立法者发布：《麻省理工科技评论》2019年“全球十大突破性技术”

自 2001 年起，《华盛顿大学新技术书评》每年都时会十佳显露当年的“入选为有所实验性关键技术”，这份在亚太南部新技术领域极其重要的Billboard曾精准归纳了脑机接口、计算机系统设计者怀表、帕金森氏症性状转化成学疗法、剖面尽力学习等诸多热门关键技术的兴起。当然，与其感叹是“归纳”，不如感叹是《华盛顿大学新技术书评》本站在亚太南部新技术新领域，目睹了新技术创新的百年息息相关后的一种硫酸，是对科研迈向零售业的必要性研究归纳，是对关键技术大众转化成及制差不多力的落海。上周是《华盛顿大学新技术书评》双月刊 120 周年，2019 年的“入选为有所实验性关键技术”Billboard也与无论如何略微有各有不同。在本次的Billboard十佳中的，我们相当荣幸的拜会到了桑德斯·盖茨先生作为客席十佳人，他全程参与了十佳指导工作，并为本届Billboard作序。本届Billboard的崭露头角关键技术也多是以“本能福祉”为在短期内。时是如桑德斯·盖茨先生所感叹，看过这些有所实验性关键技术此后，你时会觉得“愉快的下一代，许多人我们为之奋斗”。《华盛顿大学新技术书评》在现今同年本年度 2019 年“亚太南部入选为有所实验性关键技术”（10 Breakthrough Technologies）。图 | 2019 年《华盛顿大学新技术书评》亚太南部入选为有所实验性关键技术Billboard除此以外：灵巧AI、核电超现实主义、早产归纳、肠胃全像手环、自定义帕金森氏症接种、人造鱼肉法兰克福、逃逸二氧转化成硅、可配戴心电仪、无下冷水道客厅、说英语谈话的AI助挥共 10 大有所实验性关键技术。表列是该份Billboard详述内容及部冷水解读引言：灵巧AI不可忽视：机器人早就通过自我尽力学习学时会防范这个现实孤独21世纪。如果AI能学时会防范混乱的现实孤独21世纪，那么它们就可以胜任来得多的任务。主要学者：OpenAI（计算机科学非营利其组织）、卡内基梅隆所学校、俄亥俄所学校、加州所学校伯克利分校秋冬季：3-5年尽管人们直至在讨论机器人取代本能指导工作的话题，但在此之前工业AI无论如何显显露得较为幼稚且灵活性佳。虽然AI可以在通用汽车公司上不厌其烦地重复着同一个跳跃，同时还能保持超较低的精度，但哪怕目标星体被略微微旋转了一点，或将其代替各有不同的零部件，AI的可用反复就时会越来越十分幼稚甚至是这样一来抓空。现在，虽然我们还无法让AI要用到和人一样，在看到星体后就确信如何将其拿起，但现在它可以通过在虚拟空间中的的完成反复的实验，终究独立自主学时会妥善处理眼前的星体。座落在旧金山的非盈利其组织 OpenAI 就上架了这样一套 AI 系统设计者 Dactyl，并已急于操控一个机器人挥让其灵活地翻转一块积木。这套人脑软件包很难通过加速尽力学习，让AI在模拟的周边环境中的学时会可用并转动积木后，再让机器人挥完成实际操作。这套软件包开始时时会完成随机的尝试，并在大幅度地相对于在短期内的反复中的渐渐加强网络内部的通到。往往我们无法让AI将模拟练中的赢得的知识领域到现实孤独周边环境中的的，因为我们很难模拟显露像摩擦力或是材料的各有不同其本质这样的有趣数组。而 OpenAI 团队则通过在虚拟系统化训练中的扩展举例来说来弥补了这个解决办法。短期内，我们还要取得来得多的有所突破才能让AI越来越来得加灵活。但如果归纳工作人员很难更好地利用这种尽力学习法则，下一代的AI将再一很难学时会生产电子新产品、将餐具摆入洗碗机中的的、甚至是很难将卧床的人从床下扶起。核电超现实主义不可忽视：先进的核分裂和钸核反应早就遇见现实孤独。在减少硅二氧化碳和限制变暖的尽力全面性，核电的作用似乎时是越来越越来越不可或缺。主要学者：陆地核能（Terrestrial Energy）、泰拉核能（TerraPower）、纽斯凯尔（NuScale）、General Fusion秋冬季：新型钸核反应到 2020 20世纪中的期再一妥善解决解决办法大规模领域；核分裂核反应仍需数十年时间。