撰稿 Alice

2019年

MIT Technology Review邀請(qǐng)比爾蓋茨參評(píng)

選出了今年十大突破性技術(shù)成果

撥開(kāi)那些高大上的專有名詞

趕快一起來(lái)看看科技領(lǐng)域都有哪些矚目突破

對(duì)我們?nèi)粘Ｉ钣謱a(chǎn)生哪些影響呢？

2019年十大突破性成果

1.定制癌癥疫苗Custom cancer vaccines

癌癥治療中，傳統(tǒng)化學(xué)療法雖然可以殺死癌細(xì)胞，但眾所周知對(duì)健康細(xì)胞也會(huì)造成嚴(yán)重影響，而且對(duì)抗腫瘤時(shí)也并不是總能有效。這就促使很多醫(yī)生學(xué)者努力研發(fā)更加具有針對(duì)性的抗癌方式。

定制的癌癥疫苗可以通過(guò)識(shí)別每個(gè)腫瘤的獨(dú)特突變，來(lái)激發(fā)人體自然防御系統(tǒng)精準(zhǔn)打擊癌細(xì)胞。也就是說(shuō)，這種疫苗不同于傳統(tǒng)對(duì)細(xì)胞無(wú)差別攻擊的化學(xué)療法，它可以有選擇地準(zhǔn)確破壞腫瘤細(xì)胞而不傷害健康細(xì)胞。

更棒的是，初始治療階段之后，攻擊性免疫細(xì)胞對(duì)擴(kuò)散游離的癌細(xì)胞也會(huì)非常警覺(jué)了。

關(guān)鍵研究機(jī)構(gòu)：

BioNTech、Genentech

研究現(xiàn)狀：

人類臨床試驗(yàn)階段

2.早產(chǎn)預(yù)測(cè)（Predicting preemies）

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017年美國(guó)早產(chǎn)率達(dá)到9.93%，每年有1500萬(wàn)嬰兒早產(chǎn)。早產(chǎn)已經(jīng)成為五歲以下兒童死亡的主要原因。但其實(shí)通過(guò)簡(jiǎn)單的驗(yàn)血就可以分辨孕媽媽是否有早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

人類遺傳物質(zhì)主要存在于細(xì)胞內(nèi)，但少量“無(wú)細(xì)胞”DNA和RNA也游離在血液中。在孕婦體內(nèi)，這些無(wú)細(xì)胞物質(zhì)混合了胎兒、胎盤及母親的核酸。

現(xiàn)代技術(shù)已經(jīng)更容易檢測(cè)到血液中游離的這些少量“無(wú)細(xì)胞”物質(zhì)了?？茖W(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)中有七個(gè)基因表達(dá)波動(dòng)與早產(chǎn)相關(guān)。這樣一來(lái)醫(yī)生們通過(guò)簡(jiǎn)單的驗(yàn)血就能識(shí)別有早產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的孕婦，從而提前采取相關(guān)措施確保小寶寶們都能按時(shí)足月生產(chǎn)。

關(guān)鍵研究機(jī)構(gòu)：

Akna Dx

研究現(xiàn)狀：

5年內(nèi)可進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段

3.腸道探測(cè)膠囊（Gut probe in a pill）

腸胃等消化系統(tǒng)不好的人到醫(yī)院接受檢查最怕的大概就是恐怖的胃鏡、腸鏡了。禁食，麻醉，各種折騰痛苦不堪，而且在貧窮落后地區(qū)無(wú)法普及。如果能有更加舒適便捷的檢測(cè)方式，無(wú)疑會(huì)是這些患者最大的福音。

世界上貧窮國(guó)家就普遍存在一種環(huán)境腸道功能障礙（EED），會(huì)導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)不良，發(fā)育遲緩，達(dá)不到正常身高，數(shù)百萬(wàn)兒童飽受折磨，但目前確切病因及預(yù)防治療手段都并不明確。這就需要醫(yī)護(hù)人員們及時(shí)檢測(cè)觀察，確定干預(yù)治療的時(shí)機(jī)?，F(xiàn)行檢測(cè)方式是插入喉管的內(nèi)窺鏡，但這種方法又貴又不舒服，可以說(shuō)是基本無(wú)法普及。

經(jīng)過(guò)不懈努力，科學(xué)家研發(fā)出了無(wú)需麻醉即可獲得腸道詳細(xì)圖像的小型可吞咽探測(cè)膠囊，其中包含微型顯微鏡，附著在自帶光源和電源的繩索結(jié)構(gòu)上，醫(yī)務(wù)人員可在完成檢測(cè)后將其拉出，消毒并重復(fù)利用。

尤其值得一提的是嬰幼兒也可以使用。這樣一來(lái)腸道疾病的檢查就變得更為容易，除了腸道圖像外，還可檢測(cè)出血點(diǎn)、PH值等重要信息。對(duì)嬰幼兒和貧窮國(guó)家的腸道健康檢查具有重要意義。

