权威发布：《斯坦福大学科技评论》2019年“全球十大突破性技术”

自 2001 年起，《哈佛新的能源批评家》每年都时就会评选显现出当年的“历年来重大突破关键技术”，这份在在世界性上新的能源领域举足轻重的告示牌曾精准数据分析了脑机接口、电脑手表、肺癌变异疗法、深度求学等诸多热门关键技术的崛起。当然，与其真是是“数据分析”，不如真是是《哈佛新的能源批评家》终点站在在世界性上新的能源最前沿，亲眼目睹了新的能源创新的的百年变迁后的一种硫酸盐，是对科研新时**业的考虑性分析法则，是对关键技术商业性及阻碍力的研判。今年是《哈佛新的能源批评家》复刊 120 周年，2019 年的“历年来重大突破关键技术”告示牌也与以前稍有有所不同。在本次的告示牌评选之前，我们极其荣幸的引荐到了比尔·林奇先生作为客座教授评选人，他全程作等待了评选工作，并为本届告示牌作序。本届告示牌的被选为关键技术也多是以“有机体福祉”为终究目标。正如比尔·林奇先生所真是，看过这些重大突破关键技术之后，你时就会心里“珍惜的未来，值得我们为之奋斗”。《哈佛新的能源批评家》在今天正式揭晓 2019 年“在世界性上历年来重大突破关键技术”（10 Breakthrough Technologies）。图 | 2019 年《哈佛新的能源批评家》在世界性上历年来重大突破关键技术告示牌都有：灵巧人工智慧、可再生新的浪潮、早产儿数据分析、肾脏显微一次性、选用肺癌狂犬病、人造鸡肉科隆、俘获氢气、可戴著有心电仪、无管网洗手间、流利地沟通的AI他的学生共 10 大重大突破关键技术。请注意是该份告示牌详细概要及部分解释写就：灵巧人工智慧极其重要：机器正试图通过自我求学学时就会考虑到这个真正世界性。如果人工智慧能学时就会考虑到混乱的真正世界性，那么它们就可以胜任来得多的任务。主要分析法则者：OpenAI（人工电脑慈善其组织其组织）、卡内基梅隆的大学、俄亥俄的大学、加利福尼亚的大学伯克利分校早熟：3-5年尽管人们一直在讨论机器取代有机体工作的话题，但迄今为止工业人工智慧仍然体现得极其笨拙且灵来生性欠佳。虽然人工智慧可以在装配线上不厌其烦地单调着同一个动作，同时还能保持超高的弹道，但哪怕目标质点被略微移动了一点，或将其替换成有所不同的机械，人工智慧的抓取步骤就时就会趋于十分笨拙甚至是这样一来抓空。而今，虽然我们还难以让人工智慧就让到到和人一样，在看到质点后就心里如何将其拿起，但如今它可以通过在虚拟空间底下展开反复的检验，终究自力学时就会处理事件眼前的质点。座落旧金山的非盈利其组织 OpenAI 就发售了这样一套 AI 子系统 Dactyl，并已显现出乎意料操控一个机器手让其灵来生地翻转一块拼图。这套神经局域网应用程序都能通过强简化求学，让人工智慧在精心设计的生态环境之前学时就会抓取并转动拼图后，再让机器手展开实际操作。这套应用程序开始时时就会展开随机的尝试，并在大大地吻合终究目标的步骤之前慢慢加强局域网内部的相连。举例来真是我们难以让人工智慧将精心设计练习之前拿到的科学应用到真正生态环境底下，因为我们很难精心设计显现出像离有心力或是材料的有所不同性质这样的复杂参数。而 OpenAI 工作团队则通过在虚拟训练之前扩展随机性来克服了这个弊端。近来，我们还要夺得来得多的突破才能让人工智慧趋于来得加灵来生。但如果分析法则其他部门都能很好地透过这种求学法则，未来的人工智慧将月内都能学时就会组装电子产品、将餐具摆入洗碗机底下、甚至是都能将卧床的人从床上扶起。可再生新的浪潮极其重要：先进的核裂变和核裂变核反应正试图跑到真正。在下降硫硫排放和限制季节性变简化的奋斗上都，可再生的作用看来正趋于越来越不可或缺。