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2016十大技術突破:從空氣中汲取能量的電子設備

2017-01-03 來源: 阿波羅網 Print This Post 简体版 [字號]
   
 
 

北京時間1月3日消息,剛剛過去的2016年,人類在與我們日常生活密切相關的一些技術方面取得了諸多重要進展。有些技術進展將直接關係到一些最嚴重疾病的治療,另外一些則將改善我們日常生活的便捷性。這樣的技術與科學進步逐漸累積,便構成了人類未來生活的願景。

一、免疫工程

突破性技術:改造殺手T細胞以治療癌症

重要意義:該療法將有望在癌症、多發性硬化症和艾滋病等病症的治療方面發揮作用

主要研究機構:

-克萊柯蒂斯(Cellectis)

-朱諾醫療(Juno Therapeutics)

-諾華製藥(Novartis)

預計投入應用時間:1~2年內

簡介:

經過基因改造的免疫細胞正在挽救癌症患者的生命。這一切或許還僅僅是一個開始。人體內擁有天然對抗疾病感染的防線,那就是免疫系統。該系統包括多大十幾種不同的細胞,其中就包括數種不同的T細胞。T細胞會攻擊外來病毒並阻止癌變的發生,並且在實現以上這些功能的同時還能確保不會誤傷自身的器官組織。T細胞甚至還有記憶功能,這也是我們注射疫苗來預防疾病的原理基礎。通過TALENs或時興的CRISPR等基因改造技術,對T細胞進行改造之後,便可以讓T細胞去攻擊特定的病變細胞,從而治療某些疾病,如白血病。

二、植物的精準基因編輯

突破性技術:

能夠在不引入外來DNA成分的前提下,實現對植物基因便捷而精準的編輯

重要意義:

我們需要更多的糧食產量才能滿足全球不斷增長的人口對食物的需求,預計到2050年,全球人口將超過100億人

主要研究機構:

-塞恩斯伯里實驗室和約翰英納斯中心,英國

-國立首爾大學,韓國

-明尼蘇達大學,美國

-中國科學院遺傳與發育生物學研究所,中國

預計投入應用時間:5~10年內

簡介:

CRISPR提供了一種簡潔而精準的基因編輯工具,從而能夠讓培育更多抗病或抗旱的作物新品種創造便利。就在過去的這一年裡,研究人員們已經證明經過這一技術處理的農作物基因組內不含有外源性基因成分,這一發現使其能夠不受當前多種針對轉基因作物制定的限制性法規規制,並消除消費者們針對轉基因作物所持有的大部分疑慮。

三、語音交互技術

突破性技術:

將語音識別技術與自然語言理解相結合,從而在世界上最大的互聯網市場創建一種有效的語音交互界面

重要意義:

通過打字輸入文字進行交流費時費力,不夠高效,語音技術將改變這一情況

主要研究機構:

-百度,中國

– Google,美國

– Apple,美國

– Nuance,美國

– Facebook,美國

預計投入應用時間:已經推出

簡介:

百度在語音識別技術上取得重要進展。該公司設立在美國矽谷的實驗室發布了一款名為“深度語音2”(Deep Speech2)的技術,該技術設置了一種深度神經網路,其能夠將語音與海量的預先輸入文字和辭彙之間建立起聯繫,從而理解其語義。該款系統對語義的理解達到了令人驚異的程度。實際上,研究人員發現其有時候對於漢語普通話的理解能力甚至超過了人類。這項技術將大大提升人們運用智能手機的交流效率,從而將人們從鍵盤和觸屏操作中解放出來。另外,這項技術對於中國中西部農村地區文化程度較低的居民使用智能手機也將是一個福音。

四、可重複使用的火箭

突破性技術:

火箭將不再是一次性使用的產品。在將載荷送入軌道之後,火箭將能夠安全返回地面並準備用於下一次發射

重要意義:

通過火箭的重複利用,航天發射的成本將會被大大降低,這將極大促進航天領域的大發展

主要研究機構:

-太空探索技術公司(SpaceX),美國

-藍色起源公司(Blue Origin),美國

-聯合發射聯盟(United Launch Alliance),美國

預計投入應用時間:已經推出

簡介:

人類進入航天時代以來,已經有數以千計的火箭被射向太空,這些火箭從來都是被作為一次性產品來看待的,它們一旦發射就是有去無回。但從2015年開始,這一情況開始改變:火箭發射,並將載荷送入軌道之後將重新返回發射台,穩穩地停放到它最初起飛的位置上。如果這一技術能夠逐漸成熟並成功應用,那將大大降低航天發射的成本,從而在航天發射領域掀起一場革命。

五、能夠相互學習的機器人

突破性技術:

機器人將能夠學習,並將自己學習到的經驗上傳到雲端,以供其他機器人分享

重要意義:

如果機器人不再需要個別編程,而是可以通過群體力量迅速達成學習和升級,那麼機器人的能力將突飛猛進

主要研究機構:

-Ashutosh Saxena, Brain of Things公司(美國)

– Stefanie Tellex,布朗大學(美國)

– Pieter Abbeel, Ken Goldberg, and Sergey Levine,加州大學伯克利分校(美國)

– Jan Peters,達姆施塔特工業大學(德國)

預計投入應用時間:3~5年

簡介:

