2014年无望完成的十大科学前沿技能

   世界经济论坛部属的全球议程理事会近日发布了2014年无望完成的十项影响人类将来的前沿技能,此中包罗了时下很是风行的可穿戴电子设备产物以及脑控电脑技能产物。 这份演讲的撰写者努巴•阿费彦(Noubar Afeyan)指出:“技能可能曾经成为当代世界成长变化最具标记性的代表。

  面临本钱稀缺和全球环境变化等一系列问题,反面的技能冲破能够大概为具有于咱们这个时代的全球最具火急的挑战供给立异的处理方案。经由强调最次要的技能冲破,全球议程理事会旨在提高人们对这些技能的认识,并但愿在缩小投资、监管和公家理解力之间距离方面做出本人的贡献。”

1. 按照身体调理的可穿戴技能

  新一代的可穿戴设备将采用按照身体进行调理的相关技能。这些设备的体踊跃为玲珑,装有良多个传感器和 一套反馈系统,并将本身躲藏在强大的功能性外表之下,以便让用户更好地接管。此类“隐形”设备包罗能够大概检测心率的耳塞、躲藏在外衣内部用于追踪动作的传感 器、跟踪康健体征的临时性纹身以及借助GPS指向经由发出振动提示的触感式鞋底。这些设备的使用范畴也很是遍及:接触式鞋底今朝被用来赞助盲人导盲,佩戴 Google Glass的肿瘤大夫则能够在手术过程中经由语音输入来查看患者的医疗记实和其他可视消息。

2. 纳米布局碳合物技能

  快速添加的全球汽车数量使汽车排放成为一个很是严峻的环境问题,因而提高交通运营效率是降低排放的一个无效路子。

  首 先,纳米布局碳合物技能的使用能够使汽车的分量削减10%以至更多。而轻量化的汽车需要的燃油量就相对较少,从而达到了提高交通运输效率和削减温室气体排 放的传染感动。其次,纳米布局碳合物技能的使用能够提高乘客的平安性。一旦发生车祸,采用新技能的钢板既能够大概接收冲击力又不容易折断,从而达到无效庇护车中乘 客的方针。最后,采用该技能的合成材料又一次能够轮回使用。

3. 海水采矿技能(从盐水中获得金属物质)

  跟着淡水本钱的日益萎缩,海水淡化曾经成为获取淡水的一种替代方式。然而淡化过程却具有着严峻缺陷。除了要耗损大量动力以外,这矣忠淮锡程又一次会发生大量的浓缩盐水,而排放回海水中的浓缩盐水对给陆地生物的保留环境构成严峻影响。

  而处理这一问题最具前景的方式可能是:咱们不该该将海水淡化后发生的浓缩盐水视为废料排放掉,而是把它视为提炼贵金属的一种本钱。浓缩盐水中含有锂、镁、铀等贵金属以及钠、钙和钾等通俗金属元素。

4. 将电力储具有电网上的技能

  电力本钱无法间接存储起来,而风能发电和太阳能发电由于遭到天然前提的限制而无法持续供电。虽然水利发电能够处理持续供电的难题,但其成本昂扬、受环境限制以及完全依赖地质布局的错误谬误也显而易见。

  而 一系列新技能的使用无望完全处理电力无法存储的难题。比如,液流电池(Flow Battery)是电池的正负极或某一极活性物质为液态流体氧化又一次原电对的一种电池。它能够大概像存储煤炭和天然气一样存储液体化学能量。新近发觉的石墨烯超 级电容器(Graphene supercapacitor)使电池完成一次快速充电就能够大概轮回放电数万次成为可能。

5. 纳米线锂电池技能

  纳米线锂电池能够大概愈加快速地完成充满电过程,同时又一次能够大概比今朝的锂离子电池多释放出30%到40%的电量。因而,这类下一代电池无望完全改变电动汽车市场的面容,同时又一次能让太阳能转化的电能进入千家万户。硅基阳极电池估计将在将来两年里使用到智高手机中。

6. 不依赖屏幕的显示技能

  跟着电子设备曾经日趋小型化,人们很难在智高手机屏幕上打出一篇小说来。而无屏幕的显示技能则能够将全键盘投影到一个更大的概况以便用户使用。无屏幕显示技能又一次能够经由将影像间接投射到人的视网膜上来完成,这不只省去了笨重的硬件设备,并且又一次有助于庇护小我隐私。

