2019年十大突破性技术（麻省理工评选），设计师必看

《麻省理工科技评论》前段时间揭晓揭晓了 2019 年“全球十大突破性技术”（10 Breakthrough Technologies）。自 2001 年起，《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。

今年是《麻省理工科技评论》创刊 120 周年，意义重大，编辑部特别邀请了比尔·盖茨来挑选今年的十大突破性技术，因此这张榜单也带有很强烈的“盖茨风格”，显得非常乐观。

谈到评选原则时，盖茨说，他希望自己选出的技术，不仅是2019科技界最关注的焦点，还能体现出科技创新的演变轨迹。什么轨迹呢？用盖茨的话来说就是：科技创新的方向，正在从全力延长人类寿命，慢慢转变成提升人类生活品质。

这份榜单包括灵巧机器人、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、流利对话的AI助手共 10 大突破性技术。

灵巧机器人

成熟期：3-5年

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

技术突破：和以往需要事先针对抓取物体进行编程的工业机器人不同，灵巧机器人可以通过模拟实验，以及不断试错，学会自己操纵现实中的任何一个物体。

尽管人们一直在讨论机器取代人类工作的话题，但目前工业机器人仍然表现得较为笨拙且灵活性欠佳。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，机器人的抓取过程就会变得十分笨拙甚至是直接抓空。

而目前人工智能领域的专家正在全力攻克这个问题，希望机器人能像人一样，更灵活地完成任务。人工智能非营利组织OpenAI、卡内基梅隆大学、密歇根大学、加州大学伯克利分校都是这个领域的先行者。

OpenAI设计了一个机器人训练系统，这个系统先把机器人放在虚拟环境中训练，再把它们投放到现实世界里进行实践。这些机器人不仅能够在流水线上灵活地处理工作、安装精密的电子产品，还能极大地改善人们的生活。比如说能为你做家务、 甚至能扶卧床的人起床。不过，我们可能还需要再等3到5年，这项技术才能成熟。

核能新浪潮

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。

主要研究者：陆地能源（Terrestrial Energy）、泰拉能源（TerraPower）、纽斯凯尔（NuScale）、General Fusion

技术突破：新型核裂变反应堆，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，还有似乎永远也无法实现的核聚变反应堆，都得到了重大技术突破。

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。核能新浪潮（New-wave nuclear power）指的是利用各种新型核能技术来发电的技术趋势。

随着技术的发展，核能将会成为一种更安全、成本更低、发电效率更高，同时又能极大程度减少碳排放的能源，在能源领域具有突出的综合优势。

早产预测

成熟期：可在 5 年内进入临床测试。

主要研究者：Akna Dx

技术突破：最新技术通过检测和分析血液中的细胞遗传物质，筛选出与早产有关的七种基因表达的波动，最终可以快速、简便地预测早产儿，目前每次测量成本不到10美元。

单的验血可以预测孕妇是否有过早分娩的风险。我们的遗传物质主要存在于细胞内。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，Quake 筛选出与早产有关的七种基因表达的波动。这让他可以识别可能过早分娩的女性。一旦被警告，医生可以采取措施避免早产，并给予孩子更好的生存机会。

肠道显微胶囊

成熟期：目前在成人体内使用；婴儿试验将于2019年进行。

主要研究者：麻省总医院

技术突破：麻省总医院(MGH)的病理学家和工程师研发了一种可吞咽的装置，可以对消化道进行成像，也能检测出EED的表现症状，甚至可以进行组织活性检查。

肠道显微胶囊（Gut probe in a pill）是一种消化道检测设备。在做检测时，患者像吃药一样把胶囊装置吞下去，然后医疗人员再把胶囊拉回来。在这个过程中，胶囊里安装的显微镜和摄像装置，就能对患者的整个消化道进行精密拍摄。