關(guān)鍵研究機(jī)構(gòu)：

Massachusetts General Hospital

研究現(xiàn)狀：

目前應(yīng)用于成年人，2019年開(kāi)始嬰兒測(cè)試

4.人造肉漢堡（The cow-free burger）

好吃的肉類食物喂飽了現(xiàn)代人的同時(shí)，也因畜牧業(yè)發(fā)展帶來(lái)了災(zāi)難性的森林砍伐、水污染以及溫室氣體排放等問(wèn)題。如何滿足人類口腹之欲的同時(shí)兼顧環(huán)保成為了科學(xué)家們面臨的課題。

植物基替代素肉和實(shí)驗(yàn)室培育人造肉，都可以在味道和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值接近真實(shí)肉類的前提下，緩解畜牧業(yè)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。

植物基素肉還可能在未來(lái)造福因“吃肉”引發(fā)的各種高血壓膽固醇結(jié)石等疾病。實(shí)驗(yàn)室人造肉從動(dòng)物身上提取肌肉組織并在生物反應(yīng)器中培育。盡管科學(xué)家們還在口味方面努力著，但已經(jīng)非常接近動(dòng)物肉類了。

不可否認(rèn)的是，最新世界經(jīng)濟(jì)論壇報(bào)告顯示這種人造肉的溫室氣體排放量比真肉也僅少了7%而已。

但比爾蓋茨投資的Beyond Meat和Impossible Foods兩家公司，用豌豆蛋白、大豆、小麥、馬鈴薯和植物油研發(fā)的植物型肉類，其溫室氣體排放量比傳統(tǒng)肉類少90%。

關(guān)鍵研究機(jī)構(gòu)：

Beyond Meat、Impossible Foods

研究現(xiàn)狀：

目前為植物基替代素肉，預(yù)計(jì)2020年可見(jiàn)實(shí)驗(yàn)室培育人造肉

5.無(wú)下水道衛(wèi)生間（Sanitation without sewers）

全世界有23億人口缺乏安全的基礎(chǔ)衛(wèi)生設(shè)施，他們不得不在溪流、池塘等地排泄，引發(fā)細(xì)菌、病毒、寄生蟲(chóng)的傳播，許多人因其導(dǎo)致的疾病死亡。腹瀉導(dǎo)致世界九分之一的兒童死亡。但短期內(nèi)大規(guī)模低成本地普及管道衛(wèi)生設(shè)施也并不現(xiàn)實(shí)。

節(jié)能廁所可以在沒(méi)有下水道的環(huán)境內(nèi)運(yùn)行并就地處理排泄物。這種新型廉價(jià)節(jié)能廁所大多都是獨(dú)立的，不需要下水道系統(tǒng)，利用厭氧膜過(guò)濾包括細(xì)菌、病毒在內(nèi)的污染物，而后加熱廢棄物生成富含碳的物質(zhì)來(lái)肥沃土壤。目前唯一面臨的挑戰(zhàn)是這種廁所的使用規(guī)模問(wèn)題。

關(guān)鍵研究機(jī)構(gòu)：

Duke University、University of South Florida、Biomass Controls、California Institute of Technology

研究現(xiàn)狀：

1-2年內(nèi)可面世

6.可穿戴心電儀（An ECG on your wrist）

可穿戴檢測(cè)設(shè)備已經(jīng)不能算是什么新生事物啦，Apple Watch等已經(jīng)非常普及。但是這些設(shè)備對(duì)人體的檢測(cè)其實(shí)都還處于基礎(chǔ)階段，他們并不屬于正式意義上的醫(yī)療設(shè)備。

激烈運(yùn)動(dòng)和腕帶松緊都可能影響監(jiān)測(cè)結(jié)果，而且目前的設(shè)備只是一個(gè)傳感器，并且不能檢測(cè)到正在發(fā)生的心臟病。但目前用于中風(fēng)或心臟病發(fā)作診斷的心電圖還是必須到醫(yī)院就診，人們常常無(wú)法及時(shí)接受治療，也就耽誤了寶貴的最佳救治時(shí)間。

硅谷創(chuàng)業(yè)公司AliveCor一款與蘋果手表兼容的產(chǎn)品可以監(jiān)測(cè)到房顫，這是血栓和中風(fēng)的常見(jiàn)原因，已于2017年在FDA獲批。2018年秋季AliveCor向美國(guó)心臟協(xié)會(huì)提交新的應(yīng)用程序，已經(jīng)可以檢測(cè)特定類型心臟病發(fā)作。

關(guān)鍵研究機(jī)構(gòu)：

Apple、AliveCor、Withings

研究現(xiàn)狀：

初步應(yīng)用

7.流利對(duì)話AI助手（Smooth-talking AI assistants）

AI語(yǔ)音助手也是“至今已覺(jué)不新鮮”，各大科技公司紛紛出招誓要占領(lǐng)市場(chǎng)先機(jī)。目前這些語(yǔ)音助手已經(jīng)可以勝任特定場(chǎng)景對(duì)話任務(wù)，比如訂餐、協(xié)調(diào)包裹、播放音樂(lè)、設(shè)定鬧鐘等，但智能程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，僅能執(zhí)行簡(jiǎn)單指令，而且誤差還不小。