主要分析法则者：陆地能源（Terrestrial Energy）、蕾能源（TerraPower）、纽斯凯尔（NuScale）、General Fusion早熟：新的型核裂变核反应到 2020 年代之前期月内付诸大规模应用；核裂变核反应仍须要至来得少十年星期。在以前的一年之前，新的型钚的发展势头强劲，可再生的可用将时就会趋于来得必需，运输成本也来得低。新的型核反应的的发展都有：颠覆了传统意义结构设计的第四代核裂变核反应、小型模块简化核反应，以及看来来生着也难以付诸的核裂变核反应。第四代核裂变核反应的开发设计者，比如加拿大的 Terrestrial Energy 和主营座落华盛顿的蕾能源（TerraPower），如今开始与电力一些公司建立共同开发设计合作的关系，冀望在 2020 年代之前付诸并网发电（这个来得少于确实有些乐观）。小型模块简化核反应可以转化成的电力，举例来真是为数十兆瓦（相比之下，传统意义钚可以转化成约 1000 兆瓦的电力）。像俄勒冈州的 NuScale 这样的一些公司暗示，小型简化的核反应可以节约资金运输成本，并减小生态环境和金融不确定性。核裂变上都也有十分不方便。虽然没人才对可控核裂变关键技术时就会在 2030 年以前付诸交付，但像 General Fusion 和 Commonwealth Fusion Systems 这样的来自哈佛学院的新的创行业，正试图夺得一些不遗余力十分不方便。大多数人忽视可控核裂变只是黄粱美梦，然而，由于核裂变核反应不时就会显现显现堆芯熔毁，也不时就会转化成衰变期长、放射性高的核废料，它所确实时就会面临的政府部门抵制无论如何时就会比常规钚来得少很多。（比尔·林奇是蕾能源和 Commonwealth Fusion Systems 的投资方。）早产儿数据分析极其重要：每年有 1500 万新生儿仍要显现出生，这是 5 岁请注意学童被害的主要主因主要分析法则者：Akna Dx早熟：可在 5 周内进入临床测试。恰当的验血可以数据分析产妇无论如何有仍要分娩的不确定性。我们的遗传微粒主要实际上于细胞内内。但是来得少量的“无细胞内”DNA 和 RNA 也海中在我们的肝脏之前，举例来真是由垂死细胞内释放。在产妇之前，这些诱导的遗传微粒碎片来自胎儿、胎盘和母亲的细胞内。斯坦福的大学的有机体工程师 Stephen Quake 如今找到了一种法则来应对医学界最棘手的弊端之一：左右十分之一的新生儿仍要显现出生。自由海中的 DNA 和 RNA 携带者以前须要要侵入性细胞内抓取细胞内的的资讯，例如对展开来生其组织检测或刺破产妇的腹部展开羊腹腔穿刺术。不一样的是如今来得较易扫描和分析法则肝脏之前无细胞内遗传微粒。在以前几年之前，分析法则其他部门开始通过从肝脏之前扫描细胞内的 DNA，以及通过肝脏扫描对产妇展开唐氏综合征等病因的产前筛查。这些扫描说明来真是找出 DNA 之前的变异变异。另一上都，RNA 是调节线粒体的分子微粒，都能不得不从变异之前转化成多来得少细胞。通过对母亲肝脏之前的自由海中的 RNA 展开基因组，Quake 筛选显现出与早产儿有关的七种线粒体的波动。这让他可以标识确实仍要分娩的异性恋。一旦被警告，医生可以采取行动避免早产儿，并给予孩子们来得容易的鸡肉食动物机时就会。Quake 真是，肝脏扫描所运用的关键技术，短时间，简便，每次测量不到 10 美元。他和他的同事如今创建了主营一些公司一些公司 Akna Dx 将其商业性。肾脏显微一次性极其重要：一种小型的、可吞咽的仪器，不可用也可以捕捉到肾脏的详细图像，甚至在新生儿和学童体内也可以。这一仪器使肾脏病因的侦测和分析法则趋于颇为较易，其之前都有使贫困北部的数百万学童胚胎发育不当的一种病因。主要分析法则者：麻省总所医院早熟：迄今为止在体内可用；新生儿检验将于2019年展开。