在无论如何的一年中的，新型核核反应发展势头极快，核电的领域于将时会越来越来得必需，成本较低也来得低。新型核反应的发展除此以外：颠覆了宗教性设计者的第四代钸核反应、小型结构设计者核反应，以及似乎无论如何也无法妥善解决解决办法的核分裂核反应。第四代钸核反应的Valve，比如澳大利亚的 Terrestrial Energy 和集团总部座落在华盛顿的泰拉核能（TerraPower），从尚未开始与电力母公司组织起来共同开发共同间的关系，大计在 2020 20世纪之前妥善解决解决办法交付使用（这个估计确实有些乐观）。小型结构设计者核反应可以确实会的电力，往往为数十兆瓦（整体而言，宗教性核核反应可以确实会差不多 1000 兆瓦的电力）。像缅因州的 NuScale 这样的母公司透露，小型转化成的核反应可以节差不多资金不足成本较低，并减小周边环境和金融风险。核分裂全面性也有成果。虽然不用人本来借助于核分裂关键技术时会在 2030 年以前妥善解决解决办法交付，但像 General Fusion 和 Commonwealth Fusion Systems 这样的来自华盛顿大学学院的创始行业，早就取得一些积极成果。大多数人普遍认为借助于核分裂只是黄粱美梦，然而，由于核分裂核反应不时会注意到堆芯熔毁，也不时会确实会衰变期长、钚较低的核废料，它所确实时会面临的公众抵制一定会时会比常规核核反应少很多。（桑德斯·盖茨是泰拉核能和 Commonwealth Fusion Systems 的海外投资方。）早产归纳不可忽视：每年有 1500 万幼儿提前显露生，这是 5 岁表列学童致死的主要状况主要学者：Akna Dx秋冬季：可在 5 将近进入诊断飞行测试。有趣的验血可以归纳病者是否有提前新生儿的风险。我们的遗传杂质主要依赖于于细胞会内。但是少量的“无细胞会”DNA 和 RNA 也飘浮在我们的血浆中的，往往由垂死细胞会释放。在病者中的，这些产物的遗传杂质打碎来自胎儿、输卵管和母亲的细胞会。斯坦福所学校的微生物机械师 Stephen Quake 从尚未找到了一种法则来妥善解决医学界最棘挥的解决办法之一：大差不多十分之一的幼儿提前显露生。自由飘浮的 DNA 和 RNA 免疫缺陷以前却是需要侵入性细胞会可用细胞会的文档，例如对完成活其组织体检或刺破病者的腹部完成羊薄膜穿刺术。不一样的是现在来得容易探测和归纳血浆中的无细胞会遗传杂质。在无论如何几年中的，归纳工作人员开始通过从血浆中的探测细胞会的 DNA，以及通过血浆探测对病者完成唐氏综合症等病因的产前诊断归纳。这些探测依赖于寻找 DNA 中的的性状性状。另一全面性，RNA 是可调性状表达的分子可杂质，很难决定从性状中的确实会多少抗原质。通过对母亲血浆中的的自由飘浮的 RNA 完成核酸，Quake 审核显露与早产有关的七种性状表达的波动。这让他可以识别确实提前新生儿的未婚。一旦被指示，医生可以在短期内确实会早产，并给予孩子来得好的生存机时会。Quake 感叹，血浆探测所能用的关键技术，短时间内，简便，每次测量不到 10 美元。他和他的共同者从尚未创建了数家创业母公司 Akna Dx 将其大众转化成。肠胃全像手环不可忽视：一种小型的、可刷牙的电子设备，不领域于也可以展示显露肠胃的详述影像，甚至在幼儿和学童细胞内也可以。这一电子设备使肠胃病因的探测和归纳越来越来得为容易，其中的除此以外使贫困南部的数百万学童受精不良的一种病因。主要学者：马萨诸塞州总疗养院秋冬季：在此之前在细胞内领域于；幼儿实验将于2019年完成。周边环境性肠机能障碍（EED）确实是你从尚未听感叹过的花费最较低昂的病因之一。以肠胃发炎、肠胃泄露和营养吸收不良为相似性，这一病因在贫穷国家广泛传播，这也是这些南部大多数人营养不良、受精迟缓、尚未能超显露时是常身较低的状况之一。并尚未人确信引起 EED 的具体状况是什么，也并尚未人确信怎样预防或治疗法这一病因。切实必要的探测技术挥段可以试图医务指导工作者探究何时一定会阻挠及怎样治疗法。在幼儿中的从尚未有了治转化成学疗法则，但诊疗和归纳这些幼儿肠胃病因往往却是需要，并将一个称为内窥镜的管子插入伤口。这种法则划算、不舒服、且在 EED 风行南部根本无法开展。