和以往消化道检测用的内窥镜不同的是，使用内窥镜检测，需要先给患者注射麻醉剂，而这种肠道显微胶囊就不需要，它不会为患者带来痛苦，连儿童甚至婴儿都可以使用。这种医疗设备已经在成年人中投入使用了，儿童应用试验将在今年开始。

定制癌症疫苗

成熟期：已在临床试验

主要研究者：BioNTech 、Genentech

技术突破：该技术通过识别肿瘤细胞特有的突变，利用身体的自然防御系统，可以在不伤及正常细胞的情况下消灭癌细胞。

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。如果其效果真如预期的话，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。此外，在初始治疗后，攻击性免疫细胞将也会对游离的癌细胞保持警惕。在人类基因组计划完成五年后的 2008 年，当遗传学家公布了癌细胞的第一个序列时，这种疫苗的诞生就不再是天方夜谭了。

人造肉汉堡

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。

主要研究者：美国人造肉企业Beyond Meat

技术突破：以植物为原料，已经可以培养出接近真实肉类味道和营养价值的人造肉组织。

简单来说，人造肉有两种类型，一种是利用细胞技术来生产人造肉，比如说用牛细胞来生产肉丸；还有一种是利用生化技术，把植物变成肉。人造肉汉堡被看好的首要理由，是它能减少由畜牧业造成的碳排放。

捕获二氧化碳

成熟期：5到10年

主要研究者：Carbon Engineering、Climeworks、Global Thermostat

技术突破：捕获、吸收空气中的二氧化碳，每吨成本不到100美元。

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。

去年夏天，哈佛大学气候科学家大卫·凯斯（David Keith）计算之后惊喜地发现，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。先前估计的成本要比这个数字高出一个数量级，因而许多科学家曾认为这项技术太过昂贵，不具备可行性。不过，直接空气捕获仍需至少数年的时间，才有可能将成本降低到接近 100 美元的范围。

可穿戴心电仪

成熟期：现在

主要研究者：苹果、AliveCor、Withings

技术突破：一种可穿戴设备，能够真正诊断心脏病。

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改变。去年秋天，AliveCor 就一款应用程序和双传感器系统向美国心脏协会 (American Heart Association) 提交了初步审查，据称该系统可以检测到某种类型的心脏病。

无下水道卫生间

成熟期：1-2年

主要研究者：杜克大学、南佛罗里达大学、Biomass Controls、加州理工学院

技术突破：一个独立的节能环保卫生间，可以在没有下水道系统的情况下运行，并在现场处理废物。

顾名思义，无下水道卫生间（Sanitation without sewers）指的是没有下水道，能够直接自动处理排泄物的厕所。目前，杜克大学、南佛罗里达大学、加州理工学院等院校都设计出了无下水道卫生间的模型，但核心问题是如何降低成本，进行大规模生产。等到这个技术完全成熟、投入大规模应用，可能还需要1到两年的时间。

流利对话的 AI 助手

成熟期：1-2 年后

主要研究者：谷歌、阿里巴巴、亚马逊

技术突破：AI助手现在可以执行一些基于会话场景的任务，例如预订餐厅，预订或协调收发包裹，而不是仅仅遵循简单的命令。

我们已经习惯了人工智能助手——Alexa 在客厅里播放音乐，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。它们本应简化我们的生活，但却收效甚微。它们只识别很小范围的指令，稍遇偏差就很容易出错。

但最近的一些进展将增加你的数字助理的功能。2018 年 6 月，OpenAI 的研究人员开发了一种技术，可以在未标记的文本上训练人工智能，以减少人工对数据进行分类标记时花费的成本和时间。

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。这样的人工智能助手已经面世，如谷歌助手的逆天升级版谷歌 Duplex，可以帮你接听电话，甚至过滤掉垃圾邮件及电话推销。它还可以打电话帮你预约餐厅或沙龙。但要等到它完全成熟，还需要1到2年。

—— END ——

更多精彩创意文章，请关注微信公众号《斗服脑》获取