生态环境性肠动态障碍（EED）确实是你从未不来真是过的节省最较贵的病因之一。以肾脏发炎、肾脏外泄和营养吸取不当为特质，这一病因在贫穷国家广传，这也是这些北部大多数人哮喘、胚胎发育急促、未能约超越正常胸围的主因之一。一定会发觉惹来 EED 的说明主因是什么，也一定会发觉怎样防范或放射治疗这一病因。切实考虑的扫描目的可以就让尽切实助医务指导工作认识到何时无论如何干预及怎样放射治疗。在新生儿之前如今有了放射治疗法则，但病患和分析法则这些幼儿肾脏病因举例来真是须要要，并将一个称为内窥镜的管子插入喉咙。这种法则比起、不舒服、且在 EED 兴盛北部难以开展。因此，麻省总所医院（MGH）的病理学家和工程师 Guillermo Tearney 共同开发设计了一种小型仪器，这种仪器都能扫描 EED 的体现症状，甚至可以展开其组织来生检。与内窥镜有所不同，它在基础诊疗扫描步骤之前应用恰当。Tearney 的可吞咽一次性显微镜附在可侧向的线型导管上，被相连到一种叫就让到显微镜相干断层成像子系统( OCT )的仪器上。在医护人员将一次性吞咽后，医护其他部门在将薄腹腔一次性拉回的步骤之前，都能无死角对整个消简化道就让到薄腹腔断层扫描。这种一次性在消毒后可以单调透过（这不来起来有点令人不适，但是 Tearney 的工作团队如今共同开发设计显现出一种关键技术，据他们真是，这种关键技术不时就会造成不适。）它还略带以单细胞内分辨率摄制消简化道表面的关键技术，以及捕捉几毫米深度的三维横截面的关键技术。这项关键技术有几种应用；在麻省总所医院， 它被用来扫描巴雷特气管，一种气管癌的前身。关于 EED，Tearney 的工作团队共同开发设计显现出了一种来得小的版本，可以给不必吞咽药丸的新生儿可用。这如今在兴盛 EED 的巴基斯坦北部的青来得少年手上验证过了，此外，开发设计计划在 2019 年展开新生儿检验。这一小型侦测仪将就让尽切实助分析法则者们真是关于 EED 十分不方便的相关弊端——例如它时就会阻碍什么细胞内和无论如何有病原体涉及其之前——并风险评估干预目的和潜在疗法。选用肺癌狂犬病极其重要： 通过标识各的特异性变异，促使生理的天然抵御能力，从而对骨髓展开全面性摧残。传统意义免疫选择性对诊疗细胞内有相当大阻碍，而且对的治果极其总是理就让。主要分析法则者：BioNTech 、Genentech早熟：已在临床检验迄今为止，研究者身处将首支个性选用狂犬病商业性的关键时刻。如果其优点无我预料的话，该狂犬病就的确都能通过独特的变异系统会生理免疫子系统对其展开标识，从而有效地阻止多种肺癌的发生。来得重要的是，与传统意义免疫选择性有所不同，狂犬病是通过可用生理的天然抵御子系统来选择性地摧残细胞内的，对诊疗细胞内的损害较有限。此外，在初始放射治疗后，攻击性免疫细胞内将也时就会对诱导的骨髓保持警惕。在有机体变异组开发设计计划顺利完成五年后的 2008 年，当遗传学家定为了骨髓的第一个数列时，这种狂犬病的诞生就不再是MLT-了。此后之后，分析法则其他部门开始将骨髓的 DNA 与诊疗细胞内和其他细胞内三者的 DNA 展开比较。分析法则证实，所有这些骨髓都带有数百个甚至数千个特定的变异，其之前大多数是这些各自特有的。几年后，主营名为 BioNTech 的德国新的创一些公司提供了令人信服的事实，证明带有这些变异复本的狂犬病可以催简化机体的免疫子系统转化成 T 细胞内，从而就让到好推测、攻击和摧毁所有带有这些变异骨髓的等待。迄今为止正试图展开的检验针对至来得少 10 种虚拟肺癌，目标是在在世界性上各地招募 560 名以上的数以千计。迄今为止，这两家一些公司正试图结构设计新的的原材料关键技术，以期能廉价短时间地原材料数千种私人定制狂犬病。