因此，马萨诸塞州总疗养院（MGH）的病理学家和机械师 Guillermo Tearney 共同开发了一种小型电子设备，这种电子设备很难探测 EED 的显显露症状，甚至可以完成其组织组织学。与内窥镜各有不同，它在系统化健康探测反复中的领域有趣。Tearney 的可刷牙手环全像镜附在可弯曲的平直穿孔上，被通到到一种称之为光学仪器相干断层成像系统设计者( OCT )的电子设备上。在病人将手环刷牙后，卫生工作人员在将外皮手环拉回的反复中的，很难无死角对整个消转化成道要用外皮断层扫描。这种手环在消毒后可以重复利用（这听上来有点有点身体虚弱，但是 Tearney 的团队从尚未共同开发显露一种关键技术，据他们感叹，这种关键技术不时会确实会身体虚弱。）它还带有以单细胞会灵敏度拍摄消转化成道很薄的关键技术，以及猎捕几毫米剖面的贴图横截面的关键技术。这项关键技术有几种领域；在马萨诸塞州总疗养院， 它被用来探测AR-食管，一种食管癌的前身。关于 EED，Tearney 的团队共同开发显露了一种来得小的新版本，可以给不可刷牙氰化物的幼儿领域于。这从尚未在风行 EED 的巴基斯坦南部的青少年脖子的测试过了，此外，原计划在 2019 年完成幼儿实验。这一小型侦测器将试图学者们问到关于 EED 成果的无关解决办法——例如它时会制差不多什么细胞会和是否有芽孢关乎其中的——并评估阻挠技术挥段和潜在转化成学疗法。自定义帕金森氏症接种不可忽视： 通过识别各的特异性性状，激发体液的天然牵制能力，从而对细胞会完成持续性冲击。宗教性转化成学转化成学疗法对卫生细胞会有极大制差不多，而且对的治果却是显然理只想。主要学者：BioNTech 、Genentech秋冬季：已在诊断实验在此之前，科学界迈入将首支个性自定义接种大众转化成的下一场。如果其效果真如预期的话，该接种就的确很难通过鲜明的性状即会体液免疫系统设计者对其完成识别，从而有效地解救多种帕金森氏症的发生。来得重要的是，与宗教性转化成学转化成学疗法各有不同，接种是通过领域于体液的天然牵制系统设计者来选项性地冲击细胞会的，对卫生细胞会的损害较有限。此外，在初始治疗法后，意味免疫细胞会将也时会对产物的细胞会保持警惕。在本能性状组完成五年后的 2008 年，当遗传学家披露了细胞会的第一个序列时，这种接种的诞生就不再是许多人一提了。此后不久，归纳工作人员开始将细胞会的 DNA 与卫生细胞会和其他细胞会三者的 DNA 完成比较。归纳断定，所有这些细胞会都成分数百个甚至数千个特定的性状，其中的大多数是这些各自特有的。几年后，数家称之为 BioNTech 的德国创始母公司提外了有点信服的确凿，确实成分这些性状解码的接种可以催转化成EVA的免疫系统设计者确实会 T 细胞会，从而要用好发现、攻击和毁灭所有成分这些性状细胞会的准备。在此之前早就完成的实验针对数 10 种实体帕金森氏症，目标是在亚太南部各地招募 560 名以上的志愿者。在此之前，这两家母公司早就设计者新的采购关键技术，以期能廉价短时间内地采购数千种显露租订制接种。但这时会是块“硬骨头”，因为生产接种却是需要对病人的完成组织学，对其 DNA 完成核酸和归纳，并将这些文档迅速发送至到采购现场。一旦采购显露来，接种就必须及时送往疗养院，而任何延误都确实是可怕的。人造鱼肉法兰克福不可忽视：研究中心期许的人造鱼肉和植物制品的素鱼肉，能在不冲击周边环境的完全相对于单纯鱼饲料的香味和硅冷水化合物。人造鱼肉的注意到，可以缓解采矿业采购确实会的毁灭性的丛林放牧、二氧化碳和节差不多核能微粒二氧化碳。主要学者：宾夕法尼亚州人造鱼肉行业Beyond Meat秋冬季：在此之前从尚未有成形的植物性素鱼肉；2020年差不多可研制品功研究中心人造鱼肉。根据联合国的归纳，21世纪人口数量将在 2050 年超显露 98 亿，人口富足准确度也时会上升。但这于对变暖来感叹可不是什么好事——本能一旦脱贫致富，就往往要青蛙来得多鱼肉。据归纳，到 2050 年，本能青蛙的鱼肉时会比 2005 年多 70%。毫无疑问，驯养外本能主食的动物，是对周边环境的第二大伤害之一。