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《《麻省理工学院技术评论》评出最新十大突破性技术》

  • 来源专题：科技大数据监测服务平台
  • 编译者： dingxq
  • 发布时间：2019-03-01

  • 全球知名科技评论期刊《麻省理工学院技术评论》27日发布2019年“全球十大突破性技术”，灵巧机器人、核能新浪潮、定制癌症疫苗、人造肉汉堡等入选。

    这份期刊的中文版官网当天发布公报说，今年是该杂志创刊120周年，“全球十大突破性技术”榜单也与过去稍有不同。本届评选邀请到微软公司创始人比尔·盖茨担任客座评选人，全程参与评选工作。入选的10项技术包括灵巧机器人、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、可流利对话的人工智能助手。

    “我希望我参与选出的技术，不仅是2019年的关注焦点，更能为整个科技史留下浓重的一笔。”盖茨在为榜单所作序言中说……

  • 原文来源：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/2/423319.shtm
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    • 编译者：zhoujie
    • 发布时间：2020-10-13
    • 《麻省理工科技评论》每年都会评选出当年的“十大突破性技术”，这份在全球科技领域举足轻重的榜单，曾精准预测了脑机接口、智能手表、癌症基因疗法、深度学习等诸多热门技术的崛起。 正如比尔·盖茨所说，看过这些突破性技术之后，你会觉得“美好的未来，值得我们为之奋斗”。 2019年，《麻省理工科技评论》选出的全球十大突破性技术包括： 1.灵巧机器人 重大意义：机器正在通过自我学习学会应对这个现实世界。有朝一日，机器人学会应对现实世界之际，正是它们真正解放人类双手之时。 主要研究者：OpenAI（人工智能非营利组织）、卡内基梅隆大学、密歇根大学、加州大学伯克利分校 成熟期：3-5年 机器取代人类工作的话题吹了这么多年，但目前工业机器人还是笨得要死。虽然机器人可以在装配线上不厌其烦地重复着同一个动作，同时还能保持超高的精度，但哪怕目标物体被稍微移动了一点，或将其替换成不同的零件，都直接Game Over。 如今，机器人虽然还无法做到和人一样，在看到物体后就明白如何拿起，但现在它可以在虚拟空间里反复训练，最终学会处理眼前的物体。 位于旧金山的非盈利组织 OpenAI 就推出了这样一套 AI 系统 Dactyl，并已成功操控一个机器手灵活地翻转一块魔方： 这套神经网络软件能够通过强化学习，让机器人在模拟的环境中学会抓取并转动魔方后，再让机器手进行实际操作。开始时，软件会进行随机的尝试，并在不断地接近最终目标的过程中，逐渐加强网络内部的连接。 现阶段，让机器人变得更加灵活还有很多困难。但如果研究人员能够很好地利用这种学习方法，未来的机器人将有望能够学会组装电子产品、将餐具放到洗碗机、甚至是能够将卧床的人从床上扶起。 2.核能新浪潮 重大意义：先进的核聚变和核裂变反应堆正在变成现实。在减少碳排放和限制气候变化的路上，核能的作用不可或缺。 主要研究者：陆地能源（Terrestrial Energy）、泰拉能源（TerraPower）、纽斯凯尔（NuScale）、通用核聚变（General Fusion） 成熟期：新型核裂变反应堆到 2020 年代中期有望实现大规模应用；核聚变反应堆仍需至少十年时间。 这个东西多牛逼不用多解释了吧？一旦我们成功突破核聚变，能源问题将得到一劳永逸的解决。这其中，我们中国也扮演着重要的角色。 在过去的一年中，新型核反应堆发展势头强劲，核能的使用将会变得更安全，成本也更低。