6月26日,世界经济论坛(夏季达沃斯)发布了2017年十大新兴技术。选择了一系列突破性技术,包括从空气中提取饮用水的技术和将二氧化碳转化为燃料的“人造树叶”技术。

这份名单是由世界经济论坛和《科学美国人》杂志的专家委员会共同选定的。它能否在解决重大全球挑战中发挥作用被视为选择的首要标准。选定的新技术在提高生活质量、促进工业转型和保护地球环境方面具有巨大潜力。评选委员会还评估了所选技术的成熟度,以期在未来3至5年内推广。

世界经济论坛第四次工业革命中心主任Murat Snmez说:“新兴技术正以前所未有的规模改变着全球工业格局。行业界限已经变得模糊,新的机遇已经出现。公共和私营部门必须制定相应的政策,建立新的合作关系,推广创新技术,以便更好地为人类的未来服务,同时避免不熟悉的技术可能给人类带来的隐患。”

榜单上的十大新兴技术包括:

1.癌症的非侵入性诊断:被称为“液体活组织检查”的超敏感血液测试可以大大降低癌症诊断和护理的难度。液体活组织检查是对抗癌症的又一进展。首先,当不能进行传统的组织活检时,它可以作为替代品。其次,液体活组织检查可以提供比仅提供有限信息的组织样本更全面的信息。最后,通过锁定DNA(循环肿瘤DNA),即从癌细胞进入血液循环系统的遗传物质,可以比依赖症状或图像更快地发现疾病进展或治疗抗性。

2.从空气中提取饮用水:使用不需要连接到电网的太阳能技术生产清洁水。从空气中提取水的技术实际上并不新鲜,但是现有技术需要高含水量和大量电力的空气。这种情况正在改变。麻省理工学院和加州大学伯克利分校的一个研究小组已经成功地使用多孔晶体将空气转化为水,而不需要电。另一个例子是亚利桑那州的初创公司“零质量水”,它可以利用离网太阳能系统每天生产2到5升水。

3.深入学习和实践“好视力”:在图像面前,人工智能的观察和分析能力正在超越医生等人类专家的解释。得益于新兴的人工智能深度学习领域,计算机视觉技术已广泛应用于无人驾驶、医疗诊断、保险索赔损失评估、水位、作物产量监测等领域。

人造树叶:这项技术可以将二氧化碳转化为其他物质,如液体燃料。我们能模仿树叶通过人工光合作用产生和储存能量吗?前景越来越乐观。答案是用阳光激活的催化剂将水分子分解成水和氢,然后用氢将二氧化碳转化成碳氢化合物。在这样一个封闭的系统中,燃烧产生的二氧化碳将被转化回燃料,而不是排放到大气中,这对太阳能和风能产业来说是革命性的。

5.人类细胞图谱:这一国际合作旨在破译人体内各种细胞类型的详细功能。该项目始于2016年10月,由陈·扎克伯格倡议(一个由脸书首席执行官扎克伯格和他的妻子建立的慈善组织)支持,旨在确定每个组织的细胞类型。准确理解每种细胞类型中基因、蛋白质和其他分子的活动,以及控制活动、定位细胞和细胞如何相互作用的过程。当细胞的遗传信息发生变化时,人体功能会发生什么变化。该项目的最终产品对个性化医疗保健具有重要意义。

6.精准农业:在作物生长过程中,通过传感器和成像技术获得实时数据分析,从而提高农业产量。工业4.0革命为农民提供了一套新工具,可以提高粮食产量和质量,同时减少水和化学品的使用。传感器、机器人、全球定位系统、绘图工具和数据分析软件都被用来“定制”作物所需的护理程序。尽管对世界上大多数农民来说,使用无人驾驶飞行器实时监控植物健康状况仍是一个遥远的未来,但不太先进的科学技术正在被投入使用。例如,悉尼大学的萨拉赫·苏卡里赫(Salah Sukkarieh)在印度尼西亚展示了一个简化的低成本监控系统,该系统主要依靠太阳能和手机。

7.质量好价格低的新能源汽车:减少燃料电池催化剂中铂的含量将有助于将氢动力汽车推向大众市场。氢燃料电池——这种有希望的零排放技术正在取得进展。到目前为止,氢燃料电池中的催化剂含有昂贵的铂,这阻碍了技术的发展。然而,通过努力,目前对这种稀有而昂贵的铂金的依赖已经减少。最近的发展包括无铂催化剂,其中一些甚至不含金属。

8.基因疫苗:由脱氧核糖核酸或核糖核酸合成的非蛋白质疫苗可以提高人体免疫力,防止传染病的传播。与传统疫苗相比,基因疫苗有许多优点。一个原因是生产将会更快,这对于应对疾病的突然爆发更为重要。遗传物质的生产应该比在细胞培养物或卵子中培养蛋白质更简单、更便宜。本发明涉及一种制造以基因为费用的疫苗的方法,当病原体发生突变时,该疫苗能够快速适应,并最终使科学家能够鉴定哪些群体对病原体具有抗性,分离能够提供保护的抗体,并设计基因序列来刺激细胞产生抗体。

9.可持续居住社区:环保住宅的设计不仅仅是为住宅安装太阳能电池板,而是将整个社区的住宅连接起来,创造一个能量循环、资源共享的可持续发展系统。将绿色建筑同时应用于各种建筑,有可能给我们消耗的能源和水带来革命性的变化。如果加州大学伯克利分校的研发项目能够按计划实施,将本地产生的太阳能输送到智能微电网可以将能耗降低一半,并将碳排放降至零。与此同时,该项目计划重新设计供水系统,以便厕所和下水道的废水可以就地再利用,厕所和洗衣机使用的雨水可以减少70%的饮用水需求。

10.量子计算:这项技术的发展将为解决新问题提供强有力的支持。量子计算机几乎有无限的潜力,只有制造量子计算机的难度和昂贵的成本可以相媲美。这也解释了为什么小型量子计算机已经制造出来,但是还没有成功突破超级计算机的能力。然而,量子计算机也在进步。2016年,科技企业IBM将为公众提供第一台提供云服务的量子计算机。这一行动催生了20多篇关于使用量子计算云服务的论文。目前,有超过50家初创企业和大型全球公司专注于让量子计算机成为现实。现在量子计算机已经取得了这样的进步,人们开始脱口而出“量子准备好了”这句话。

《科学美国人》杂志主编玛丽特·迪克里斯蒂娜说:“科学是一项全球性事业,它有雄心和能力解决人类面临的最紧迫的问题。170多年来,《科学美国人》一直在科学进步领域发表权威报告。我们很荣幸能与世界经济论坛合作,选出今年全球十大新兴技术,并揭示它们对世界的深远影响。”

世界经济论坛新领导人2017年年会将于6月27日至29日在中国大连举行,主题是“第四次工业革命中的包容性增长”。会议将重点讨论新兴技术的发展,特别是它们在促进包容性和可持续发展方面的作用和意义。来自80多个国家的2000多名政治、商业和其他领导人就这一主题提出了建议。