  视网膜显示技能在2013年取患了很是快的前进,并且似乎必定会在无屏幕显示市场获得大范畴拔擢。良多公司都曾经在该范畴取患了很是严重的冲破,此中包罗虚拟现实头戴式耳机产物、仿生隐形眼镜、为白叟和半盲人斥地的手机以及全息视频。

7. 人体菌群疗法

  在畴昔几年里,人体菌群不断是科学家研究的热点对象。由美国国度卫生研究院(National Institutes of Health)赞助的人类微生物组工程(Human Microbiome Projec)在2012年发布的演讲中披露,有1万多种微生物具有于人体的生态系统中。一方面,大量的菌群在人类生命过程中扮演着很是次要的角色:比如 肠道菌群就能够赞助人们消化食物并接收次要的养分物质;但另一方面,人体中几乎无处不在的病菌有时也会变身为有毒菌株,并激发疾病以至导致灭亡。

  现 在,研究人员把重点转移到肠道菌群及其在医治风行症、肥胖症、糖尿病和肠炎等病症的传染感动方面。此刻人们曾经充实认识到,抗生素疗法会粉碎肠道菌群均衡,进 而会导致良多并发症,比如会导致危及生命的艰难梭状芽胞杆菌(Clostridium difficile)传染。另一方面,由康健肠道菌群构成的新一代疗法正在进入临床试验阶段,并无望改良当代医疗诊治程度。人体菌群技能冲破很较着为医治 严峻疾病斥地的全新的路子,并将改善人类种族的全体康健程度。

8. 针对癌症和风行症的RNA基因介入疗法

  蛋白质合成不断是导致大都人类疾病和紊乱的次要要素,而RNA基因介入疗法例持久以来被 认为有才能医治保守药物疗法无法供给赞助的疾病。在畴昔一年里,生物医疗范畴再次成为研究人员的重点。在2014年之前,曾经有两种RNA基因疗法被正式 核准。以RNA基因介入机制为底子的药物能够赞助医治基因紊乱、癌症和传染性疾病。

  新一代RNA基因药物能够大概降低天然蛋白质的合成数量,并 能够大概推动优化、有医治成果的蛋白质的活体生成。在与大型制药公司和科研机构的互助下,数家旨在斥地RNA基因疗法的私有制公司曾经颁布颁发建立。在将来几年 里,咱们但愿这一医疗范畴能够大概在医治疑问杂症方面向保守制药业火速倡议挑战。

9. 自我量化阐发预测技能

  自我量化技能曾经具有多年,它能够大概持续收集人们每日的活动数据以赞助人们做出更好的康健和行为决定。然而,跟着当今物联网的成长,自我量化技能曾经在愈加广漠的范畴阐扬传染感动。

  智 高手机记实了人们活动的海量数据,包罗联系人(联系人列表和社交网站使用)、通话人(通话记实、消息记实和电子@一下记实)、常去的处所(GPS定位、 Wi-Fi登岸记实和地址标签照片)以及活动记实(使用法式和加快数据)。基于这些数据和专业化机械进修算法建立起来的人们及其行为的阐发预测技能有助于 咱们进行城市规划、追求可持续成长和提高医疗诊断成果。

10. 脑控电脑技能

  脑控电脑技能正在一步步接近现实使用。电脑能够借助脑机接口(Brain-Computer Interface, BCI)技能来读取和阐发从大脑中间接发出的信号。BCI曾经取患了临床成功。四肢瘫痪患者和中风患者曾经能够大概经由脑电波节制机械人赞助他们挪动轮椅,甚 至是喝咖啡。此外,间接的脑部植入技能也曾经赞助全盲患者恢复了部门目力。

  近期的研究重点不断是摸索使用BCI技能完成不合大脑直连的可能 性。美国杜克大学的研究人员曾在旧年发布演讲称,他们曾经成功将两只老鼠的大脑经由收集完成了连接。此后,这两只来自不合国度的老鼠能够大概互助完成一些简单 的任务来获得奖励。同样是在旧年,哈佛大学的科学家暗示,他们借助无创BCI技能在老鼠大脑和人脑之间建立起了功能连接。

  其他研究名目又一次在 不断关怀节制人脑或间接从电脑向人脑植入回忆。旧年年中,麻省理工学院的研究人员颁布颁发,他们曾经成功向一只老鼠的大脑内植入一段错误回忆。而间接节制人类 回忆可能在医治精神创伤压迫紊乱症方面有着使用前景。从长远成长来看,消息有可能会以电脑文件的形式被载入人类大脑。当然,这一范畴的技能前进也激发了许 多道德上的争议。

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