很多看似簡單的工作,比如在倉庫里堆放物品,照顧卧床不起的病患或者在前線協助士兵搬運物資等等,仍然沒有辦法完全讓機器人來承擔。原因很簡單,機器人還無法勝任這樣的靈活工作。人類之所以可以勝任,那是因為經過了一段被稱作“童年”的漫長數據積累和學習時期,但機器人沒有。一般的做法是通過編程來“教”機器人學會一些基本技能和方法。但是這樣的效率太低。而現在,一個名為“百萬物品挑戰”(Million Object Challenge)的項目正在醞釀,科學家們希望讓無數單個的機器人們在雲端上傳它們各自的技能,並與其他機器人分享,從而大大提升機器人的能力和進步速度。

六、DNA應用商店

突破性技術:

創立一種新的業態,使得DNA測序數據能夠被更廣泛的獲取

重要意義:

人的基因組決定了很多重要信息,包括你一生中可能會患上哪些種類的疾病

主要研究機構:

– Helix(美國)

– Illumina(美國)

– Veritas Genetics(美國)

預計投入應用時間:今年

簡介:

傳統測序技術耗時已經大大縮短,新型設備不斷出現,最新的基因測序技術已經能夠在很短的時間內進行人類基因樣本測試。但是唯一不足的就是昂貴的測試費用和數據利用率不高的問題。這需要一種新的商業模式。以Helix等為代表的幾家公司創建了一種新的業態:一個基於遺傳信息的應用商店。

這些公司的模式是:任何人都可以花費很少的一筆費用購買一份DNA應用,該應用能夠採集用戶的生物學樣本並進行測序分析,最終將測試結果數字化並存儲起來。這樣軟體開發者們便能夠基於這些大數據開發各種應用。比如或許會有人開發一款10美元就可以下載的應用,它可以根據你的基因信息預測你10年後的模樣,等等。Helix稱之為“一次測序,重複利用”。

七、太陽城的“超級電池工廠”

突破性技術:

利用簡化的低成本技術產生高效太陽能板

重要意義:

太陽能面板行業需要更加廉價且高效的產品,以便與化石能源相競爭

主要研究機構:

– SolarCity(美國)

– SunPower(美國)

– Panasonic(日本)

預計投入應用時間:2017年

簡介:

在美國伊利湖畔的一座工業園區內,太陽能工業的未來正展露它的容顏。美國傳奇企業家伊隆·馬斯克旗下的公司“太陽城”(SolarCity)規劃的布法羅工廠正在蓬勃建設中,目前已經快要接近完成了。這裡將生產世界商業市場上能夠購買到的效率最高的太陽能板產品。根據設計,這家工廠每天可以生產1萬塊太陽能板,每年的產量相當於10億瓦特發電量,從而使其成為北美最大的太陽能板工廠,在世界範圍內也是數一數二的,工程總耗資將達到7.5億美元左右。

八、Slack軟體

突破性技術:

替代電子郵件,且便於使用的辦公交流工具

重要意義:

在很多工作場合,類似“飲水機效應”那樣,讓同事們相互之間能夠順暢聊天和溝通能夠提升生產效率

主要研究機構:

– Slack

– Quip

– Hipchat

– Microsoft

預計投入應用時間:現在

簡介:

這是一款適應移動通訊時代的軟體,它正在迅速改變西方辦公室的交流模式。這就是Slack,這款軟體從2013年誕生以來,目前每天已經有超過200萬活躍用戶。

Slack能夠讓同事之間收發實時信息並創建聊天室,從而減少了使用電子郵件溝通的時間。不管你使用的是移動設備還是台式電腦,你都可以上傳或下載文件,編輯和存儲信息,或檢索過去的對話。

九、特斯拉自動駕駛技術

突破性技術:

實現汽車在不同道路環境下的安全自動駕駛

重要意義:

每年由於人類操作失誤而導致的車禍造成數以千計的人員傷亡,這項技術將大大降低這類風險

主要研究機構:

-Ford Motor

– General Motors

– Google

– Nissan

– Mercedes

– Tesla Motors

– Toyota

– Uber

– Volvo

預計投入應用時間:現在

簡介:

馬斯克旗下的另外一家公司特斯拉主要致力於電動汽車的研發。而在去年,特斯拉為其產品發布了一款名為“自動駕駛”(Autopilot)的軟體包。

這款軟體包升級之後的特斯拉汽車實際上幾乎實現了類似飛機的那種自動駕駛。汽車將能夠自主掌握行駛速度,調整方向甚至自動變道或停車。這是汽車自動駕駛技術方面的一次重要升級,為未來實現真正的完全自動化駕駛奠定基礎。

十、從空氣中汲取能量

突破性技術:

讓無線設備能夠從附近其他電子設備的信號中汲取能量

重要意義:

讓小型無線電子設備擺脫電池和電源線的束縛

主要研究機構:

-華盛頓大學

-德州儀器公司

-馬薩諸塞大學

預計投入應用時間:2~3年

簡介:

即便的最小型的電子設備也需要在內部安裝電池才能工作,這是一種常識。但是這樣的情況將不會持續很久。一項最新技術能夠讓這些小型設備從臨近的一些設備,如電視、收音機、手機或是路由器等設備產生的信號中接收能量的技術正在逐漸接近實用化。美國華盛頓大學的科學家們近期就展示了基於這項技術,因而不需要使用電池的溫控器和運動探測器,甚至還有一台這樣的相機。

   

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2016

技術突破

電子設備

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能量

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