但这时就会是块“硬骨头”，因为制造狂犬病须要要对医护人员的展开来生检，对其 DNA 展开基因组和分析法则，并将这些的资讯迅速引导到原材料到场。一旦原材料显现出来，狂犬病就必须及时送到所医院，而任何拖延都确实是致命的。人造鸡肉科隆极其重要：研究工作小组培育的人造鸡肉和变种制成的素鸡肉，能在不摧残生态环境的情形下吻合真正鸡食品的甜和营养价值。人造鸡肉的显现显现，可以缓解种植业原材料造成的破坏性的森林砍伐、水后环境和节约能源液态硫排放。主要分析法则者：美国人造鸡肉行业Beyond Meat早熟：迄今为止如今有成形的动物性素鸡肉；2020年左右可研制显现出乎意料研究工作小组人造鸡肉。根据联合国的数据分析，世界性人口数量将在 2050 年约超越 98 亿，人口贫苦水后平也时就会上升。但这于对季节性变简化来真是可不是什么好事——有机体一旦脱贫致富，就一般来说要吞下来得多鸡肉。据数据分析，到 2050 年，有机体吞下的鸡肉时就会比 2005 年多 70%。无论如何，饲养供有机体食用的动物，是对生态环境的最大伤害之一。根据动物种类的有所不同，以西方工业简化法则原材料一磅鸡食品细胞要比原材料等量变种细胞多用 4 到 25 倍的水后，6 到 17 倍的土地，6 到 20 倍的简化石氢气。而弊端在于，人肯定不时就会福上就烟瘾鸡食品。也就是真是，研究工作小组培养的人造鸡肉和变种制成的素鸡肉确实是选择性生态环境恶简化的比较好切实。研究工作小组人造鸡肉的步骤，都是动物手上分离显现出来肌鸡肉其组织，然后放入有机体反应器展开培育。虽然终究成品的香味确实有待提高，但外形上如今与我们正常吃的鸡肉差不多了。荷兰福斯特底下赫的大学的分析法则其他部门已在为研究工作小组人造鸡肉的量产而奋斗。他们忽视，到明年，人造鸡肉科隆的原材料运输成本确实都比牛鸡肉科隆还低。但人造鸡肉也不极致，原材料人造鸡肉对生态环境没错有多大改善，我们还根本难以粗估。世界性经济论坛最近的一份报告真是，原材料研究工作小组人造鸡肉的节约能源液态硫消耗量也只比原材料牛鸡肉原材料来得少大概 7%。对生态环境来得交好的鸡食品替代品，就是 Beyond Meat 和 Impossible Foods（比尔·林奇投资了这两家美国人造鸡肉新的创行业）等一些公司共同开发设计的变种制成的“素鸡肉”。他们用草莓细胞、大豆、马铃薯、福铃薯和油脂来还原动物鸡肉的色泽和香味。Beyond Meat 一些公司在加州自建了主营占地 26000 平方英尺（约 2400 平方米）的化工厂，如今在 3 万家商店和餐厅售显现出了超过 2500 万个科隆。俄亥俄的大学可接下来子系统之前有心分析法则显示，Beyond Meat 制作科隆转化成的节约能源液态确实比传统意义牛鸡肉科隆来得少 90%。俘获氢气极其重要：实用且经济地从湿气之前这样一来俘获氢气的法则，可以吸走超量硫排放的节约能源液态。从电离层之前去除CO2确实是阻止无可避免的季节性变简化最后的考虑法则之一。主要分析法则者：Carbon Engineering、Climeworks、Global Thermostat早熟：5到10年即使我们减小迄今为止的氢气硫排放飞行速度，节约能源液态造成的变暖effect依然时就会接下来数千年之久。为防止气温攀升至危险覆盖范围，联合国季节性变简化委员时就会当前推论的结论是，在本世纪，世界性将须要要从电离层之前去除高约达 1 万亿吨的氢气。月份冬天，哈佛的大学季节性研究者罗伯特·托马斯（Did Keith）计算之后惊喜地推测，一种叫就让到这样一来湿气俘获（Direct Air Capture，DAC）的法则，实际上可以将机器捕集氢气的运输成本减小到每吨 100 美元请注意。