新型反应堆的发展包括： 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 核聚变反应堆的突破 第四代核裂变反应堆的开发者，比如加拿大的 Terrestrial Energy 和总部位于华盛顿的泰拉能源（TerraPower），已经开始与电力公司建立研发合作关系，力争在 2020 年代之前实现并网发电（这个估计可能有些乐观）。 3.早产预测 重大意义：每年有 1500 万婴儿过早出生，这是 5 岁以下儿童死亡的主要原因 主要研究者：Akna Dx 成熟期：可在 5 年内进入临床测试。 借着早产预测，简单的验血可以预测孕妇是否有过早分娩的风险。 在过去几年中，研究人员开始通过从血液中检测肿瘤细胞的 DNA，以及通过血液检测对孕妇进行唐氏综合症等疾病的产前筛查。这些检测依赖于寻找 DNA 中的基因突变。另一方面，RNA 是调节基因表达的分子物质，能够决定从基因中产生多少蛋白质。 通过对母亲血液中的自由漂浮的 RNA 进行测序，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。一旦警告，医生可以采取措施避免早产，并给予孩子更好的生存机会。 4. 肠道显微胶囊 重大意义：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，婴儿、儿童也适用。这一设备让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一种疾病。 主要研究者：麻省总医院 成熟期：目前在成人体内使用；婴儿试验在今年进行。 环境性肠功能障碍（EED）可能是你从未听说过的花费最高昂的疾病之一。以肠道发炎、肠道泄露和营养吸收不良为特征，这一疾病在贫穷国家广泛传播，这也是这些地区许多人营养不良、发育迟缓、未能达到正常身高的原因之一。 没有人知道引起 EED 的具体原因是什么，也没有人知道怎样预防或治疗这一疾病。切实可行的检测手段迫在眉睫。目前唯一的办法是：麻醉患者，并将内窥镜插入喉咙。这种方法昂贵、不舒服，还不一定有用。 因此，麻省总医院（MGH）的病理学家和工程师 Guillermo Tearney 研发了一种小型设备，这种设备能够检测 EED 的表现症状，甚至可以进行组织活检。与内窥镜不同，它在基础保健检测过程中应用简单。 5. 定制癌症疫苗 重大意义： 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。传统化学疗法对健康细胞有很大影响，而且对肿瘤的治疗效果并不总是理想。 主要研究者：BioNTech 、Genentech 成熟期：已在临床试验 目前，科学家正处于将首支个性定制疫苗商业化的关键时刻。如果效果真如预期的话，该疫苗就的确能够通过肿瘤独特的突变，触发人体免疫系统对其进行识别，从而有效地阻止多种癌症的发生。 更重要的是，与传统化学疗法不同，疫苗是通过使用人体的天然防御系统来选择性地破坏肿瘤细胞的，对健康细胞的损害较有限。 6. 人造肉汉堡 重大意义：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。 主要研究者：美国人造肉企业Beyond Meat 成熟期：目前已经有成形的植物性素肉；2020年左右可研制成功实验室人造肉。 根据联合国的预测，世界人口数量将在 2050 年达到 98 亿，人口富裕水平也会上升。但这于对气候变化来说可不是什么好事——人类一旦脱贫致富，就往往要吃掉更多肉。 据预测，到 2050 年，人类吃掉的肉会比 2005 年多 70%。事实证明，饲养供人类食用的动物，是对环境的最大伤害之一。根据动物种类的不同，以西方工业化方法生产一磅肉类蛋白要比生产等量植物蛋白多用 4 到 25 倍的水，6 到 17 倍的土地，6 到 20 倍的化石燃料。 而问题在于，人肯定不会马上就戒掉肉类。也就是说，实验室培养的人造肉和植物制成的素肉可能是抑制环境恶化的最好办法。 实验室人造肉的过程，是从动物身上提取肌肉组织，然后放入生物反应器进行培育。虽然最终成品的口感可能有待提高，但外形上已经与我们正常吃的肉差不多了。 