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1、2017 全球十大新兴技术 从阳光中收集液态燃料来源：光明日报日前，科学美国人与世界经济论坛在 2017 夏季达沃斯论坛期间联合发布了 2017年全球十大新兴技术。这份榜单由科学美国人杂志、科学美国人全球顾问委员会、世界经济论坛全球专家网络、世界未来委员会共同选出，涵盖了在医疗、计算机、环保等领域的最新技术，它们在提高生活质量、促进产业转型、保护地球环境等方面具有无限潜能。 “新兴技术正在重新定义工业，它们使传统的界线变得模糊，在我们前所未见的尺度上创造新的机遇。”世界经济论坛管理委员会成员、第四次工业革命中心主任穆拉特松梅兹(Murat S?nmez)说，“所有机构都必须通过正确的政策、规划
2、与合作方式，让技术革新为人类构建更美好的未来，同时避免技术泛滥带来的风险。”自 2012 年起，世界经济论坛开始评选年度十大新兴技术。在此前五年的榜单中，3D打印、CRISPR-Cas9、光遗传等技术已经成为我们生活、研究中的重要元素。而在今年的榜单中，又有哪些将改变人类的未来？1、液体活检液体活检技术的出现，标志着人类在攻克癌症的道路上又前进了一大步。与传统的组织活检相比，液体活检具备多项优势：首先，对于组织活检无法企及的部位，液体活检可以成为替代品。其次，组织活检只能反映出样品中的信息，而液体活检可以检测出患者的整体情况。此外，液体活检主要检测的是循环肿瘤 DNA(ctDNA)，它们通常会
3、从肿瘤组织进入血管中。因此，与依靠症状和图像进行诊断相比，液体活检对癌细胞的定位更加迅速。2、从空气中收集净水此前，科学家已经能够从空气中收集净水，但现有的技术需要耗费大量电力，并且只有在湿度较高时才能实现。而现在，情况正在发生改变。来自 MIT 和加州大学伯克利分校的研究团队通过一类新型多孔晶体金属有机骨架(metal-organic frameworks)，在空气湿度低至 20%的环境下成功收集净水，且这一过程完全不需消耗能量。此外，一家位于亚利桑那州的初创企业 Zero Mass Water，通过离网型太阳能系统，每天可以生产 2.5 升水。3、深度学习与机器视觉在深度学习的帮助下(尤其
4、是随着卷积神经网络的发展)，计算机的图像识别能力开始超越人类。目前，机器视觉技术在自动驾驶、医学诊断、保险索赔的破损评估、水位监测、农业生产等领域具有广泛的应用前景。与其他深度学习结构相比，卷积神经网络在图像和语音识别方面能够给出更优的结果。这一模型也可以使用反向传播算法进行训练。相比较其他深度、前馈神经网络，卷积神经网络需要估计的参数更少，使之成为一种颇具吸引力的深度学习结构。4、从阳光中收集液态燃料我们能否模仿树叶的光合作用，让“仿生树叶”生成、储存能量？现在，这个问题的答案正呼之欲出。哈佛大学的科学家找出一款新型钴-磷催化剂，利用太阳能，将水分子分解成氢气和氧气，随后这些氢将二氧化碳转化
5、成有机物。在这样一个封闭系统中，燃烧释放的二氧化碳将重新被转化成燃料，而不是被排放到大气中。这项技术可能会给太阳能和风能行业带来革命性的影响。5、人类细胞图谱计划人类细胞图谱计划于 2016 年 10 月正式启动，这个国际合作项目旨在破译人类身体的密码，由陈-扎克伯格倡议支持。此项目希望确定：一是所有组织的不同细胞类型；二是各类细胞分别由哪些基因、蛋白和其他分子来控制；三是细胞的准确位置；四是细胞之间如何交流，在细胞发生改变后如何影响身体机能的该计划最终将为个性化医疗提供有力的帮助。6、精准农业第四次工业革命为农民提供了一系列新的工具，这些工具能够在减少水和农药使用量的同时，提高作物的产量与质
6、量。传感器、机器人、GPS、地图工具以及数据分析软件全部按照植物养护的需求量身定制。虽然对于全世界的大多数农民来说，距离利用无人机来实时监控植物的生长状态还相对较远，但现在已经有了一些相对简易的技术，例如悉尼大学的 Salah Sukkarieh 已经在印度尼西亚使用了一套价格低廉的现代化监控系统，依靠太阳能及手机实现监控。7、廉价的氢能汽车催化剂此项目的目的是开发一种零排放的氢燃料电池技术。目前使用的催化剂含有金属铂，价格高昂，因此项目暂时陷入瓶颈。但是，现在很多研究正在致力于减少对这种稀有而昂贵的金属的依赖，目前最新的研究已经能够做到不利用铂，甚至是完全不使用金属。例如，凯斯西储大学的科学
7、家就研制出掺杂氮和磷的碳泡沫催化剂，其活性不亚于标准催化剂。8、基因疫苗基于基因的疫苗在很多方面优于现在的传统疫苗。基因疫苗能够快速生产，这对于应对突然暴发的疫情非常关键。相比于在细胞培养物或 SPF 鸡蛋中生产的传统蛋白疫苗，基因疫苗制作起来也更简单、廉价。而且，通过这种方法制得的疫苗能够快速适应病原体突变。基因疫苗的终极目标是，科学家找出能够抵抗病原体的人群、纯化能够为人类提供保护的抗体，然后设计出基因序列，诱导人体细胞产生这种抗体。9、可持续型社区如能将绿色建筑理念一次性应用到大规模的建筑过程中，它将可能为能量、水资源的消耗带来一场革命。目前，加州大学伯克利分校的科学家正计划通过智能微电
8、网，将本地产生的太阳能用于建筑的电力供应，这将减少一半的电力消耗，并将碳排放降至 0。与此同时，他们还计划重新设计建筑的排水系统，从而实现厕所和下水道中水资源的就地循环利用，而雨水也将被收集利用，这些举措将会使饮用水的需求量下降 70%。10、量子计算机量子计算机拥有无限的潜能，与之相对应的是极高的建造难度和高昂的花费。这也就不难解释，为什么小型量子计算机的运算能力仍未超越超级计算机。不过在 2016 年，IBM将量子计算机的发展推向了一个新高度，它们成为首家向公众提供量子计算机云服务的公司。这项技术为超过 20 篇等待发表的学术论文提供了实验平台。目前，全球超过 50 家企业正在努力让量子计算机成为现实，这其中既有大型企业，也有不少初创公司。这些进展让人们开始相信，量子时代正向我们走来。 标签: 技术太阳能深度学习