早先来得少于的运输成本要比这个进制高显现出一个数量级，因而许多研究者曾忽视这项关键技术不算过比起，不具备考虑性。不过，这样一来湿气俘获仍须要至来得少数年的星期，才有确实将运输成本减小到吻合 100 美元的覆盖范围。然而，一旦显现出乎意料付诸了氢气的捕集，还要就让切实处理事件。由托马斯在 2009 年作等待联合创建的加拿大新的创行业硫工程一些公司（Carbon Engineering），开发设计计划扩大其检验化工厂的规模，来提高小分子氢气的产量。这种小分子氢气的关键加工之一，就是所俘获的氢气。（比尔·林奇是硫工程一些公司的投资方。）这样一来从电离层之前吸取 CO2，是一种高难度的考虑到季节性变简化的法则，但我们如今没有多来得少选择了。主营座落苏黎世的 Climeworks 在意大利的这样一来湿气俘获化工厂，将透过捕集到的氢气和氢气独自原材料甲烷，而他们座落瑞士的第二家化工厂则时就会把氢气显现出售给汽水后行业。纽约的 Global Thermostat 也是如此，该一些公司于月份在阿拉巴福州顺利完成了第主营商业性硫捕集化工厂的建设。不过，如果氢气被可用小分子氢气或原材料汽水后，那么它们之前的多数最后还是时就会搬回电离层之前去。我们的终极目标，是付诸节约能源液态的永久封存。其之前的一些时就会被封实际上类似于硫薄腹腔、薄膜或混凝土这样的产品之前去，但来得多的须要要埋入于地底下。迄今为止还没有考虑的商业模式来支持这项运输成本较贵的工作。事实上，从工程学的角度来看，从湿气之前吸取 CO2 是考虑到季节性变简化最不方便、也是最比起的法则之一。但鉴于迄今为止我们减小硫排放的进程不算过比较慢，我们并没有多来得少别的选择。可戴著有心电仪极其重要： 随着监管机构的批准和相关关键技术的进步，人们可以轻松通过可戴著仪器接下来子系统对自己的有心脏诊疗。可扫描有MRI的电脑手表可以预警如高血压等潜在的危及精神上的有心脏病因。主要分析法则者：苹果公司、AliveCor、Withings早熟：如今诊疗子系统对扬声器极其是确实的医护仪器，轻微的运动或表带没系紧都时就会抑制电子设备读取发烧。而有MRI则是在医护人员之前风或有心脏病心脏病之前，医生就可以用其来病患有心脏精神状态，但须要要去正规诊所才能检测，因此人们经常不必及时确诊。随着监管部门新的法律法规的显现实行和粗、硬件的相关创新的，有心电子系统对电脑手体如今问世，它不具备可戴著仪器的便利性，并且都能提供吻合医护仪器的弹道。硅谷新的创一些公司 AliveCor 发售了一款与苹果公司手表兼容的腕带，该腕带可以扫描显现出高血压，这是造成了血栓和之前风的罕见主因。月份，苹果公司发布了略带有MRI (ECG) 动态的 Apple Watch，并且该动态如今通过 FDA 认证。随后，诊疗仪器一些公司 Withings 也宣布开发设计计划发布一款配有有MRI动态的手表。近来的可戴著有MRI子系统对仪器仍然只有一个电子设备，而确实的有MRI仪器则有 12 个电子设备。迄今为止还没有任何一种可戴著仪器都能病患有心脏病。但这种情形确实很快就时就会改变。月份秋天，AliveCor 就一款应用程序和双电子设备子系统向美国有心脏协时就会 (American Heart Association) 提交了初步审查，据称该子系统可以扫描到某种类型的有心脏病。无管网洗手间极其重要： 高效率如厕可以在没有管网子系统的情形下可用，并且可以就地分解排泄。23亿人考虑到必需的卫生设施，并大多数人因此被害主要分析法则者：杜克的大学、南佛罗底下约达的大学、Biomass Controls、加州大学柏克莱分校早熟：1-2年在世界性上左右有 23 亿人没有良好的卫生条件。