目前的發(fā)展就是要使AI語(yǔ)音助手可以更好地理解更復(fù)雜場(chǎng)景下的自然語(yǔ)言?？萍及l(fā)展正在努力逐步捕捉單詞間的語(yǔ)義關(guān)系，使機(jī)器能夠更準(zhǔn)確地理解自然語(yǔ)言，一旦跨過(guò)這一障礙，AI語(yǔ)言助手就可能從單純的后勤協(xié)調(diào)角色，搖身變成保姆、老師，甚至朋友（...也有一絲可悲？）。

關(guān)鍵研究機(jī)構(gòu)：

谷歌、阿里巴巴、亞馬遜

研究現(xiàn)狀：

1-2年內(nèi)面世

8.靈敏機(jī)器人（Robot dexterity）

的確，現(xiàn)在機(jī)器已經(jīng)可以不知疲倦地以驚人精度速度在流水線工作，但應(yīng)用場(chǎng)景其實(shí)非常局限，復(fù)雜多變情況下機(jī)器都會(huì)顯得很笨拙。

如果機(jī)器人可以應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的混亂，那么就可以勝任更多任務(wù)。

現(xiàn)在的機(jī)器人正在自己教自己應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界，發(fā)展方向是讓他們通過(guò)更具隨機(jī)性的虛擬試驗(yàn)，以及在錯(cuò)誤中自我學(xué)習(xí)來(lái)操縱物體，例如用手指翻轉(zhuǎn)積木等。初步的目標(biāo)是讓機(jī)器人組裝小工具、洗碗機(jī)，甚至幫奶奶起床等。

關(guān)鍵研究機(jī)構(gòu)：

OpenAI、Carnegie Mellon University、University of Michigan、UC Berkeley

研究現(xiàn)狀：

3-5年內(nèi)面世

9.二氧化碳捕手（Carbon dioxide catcher）

現(xiàn)在相信大家已經(jīng)都知道大氣中日益增加的二氧化碳含量是全球變暖的罪魁禍?zhǔn)字?，那么阻止氣候?yàn)?zāi)難性惡化最直接的方法大概就是減少空氣中二氧化碳的含量。

但即使現(xiàn)在開(kāi)始減緩二氧化碳的排放，溫室氣體的變暖效應(yīng)也會(huì)持續(xù)數(shù)千年。

聯(lián)合國(guó)氣候小組得出結(jié)論：本世紀(jì)大氣中需清除多達(dá)1萬(wàn)億噸二氧化碳。因此單純減排不夠的，還需要捕獲大氣中現(xiàn)有的二氧化碳。但現(xiàn)行吸收二氧化碳的成本最低也要每噸100美元左右。

捕獲到了二氧化碳如何處理也是個(gè)問(wèn)題，目前科技可以以其作為關(guān)鍵成分來(lái)提高其合成燃料產(chǎn)量，或者賣給飲料行業(yè)。最終目的是鎖定大氣中二氧化碳在合理范圍，可能嵌套在碳纖維、聚合物，或混凝土等產(chǎn)品中，埋在地下等，雖然成本高難度大，而且目前又看不到商業(yè)模式，但人類別無(wú)選擇。

關(guān)鍵研究機(jī)構(gòu)：

Carbon Engineering、Climeworks、Global Thermostat

研究現(xiàn)狀：

5-10年內(nèi)面世

10.新浪潮核能（New-wave nuclear power）

先進(jìn)的核聚變、裂變反應(yīng)堆正在走進(jìn)現(xiàn)實(shí)，為人類提供更安全、便宜、環(huán)保的能源。

第四代裂變反應(yīng)堆、小型模塊化反應(yīng)堆、聚變反應(yīng)堆等新的核能技術(shù)有望使這種供能方式更加安全、低價(jià)，并且降低環(huán)境、金融方面的風(fēng)險(xiǎn)。

而且新核能是很好的發(fā)展方向，因?yàn)樗炔粫?huì)融毀，也不會(huì)產(chǎn)生不可分解的廢棄物，因此預(yù)計(jì)也會(huì)比傳統(tǒng)核能受到更少的公眾反對(duì)。

關(guān)鍵研究機(jī)構(gòu)：

Terrestrial Energy、Commonwealth Fusion Systems、TerraPower、NuScale

研究現(xiàn)狀：

樂(lè)觀看法是2020年前實(shí)現(xiàn)供能，多數(shù)人認(rèn)為至少2030年前不會(huì)有成熟技術(shù)投入使用，但逐步在取得進(jìn)展。

以上這些改變?nèi)祟惿鐣?huì)和生活的科技

哪個(gè)將對(duì)你影響最大？

你最期待哪一個(gè)呢？

ref：

https://www./lists/technologies/2019/

https://www./mission/prematurity-reportcard.aspx

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