7. 捕获二氧化碳 重大意义：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。从大气中去除CO2可能是阻止灾难性的气候变化最后的可行方法之一。 主要研究者：Carbon Engineering、Climeworks、Global Thermostat 成熟期：5到10年 即使我们降低目前的二氧化碳排放速度，温室气体造成的变暖效应依然会持续数千年之久。为防止气温攀升至危险范围，联合国气候变化委员会当前得出的结论是，在本世纪，全世界将需要从大气中去除高达 1 万亿吨的二氧化碳。 如今，一种叫做直接空气捕获（Direct Air Capture，DAC）的方法，理论上可以将机器捕集二氧化碳的成本降低到每吨 100 美元以下。 8. 可穿戴心电仪 重大意义： 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。 主要研究者：苹果、AliveCor、Withings 成熟期：现在 手上有Apple Watch的富友，这个技术你比我更清楚啦~ 心电监测智能手表已经问世，它具有可穿戴设备的便利性，并且能够提供接近医疗设备的精度。硅谷初创公司 AliveCor 推出了一款与苹果手表兼容的腕带，该腕带可以检测出心房颤动，这是导致血栓和中风的常见原因。 去年，苹果发布了带有心电图 (ECG) 功能的 Apple Watch，并且该功能已经通过 FDA 认证。随后，健康设备公司 Withings 也宣布计划发布一款配有心电图功能的手表。现阶段的可穿戴心电图监测设备仍然只有一个传感器，而真正的心电图设备则有 12 个传感器。 目前还没有任何一种可穿戴设备能够诊断心脏病，但这种情况可能很快就会迎来转机。 9. 无下水道卫生间 重大意义： 节能厕所可以在没有下水道系统的情况下使用，并且可以就地分解粪便。23亿人缺乏安全的卫生设施，并许多人因此死亡 主要研究者：杜克大学、南佛罗里达大学、Biomass Controls、加州理工学院 成熟期：1-2年 全球大约有 23 亿人没有良好的卫生条件。由于缺乏卫生的厕所，人们将粪便倾倒在附近的池塘和溪流中，这会传播细菌、病毒和寄生虫，从而导致腹泻和霍乱。全世界每 9 名儿童中就有 1 名死于腹泻。 现在，研究人员正在努力开发一种新型厕所，这种厕所对发展中国家来说也足够便宜，不仅可以处理粪便，还可以对其进行分解。2011 年，比尔·盖茨提出重新发明厕所挑战，并设立了 X 大奖。 自从挑战开始以来，有几个团队已经将设计的厕所原型投入使用。所有的粪便都是就地处理的，不需要用大量的水把它们送到遥远的处理厂。 所以，现在的挑战是如何让这些厕所更便宜，更能适应不同规模的社区。 10. 真·可以聊天的 AI 助手 重大意义：捕捉单词之间语义关系的新技术正在使机器更好地理解自然语言。人工智能助手现在可以执行基于对话的任务，如预订餐厅或协调行李托运，而不仅仅是服从简单命令。 主要研究者：谷歌、阿里巴巴、亚马逊 成熟期：1-2 年后 我们已经习惯了人工智能助手——智能音箱的语音助手，Siri 在你的手机上为你定闹钟——但它们并没有真正做到所谓的智能，还有点“弱智”。 但这一切正越来越好。OpenAI 、谷歌的团队正加速推进，你也可能联想到，小米手机的AI已经可以和你连续对话了，这都是进步。 这些改进加上更好的语音合成系统，让我们从简单的向人工智能助手下指令转向与它们交谈。它们将能够处理日常琐事，如做会议记录、查找信息或网上购物。 在我们中国，很多人正在习惯阿里巴巴的小蜜，小蜜能通过电话帮你跟快递小哥沟通，还可以与顾客讨价还价。 这十大科技突破，有哪几样震撼到你了呢？ 本文来源：广东省创新孵化器运营研究院
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  • 《《麻省理工科技评论》2023年“全球十大突破性技术”正式发布！》
    • 来源专题：战略生物资源
