中则包括:灵巧机器人核能新浪潮早产预测肠道显微胶囊定制癌症疫苗人造肉汉堡捕获二氧化碳可穿戴心电仪无下水道卫生间以及流利对话的AI助手




相似之处



人工智能:关于机器人,两个榜单都有所提及。《科学美国人》榜单中指出,人工智能技术使工程师能够将心理和神经科学转化为算法,让机器人能够识别声音、手势、眼神和情绪等以适应人们的需要,从而出现新型的社交机器人。而《麻省理工科技评论》榜单中则指出,通过虚拟训练等方式,让机器人在模拟环境中获得学习模式,从而成为灵活机器人,自主处理简单的问题,从而突破目前的瓶颈。此外,捕捉单词之间语义关系的新技术正在使机器人更好地理解人类语言,从简单下指令转向与它们交谈,使其成为可以进行流利对话的 AI 助手


新型能源:核能是目前最有研究前景的新型能源。《科学美国人》榜单中指出,新型核能的研究迫在眉睫。传统核能目前是将铀芯堆积在锆合金内的核燃料棒。如果锆过热,它会与水反应产生氢气并爆炸,目前的核事故都是因此产生。而新型核能,即正在研制的“第四代”核反应堆将用液态钠或熔盐代替水来传递热量,同时建设小型模块化反应堆以提高安全性。而《麻省理工科技评论》榜单中也指出,颠覆了传统设计的第四代核裂变反应堆、小型模块化反应堆使得核能的使用将会变得更安全,成本也更低,而核聚变反应堆的研究也在不断推进,核能新浪潮的到来指日可待。


重疾治疗:癌症至今为止一直是人类难以攻克的病魔。在《科学美国人》榜单中,一种名为“本质无序蛋白”(IDP)的特殊蛋白质正在被深入研究。一旦其不能正常工作,就会导致癌症或神经退行性疾病。因此,将该特殊蛋白质作为治疗癌症和阿尔茨海默氏症的新靶点,正在开拓重疾治疗的新的领域。而《麻省理工科技评论》榜单中则提到,定制癌症疫苗这种新的治疗方法,可以通过识别各肿瘤的特异性突变,激发人体的天然防御能力,从而对癌细胞进行针对性破坏。同时对健康细胞的损害较有限。




不同之处



除此之外,两个榜单还是有所不同,各有千秋。《科学美国人》榜单关注环境以及颠覆性创新等,《麻省理工科技评论》榜单则更关注人们生活中的需求。



在《科学美国人》榜单中:




清洁环境类技术必不可少。以低成本离子溶剂和生物酶处理纤维素或木质素,生产新型可生物降解塑料,同时该新型塑料性能与普通塑料相当,优于玉米、甘蔗或废油脂为原料生产的可生物降解塑料,有望助力解决塑料垃圾问题。同时,智能肥料技术的进步,可以改进胶囊类缓释肥料外壳,使其能根据土壤温度、酸度或养分改变释放率。相比需要人工智能、数据分析和大量传感器的所谓“精确农业”,这种方式更易推广。


大规模储能技术日新月异。目前传统的储能技术成本高、储能时间短,限制了包括风能水能等天然能源的应用推广。而正在研制的大型流电池和氢燃料电池,有望解决上述问题。 


先进的食品跟踪和包装技术值得注意。该技术能够帮助食品行业快速溯源有毒食品,并帮助人们确定食品是否在适当的温度下储存和是否开始变质。从而有效缓解全世界食物中毒的问题。


远程协同呈现技术使交流便捷自由。该技术可以将感觉、行动和存在实时传送,同步实现,从而使不同地点的人克服空间的隔阂近距离接触。而增强现实(AR)、虚拟现实(VR)及5G通信技术的发展使之成为可能。


颠覆创新类技术令人瞩目。以金属为材料的微型透镜无需分层就能消除色差,在解决散光等导致图像失真和模糊的像差问题上也有所突破。金属透镜使设计、制造微型光学器件成为可能。而以DNA为载体的数据存储技术则值得期待,人类正面临严重的数据存储问题。到2020年,全球每年需要4180亿个1TB容量的硬盘才能容纳全部数据。相比之下,一个边长约1米的DNA立方体就足以容纳等量数据。而相关研究也已经进入下一阶段。



在《麻省理工科技评论》榜单中:




早产预测快速简便。早产是 5 岁以下儿童死亡的主要原因。简单的验血可以预测孕妇是否有过早分娩的风险,但精确度不高。而目前的研究通过从母亲血液中提取“无细胞”的DNA 和RNA,对其测序,从而筛选出与早产有关的七种基因表达的波动。可以识别可能过早分娩的女性。医生也可以采取措施避免早产,并给予孩子更好的生存机会。


肠道显微胶囊是一种小型的、可吞咽的设备,不使用麻醉也可以捕捉到肠道的详细图像,甚至在婴儿和儿童体内也可以。这一设备使肠道疾病的探测和研究变得更为容易,其中包括使贫困地区的数百万儿童发育不良的环境性肠功能障碍(EED)。与内窥镜不同,它在基础保健检测过程中应用简单。


人造肉汉堡是解决人类对肉类需求的重要技术。实验室培育的人造肉和植物制成的素肉,能在不破坏环境的情况下接近真实肉类的味道和营养价值。人造肉的出现,可以缓解畜牧业生产造成的毁灭性的森林砍伐、水污染和温室气体排放。


实用且经济地从空气中直接捕获二氧化碳的方法,可以吸走超量排放的温室气体。可能是阻止灾难性的气候变化最后的可行方法之一。虽然这种方法也许是最困难、也是最昂贵的方法之一。但鉴于目前严峻的形势和缓慢的减排步伐,并没有多少别的选择。


可穿戴心电仪可以使心脏异常等被及时发现,从而尽快得到治疗。传统的健康监测装置并不是真正的医疗设备,剧烈的运动或表带没系紧都会干扰传感器读取脉搏。随着监管机构的批准和相关技术的进步,人们可以轻松通过可穿戴设备持续监测自己的心脏健康。可检测心电图的智能手表可以预警如心房颤动等潜在的危及生命的心脏疾病。


无下水道卫生间是一种新型节能厕所,可以在没有下水道系统的情况下使用,就地分解粪便,不需要用大量的水进行处理,也不会因为处理不当而传播细菌、病毒和寄生虫,从而导致腹泻和霍乱,从而减少贫困地区因为卫生状况导致的死亡率。



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