2014年有望實(shí)現(xiàn)的十大前沿技術(shù)

世界經(jīng)濟(jì)論壇下屬的全球議程理事會(huì)近日公布了2014年有望實(shí)現(xiàn)的十項(xiàng)影響人類未來的前沿技術(shù)，其中包括了時(shí)下非常流行的可穿戴電子設(shè)備產(chǎn)品以及腦控電腦技術(shù)產(chǎn)品。

這份報(bào)告的撰寫者努巴?阿費(fèi)彥（Noubar Afeyan）指出：“技術(shù)可能已經(jīng)成為現(xiàn)代世界發(fā)展變化最具標(biāo)志性的代表。面對(duì)資源稀缺和全球環(huán)境變化等一系列問題，正面的技術(shù)突破能夠?yàn)榇嬖谟谖覀冞@個(gè)時(shí)代的全球最具迫切的挑戰(zhàn)提供創(chuàng)新的解決方案。通過強(qiáng)調(diào)最重要的技術(shù)突破，全球議程理事會(huì)旨在提高人們對(duì)這些技術(shù)的意識(shí)，并希望在縮小投資、監(jiān)管和公眾理解力之間距離方面做出自己的貢獻(xiàn)?！?/p>

1. 根據(jù)身體調(diào)節(jié)的可穿戴技術(shù)

新一代的可穿戴設(shè)備將采用根據(jù)身體進(jìn)行調(diào)節(jié)的相關(guān)技術(shù)。這些設(shè)備的體積極為小巧，裝有很多個(gè)傳感器和一套反饋系統(tǒng)，并將自身隱藏在強(qiáng)大的功能性外表之下，以便讓用戶更好地接受。此類“隱形”設(shè)備包括能夠檢測(cè)心率的耳塞、隱藏在外衣內(nèi)部用于追蹤動(dòng)作的傳感器、跟蹤健康體征的暫時(shí)性紋身以及借助GPS指向通過發(fā)出振動(dòng)提醒的觸感式鞋底。這些設(shè)備的應(yīng)用范圍也非常廣泛：接觸式鞋底目前被用來幫助盲人導(dǎo)盲，佩戴Google Glass的腫瘤醫(yī)生則可以在手術(shù)過程中通過語音輸入來查看患者的醫(yī)療記錄和其他可視信息。

2. 納米結(jié)構(gòu)碳合物技術(shù)

快速增長(zhǎng)的全球汽車數(shù)量使汽車排放成為一個(gè)非常嚴(yán)峻的環(huán)境問題，因此提高交通運(yùn)營效率是降低排放的一個(gè)有效途徑。

首先，納米結(jié)構(gòu)碳合物技術(shù)的使用可以使汽車的重量減少10%甚至更多。而輕量化的汽車需要的燃油量就相對(duì)較少，從而達(dá)到了提高交通運(yùn)輸效率和減少溫室氣體排放的作用。其次，納米結(jié)構(gòu)碳合物技術(shù)的使用可以提高乘客的安全性。一旦發(fā)生車禍，采用新技術(shù)的鋼板既能夠吸收沖擊力又不容易折斷，從而達(dá)到有效保護(hù)車中乘客的目的。最后，采用該技術(shù)的合成材料還可以循環(huán)使用。

3. 海水采礦技術(shù)（從鹽水中獲得金屬物質(zhì)）

隨著淡水資源的日益萎縮，海水淡化已經(jīng)成為獲取淡水的一種替代方法。然而淡化過程卻存在著嚴(yán)重缺陷。除了要消耗大量能源以外，這一過程還會(huì)產(chǎn)生大量的濃縮鹽水，而排放回海水中的濃縮鹽水對(duì)給海洋生物的生存環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

而解決這一問題最具前景的方法可能是：我們不應(yīng)該將海水淡化后產(chǎn)生的濃縮鹽水視為廢物排放掉，而是把它視為提煉貴金屬的一種資源。濃縮鹽水中含有鋰、鎂、鈾等貴金屬以及鈉、鈣和鉀等普通金屬元素。

4. 將電力儲(chǔ)存在電網(wǎng)上的技術(shù)