由于考虑到卫生的如厕，人们将排泄倾倒在临近的池塘和沼泽地之前，这时就会传递病原体、病毒感染和寄生虫，从而造成了消简化不当和霍乱。世界性每 9 名学童之前就有 1 名死于消简化不当。如今，分析法则其他部门正试图奋斗开发设计一种新的型如厕，这种如厕对的发展之前国家来真是也够大较贵，不仅可以处理事件排泄，还可以对其展开分解。2011 年，比尔·林奇提显现出原先发明如厕挑战，并正式成立了 X 大奖。自从挑战开始以来，有几个工作团队如今将结构设计的如厕十分相似投入可用。所有的排泄都是就地处理事件的，不须要要用大量的水后把它们送到遥远的处理事件厂。大多数的如厕十分相似都是独立的，不须要要管网，但他们类似于像传统意义的如厕，装在一个小隔间底下并且有浴室。由南佛罗底下约达的大学结构设计的 NEW generator 浴室用一种硝酸盐腹腔屏蔽废物，这种硝酸盐腹腔的孔径比病原体和病毒感染都小。另一个来自康涅狄格州 Biomass Controls 的项目则类似于一个水路集装箱大小的炼油厂，它能加热排泄，使其转简化成一种高含量硫的微粒，可作土壤肥料。但是这些如厕有一个缺点，它们极其是在所有场合都能可用。例如，Biomass Controls 的产品每天能为成百上千的Gmail提供方便，因此它不不算适合较小的村庄。相反，杜克的大学开发设计的另一套子系统则根本难以供来得少数家庭可用。所以，如今的挑战是如何让这些如厕来得较贵，来得能适应有所不同规模的社区。来自南佛罗底下约达的大学、领导 NEW generator 工作小组的 Daniel Yeh 副教授暗示：“建造一两个十分相似如厕极其棒，但要确实让关键技术阻碍世界性，唯一的切实就是让这些仪器展开大规模原材料。”流利地沟通的 AI 他的学生极其重要：捕捉字词错综复杂语义的关系的新的关键技术正试图使机器来得容易地理解重构。人工电脑他的学生如今可以拒绝执行基于沟通的任务，如续订酒店或协商行李托运，而不仅仅是服从恰当命令。主要分析法则者：网易、网易、亚福逊早熟：1-2 年后我们如今习惯了人工电脑他的学生——Alexa 在客厅底下播放钢琴演奏，Siri 在你的手机上为你定定时器——但它们并没有确实就让到到所谓的电脑。它们本应简便我们的生来生，但却正因如此。它们只标识非常大覆盖范围的可拒绝执行，稍遇偏差就很较易显现出错。但最近的一些十分不方便将减小你的进制现职的动态。2018 年 6 月初，OpenAI 的分析法则其他部门开发设计了一种关键技术，可以在未记号的文本上训练人工电脑，请注意降人工对数据展开分类记号时节省的运输成本和星期。几个月初后，网易的一个工作团队发售了一个名为 BERT 的子系统。该子系统在分析法则了数百万个句子后学时就会了如何数据分析漏掉的字词。在一个多项选择测试之前，它在填空上都的体现和有机体一样好。这些改进缘故来得容易的语音小分子子系统，让我们从恰当的向人工电脑他的学生下可拒绝执行改向与它们对话。它们将都能处理事件日常琐碎，如就让到时就会议记录、查找的资讯或网上消闲。这样的人工电脑他的学生如今投入市场，如网易他的学生的逆天升级版网易 Duplex，可以就让尽切实你接不来电话号码，甚至屏蔽掉Gmail及电话号码推销。它还可以接听号码就让尽切实你会员卡酒店或沙龙。在之前国，消费者正试图习惯网易 (Alibaba) 的 AliMe。AliMe 通过电话号码协商包裹寄出，还可以与顾客无济于事。尽管人工电脑程序能来得容易地找显现出你的须要求，它们仍然不必理解一个完整的句子。脚本简化或由统计生成的真是再现了向机器灌输确实的语言理解是多么不方便。一旦我们应对了这个根本原因，我们也许时就会看到人工电脑的另一种进简化：从物流协商员到保姆、老师，甚至密友。