    • 编译者：李康音
    • 发布时间：2024-01-16
    • 2024年1月9日，《麻省理工科技评论》发布2024“十大突破性技术”。其中生物资源相关如下： 1. 用于高胆固醇的 CRISPRCRISPR for high cholesterol 新形式的基因编辑工具可以帮助治疗常见疾病。 主要研究者：Verve Therapeutics, Beam Therapeutics, Prime Medicine, 伯劳德研究所 成熟期：10-15 年 去年，一名新西兰女性成为第一个接受基因编辑治疗以永久降低胆固醇的人。她患有心脏病，同时也有遗传性高胆固醇风险。但这项实验性治疗背后的科学家认为，任何人都可能从该疗法中受益。在治疗中，他们使用了编辑工具 CRISPR，这是该工具的潜在转折点。大约十年前，该技术首次被编程用于编辑基因组，如今我们已看到 CRISPR 从科学实验室转移到了临床。但最初的实验治疗集中在罕见遗传疾病上，高胆固醇治疗具有更广泛的临床应用潜力。 由 Verve Therapeutics 开发的降胆固醇疗法，依赖于一种被称为碱基编辑或“CRISPR 2.0”的基因编辑形式。科学家现在可以用一个 DNA 碱基来替换另一个，这是一种更具针对性的方法，而不是简单地通过切割来“关闭”特定基因。理论上，这应该更安全，因为可以减少错误地切割一个重要基因的可能性，并且避免 DNA 被切割后修复自身时可能发生的潜在错误。一种更新形式的 CRISPR 可能会发挥更大作用。Prime 编辑或“CRISPR 3.0”使得科学家可以将大片段 DNA 插入基因组。如果它在人身上有效，就可以让科学家替换掉致病基因。 总之，这些新形式的 CRISPR 可以扩大基因编辑的范围，使其用于治疗更多疾病，包括遗传疾病以外的疾病。总有一天，人们可以选择在基因密码中添加被认为可以预防高血压或其他某些疾病的基因。目前所有 CRISPR 治疗都是实验性的，我们不知道它们是否安全。同时一些人认为，我们应该集中精力治疗那些患有严重疾病的人。但是，如果这些新形式的 CRISPR 能够奏效，它们就可以帮助其他许多人。——杰西卡·哈姆泽鲁 2. 按需器官制作 Organs on demand 工程化器官可以终结器官移植的等待名单。 主要研究者：eGenesis、Makana Therapeutics、United Therapeucs 成熟期：10-15 年 在去年的两个月里，一位名叫大卫·贝内特（David Bennett）的 57 岁男子体内有一颗猪心在跳动。马里兰大学的外科医生们把它植入人体内，并希望了解经过基因编辑的猪心脏是否能救人。 需要器官移植才能活下来的人，远远多于能够得到器官移植的人。全世界每年约有13万例器官移植，但更多的人在等待器官移植时死亡，或者他们可能从未进入移植等待名单。使用动物器官是一个潜在的解决方案，但要克服人体对它们的排异并不容易。例如，猪组织表面的糖会使我们的免疫系统进入攻击模式。药物可以帮助抑制反应，但这还不够。因此，生物技术公司利用基因编辑技术改造猪组织，去除这些糖分子并添加其他基因，使猪组织看起来更像人的组织。 通过以这种方式编辑猪的 DNA，几家生物技术公司现在已经创造出了器官与人体更兼容的动物。尽管贝内特去世了，原因是在移植的器官中发现了病毒，但他的医生们声称，移植的猪心从未出现典型的器官排异症状。现在，他们正在计划招募更多患者进行研究。在未来，器官工程可能根本不需要动物。研究人员正在探索如何从头开始设计复杂组织，目前处于早期阶段。其中包括肺部形状的 3D 打印支架，还有从干细胞中培养出的泛用“类器官”，用来模仿特定器官。从长远来看，研究人员希望在工厂里培育定制器官。无论是在动物体内生长，还是在制造工厂内培育，可以无限供应的人造器官都会使移植变得更加普遍，让更多的人获得替代品。——安东尼奥·雷加拉多 3. 远程医疗堕胎药 Abortion pills via telemedicine 药物流产已经变得越来越普遍，但美国最高法院推翻罗诉韦德案的决定带来了新的紧迫感。 