電力資源無法直接存儲(chǔ)起來，而風(fēng)能發(fā)電和太陽能發(fā)電由于受到自然條件的限制而無法持續(xù)供電。雖然水利發(fā)電可以解決持續(xù)供電的難題，但其成本高昂、受環(huán)境制約以及完全依賴地質(zhì)結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)也顯而易見。

而一系列新技術(shù)的應(yīng)用有望徹底解決電力無法存儲(chǔ)的難題。比如，液流電池（Flow Battery）是電池的正負(fù)極或某一極活性物質(zhì)為液態(tài)流體氧化還原電對(duì)的一種電池。它能夠像存儲(chǔ)煤炭和天然氣一樣存儲(chǔ)液體化學(xué)能量。新近發(fā)明的石墨烯超級(jí)電容器（Graphene supercapacitor）使電池完成一次快速充電就能夠循環(huán)放電數(shù)萬次成為可能。

5. 納米線鋰電池技術(shù)

納米線鋰電池能夠更加快速地完成充滿電過程，同時(shí)還能夠比目前的鋰離子電池多釋放出30%到40%的電量。因此，這種下一代電池有望徹底改變電動(dòng)汽車市場(chǎng)的面貌，同時(shí)還能讓太陽能轉(zhuǎn)化的電能進(jìn)入千家萬戶。硅基陽極電池預(yù)計(jì)將在未來兩年里應(yīng)用到智能手機(jī)中。

6. 不依賴屏幕的顯示技術(shù)

隨著電子設(shè)備已經(jīng)日趨小型化，人們很難在智能手機(jī)屏幕上打出一篇小說來。而無屏幕的顯示技術(shù)則可以將全鍵盤投影到一個(gè)更大的表面以便用戶使用。無屏幕顯示技術(shù)還可以通過將影像直接投射到人的視網(wǎng)膜上來實(shí)現(xiàn)，這不僅省去了笨重的硬件設(shè)備，而且還有助于保護(hù)個(gè)人隱私。

視網(wǎng)膜顯示技術(shù)在2013年取得了非常快的進(jìn)步，而且似乎注定會(huì)在無屏幕顯示市場(chǎng)得到大范圍配置。很多公司都已經(jīng)在該領(lǐng)域取得了非常重大的突破，其中包括虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式耳機(jī)產(chǎn)品、仿生隱形眼鏡、為老人和半盲人開發(fā)的手機(jī)以及全息視頻。

7. 人體菌群療法

在過去幾年里，人體菌群一直是科學(xué)家研究的熱點(diǎn)對(duì)象。由美國國家衛(wèi)生研究院（National Institutes of Health）資助的人類微生物組工程（Human Microbiome Projec）在2012年發(fā)布的報(bào)告中披露，有1萬多種微生物存在于人體的生態(tài)系統(tǒng)中。一方面，大量的菌群在人類生命過程中扮演著非常重要的角色：比如腸道菌群就可以幫助人們消化食物并吸收重要的營養(yǎng)物質(zhì)；但另一方面，人體中幾乎無處不在的病菌有時(shí)也會(huì)變身為有毒菌株，并引發(fā)疾病甚至導(dǎo)致死亡。

現(xiàn)在，研究人員把重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到腸道菌群及其在治療傳染病、肥胖癥、糖尿病和腸炎等病癥的作用方面?，F(xiàn)在人們已經(jīng)充分意識(shí)到，抗生素療法會(huì)破壞腸道菌群平衡，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致很多并發(fā)癥，比如會(huì)導(dǎo)致危及生命的艱難梭狀芽胞桿菌（Clostridium difficile）感染。另一方面，由健康腸道菌群組成的新一代療法正在進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，并有望改進(jìn)現(xiàn)代醫(yī)療診治水平。人體菌群技術(shù)突破很明顯為治療嚴(yán)重疾病開辟的全新的途徑，并將改善人類種族的整體健康水平。