主要研究者：Choix, Hey Jane, Aid Access, Just the Pill, Abortion on Demand, Planned Parenthood, Plan C 成熟期：现在 在美国，获得堕胎护理的机会急剧减少，但一个重大转变出现在了另一个方向上：不需要离开家就能堕胎。2021 年疫情期间，美国食品和药物管理局（FDA）临时允许卫生保健提供者向患者邮寄两种药物，即米非司酮和米索前列醇，当两者一起服用时，可以导致堕胎。几年前，美国食品和药物管理局发现这些药物在终止早期妊娠方面是安全有效的。至 2020 年，这些药物导致的堕胎占美国堕胎总数的一半以上。2021 年底，FDA 将上述临时举措变为永久。 六个月后，美国最高法院裁定堕胎不是宪法权利。随着禁止堕胎的州“触发法”生效，人们对堕胎药的兴趣和需求激增。Aid Access 等非营利组织，以及 Choix、Just the Pill 和 Hey Jane 等初创公司都准备提供应对法律变化的方式。尽管流程因服务而异，但符合条件的女性通常使用带照片的 ID 注册，然后通过视频通话、短信或应用程序与医疗提供商咨询。医疗服务提供者可以为孕妇开药，并将药送到她们手中。 如何获得用于流产的药物，这个问题并未解决。总部设在欧洲的 AidAccess 拥有独特的优势，它可以将堕胎药运送到美国的任何一个州。但大多数通过邮寄方式提供堕胎药的初创公司都要遵循州法律，这意味着生活在禁止堕胎的 13 个州，或另外 7 个州（要求医生必须给孕妇当面开具处方药）的人必须跨州旅行或设置其他邮寄地址才能使用这些服务。尽管如此，帮助人们远程获取堕胎药的组织，在关键时刻为许多人带来了关爱。他们的远见和不懈努力意味着，在人们需要的时候这些解决方案已经准备就绪。——雷贝卡·阿克曼 4. 古代 DNA 分析Ancient DNA analysis 新的方法使商业测序仪可以看清受损的 DNA，这让深埋于历史的惊人发现终于得见天日。 主要研究者：马克斯普朗克进化人类学研究所（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）, 哈佛大学 David Reich 实验室（David Reich Lab at Harvard） 成熟期：现在 科学家们一直在寻找更好的工具来研究古代人类的牙齿和骨骼。在过去，他们不得不搜索许多古代遗迹，以找到保存完好的样本进行分析。现在，更便宜的技术和新的方法使商业测序仪可以看清受损的 DNA，这为古代 DNA 分析的繁荣提供了动力。如今，科学家甚至可以不需要牙齿或骨骼，仅仅在尼安德特人尿过的泥土中就能分析他们的 DNA 微观痕迹。2022 年 11 月，古遗传学成为了关注焦点，因为马克斯·普朗克进化人类学研究所的遗传学家斯万特·帕博（Svante P??bo）因其相关的基础性研究工作获得了诺贝尔奖。 通过古代 DNA 分析，我们发现了两种已灭绝的人种“吕宋人（Homo luzonensis）”和“丹尼索瓦人(Denisovans)”，还知道了现代人类携带大量丹尼索瓦人和尼安德特人的 DNA。同时现在我们拥有全基因组数据的古代人类个体的数量迅速增加，从 2010 年的 5 个增加到了 2020 年的 5550 个。 这些技术表明了印度人的祖先是多种多样的，对种姓制度造成了冲击。西西里岛一个有 2500 年历史的战场中的 DNA 显示，古希腊军队比历史学家认为的更为多样化。古老的样本也可以解开现代健康之谜。去年，科学家们发现了一个基因的单一突变，这种突变使人们在黑死病中存活的可能性提高了 40%，但它同时也是可能导致克罗恩病等自身免疫疾病的因素。不同文化对待人类遗骸的方式不同，这将继续为寻求研究古代 DNA 的学者们带来伦理和后勤方面的问题。但古代 DNA 研究带来的发现已经改写了历史。——哈纳基罗斯
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