8. 針對(duì)癌癥和傳染病的RNA基因介入療法

蛋白質(zhì)合成一直是導(dǎo)致多數(shù)人類疾病和紊亂的重要因素，而RNA基因介入療法則長(zhǎng)期以來被認(rèn)為有能力治療傳統(tǒng)藥物療法無法提供幫助的疾病。在過去一年里，生物醫(yī)療領(lǐng)域再次成為研究人員的重點(diǎn)。在2014年之前，已經(jīng)有兩種RNA基因療法被正式批準(zhǔn)。以RNA基因介入機(jī)制為基礎(chǔ)的藥物可以幫助治療基因紊亂、癌癥和傳染性疾病。

新一代RNA基因藥物能夠降低天然蛋白質(zhì)的合成數(shù)量，并能夠促進(jìn)優(yōu)化、有治療效果的蛋白質(zhì)的活體生成。在與大型制藥公司和科研機(jī)構(gòu)的合作下，數(shù)家旨在開發(fā)RNA基因療法的私有制公司已經(jīng)宣布成立。在未來幾年里，我們希望這一醫(yī)療領(lǐng)域能夠在治療疑難雜癥方面向傳統(tǒng)制藥業(yè)迅速發(fā)起挑戰(zhàn)。

9. 自我量化分析預(yù)測(cè)技術(shù)

自我量化技術(shù)已經(jīng)存在多年，它能夠持續(xù)收集人們每日的活動(dòng)數(shù)據(jù)以幫助人們做出更好的健康和行為決定。然而，隨著當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，自我量化技術(shù)已經(jīng)在更加廣闊的領(lǐng)域發(fā)揮作用。

智能手機(jī)記錄了人們活動(dòng)的海量數(shù)據(jù)，包括聯(lián)系人（聯(lián)系人列表和社交網(wǎng)站應(yīng)用）、通話人（通話記錄、信息記錄和電子郵件記錄）、常去的地方（GPS定位、Wi-Fi登陸記錄和地點(diǎn)標(biāo)簽照片）以及活動(dòng)記錄（應(yīng)用程序和加速數(shù)據(jù)）?；谶@些數(shù)據(jù)和專業(yè)化機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立起來的人們及其行為的分析預(yù)測(cè)技術(shù)有助于我們進(jìn)行城市規(guī)劃、追求可持續(xù)發(fā)展和提高醫(yī)療診斷結(jié)果。

10. 腦控電腦技術(shù)

腦控電腦技術(shù)正在一步步接近現(xiàn)實(shí)應(yīng)用。電腦可以借助腦機(jī)接口（Brain-Computer Interface， BCI）技術(shù)來讀取和分析從大腦中直接發(fā)出的信號(hào)。BCI已經(jīng)取得了臨床成功。四肢癱瘓患者和中風(fēng)患者已經(jīng)能夠通過腦電波控制機(jī)器人幫助他們移動(dòng)輪椅，甚至是喝咖啡。此外，直接的腦部植入技術(shù)也已經(jīng)幫助全盲患者恢復(fù)了部分視力。

近期的研究重點(diǎn)一直是探索使用BCI技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同大腦直連的可能性。美國杜克大學(xué)的研究人員曾在去年發(fā)布報(bào)告稱，他們已經(jīng)成功將兩只老鼠的大腦通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了連接。此后，這兩只來自不同國家的老鼠能夠合作完成一些簡(jiǎn)單的任務(wù)來獲得獎(jiǎng)勵(lì)。同樣是在去年，哈佛大學(xué)的科學(xué)家表示，他們借助無創(chuàng)BCI技術(shù)在老鼠大腦和人腦之間建立起了功能連接。

其他研究項(xiàng)目還在一直關(guān)注控制人腦或直接從電腦向人腦植入記憶。去年年中，麻省理工學(xué)院的研究人員宣布，他們已經(jīng)成功向一只老鼠的大腦內(nèi)植入一段錯(cuò)誤記憶。而直接控制人類記憶可能在治療精神創(chuàng)傷壓迫紊亂癥方面有著應(yīng)用前景。從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來看，信息有可能會(huì)以電腦文件的形式被載入人類大腦。當(dāng)然，這一領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步也引發(fā)了許多道德上的爭(zhēng)議。