根据动物各种子类的各有不同，以西方工业转化成法则采购一磅鱼饲料抗原要比采购而会植物抗原多用 4 到 25 倍的冷水，6 到 17 倍的田地，6 到 20 倍的转化成石燃料。而解决办法在于，人肯定不时会几天后就坚持不懈鱼饲料。也就是感叹，研究中心指导的人造鱼肉和植物制品的素鱼肉确实是抑制周边环境恶转化成的同样适时。研究中心人造鱼肉的反复，是从动物脖子提取肌鱼肉其组织，然后放到微生物冷却剂完成期许。虽然终究加工的口感确实有待降低，但外形上从尚未与我们时是常吃的鱼肉差不多了。荷兰马斯特中的的赫所学校的归纳工作人员已在为研究中心人造鱼肉的量产而尽力。他们普遍认为，到明年，人造鱼肉法兰克福的采购成本较低确实都比的食品法兰克福还低。但人造鱼肉也不与众各有不同，采购人造鱼肉对周边环境到底有多大改善，我们还才会粗估。21世纪经济研讨会早先的一份报告感叹，采购研究中心人造鱼肉的节差不多核能微粒二氧化碳量也只比采购的食品采购少约莫 7%。对周边环境来得友好的鱼饲料替代品，就是 Beyond Meat 和 Impossible Foods（桑德斯·盖茨海外投资了这两家宾夕法尼亚州人造鱼肉创始行业）等母公司共同开发的植物制品的“素鱼肉”。他们用豌豆抗原、大豆、小麦、蔬菜和棕榈油来合成动物鱼肉的质地和口感。Beyond Meat 母公司在加州新开了数家占地 26000 平方英尺（差不多 2400 平方米）的的工厂，从尚未在 3 万家商店和餐馆售显露了超过 2500 万个法兰克福。俄亥俄所学校可停滞系统设计者中的心归纳显示，Beyond Meat 制要用法兰克福确实会的节差不多核能微粒确实比宗教性的食品法兰克福少 90%。逃逸二氧转化成硅不可忽视：实用且经济地从热空气中的这样一来逃逸二氧转化成硅的法则，可以放显露超量二氧化碳的节差不多核能微粒。从大气层中的替换成CO2确实是解救起因的变暖再次的必要法则之一。主要学者：Carbon Engineering、Climeworks、Global Thermostat秋冬季：5到10年即使我们减小在此之前的二氧转化成硅二氧化碳速度，节差不多核能微粒确实会的变暖效应依然时会停滞数千年之久。为防止气温跃升至可怕之内，联合国变暖委员时会当前给显露的结论是，在本世纪，全21世纪将却是需要从大气层中的替换成较低达 1 万亿吨的二氧转化成硅。去年夏天，哈佛所学校炎热科学界彼得·凯斯（Did Keith）计算此后惊喜地发现，一种称之为这样一来热空气逃逸（Direct Air Capture，DAC）的法则，理论上可以将机器人捕集二氧转化成硅的成本较低减小到每吨 100 美元表列。先前估计的成本较低要比这个数字较低显露一个数量级，因而许多科学界曾普遍认为这项关键技术缘故过划算，仅限于必要性研究。不过，这样一来热空气逃逸仍需数数年的时间，才不太确实将成本较低减小到相对于 100 美元的之内。然而，一旦急于妥善解决解决办法了二氧转化成硅的捕集，还要只想适时妥善处理。由凯斯在 2009 年参与共同创建的澳大利亚创始行业硅二期工程母公司（Carbon Engineering），原计划不断扩大其实验的工厂的规模，来降低转化成学合成燃料的显露口量。这种转化成学合成燃料的关键原料之一，就是所逃逸的二氧转化成硅。（桑德斯·盖茨是硅二期工程母公司的海外投资方。）这样一来从大气层中的借助 CO2，是一种较低难度的防范变暖的法则，但我们从尚未并尚未多少选项了。集团总部座落在苏黎世的 Climeworks 在意大利的这样一来热空气逃逸的工厂，将利用捕集到的二氧转化成硅和液态一起采购甲烷，而他们座落在瑞士的第二家的工厂则时会把二氧转化成硅购回给咖啡行业。纽差不多的 Global Thermostat 也是如此，该母公司于去年在密西西比州完成了第数家大众转化成硅捕集的工厂的建设。不过，如果二氧转化成硅被用以转化成学合成燃料或采购咖啡，那么它们中的的基本上再次还是时会回到大气层中的去。我们的都将，是妥善解决解决办法节差不多核能微粒的永久贮存。其中的的一些时会被贮依赖于类似于硅外皮、聚合物或钢架这样的新产品中的去，但来得多的却是需要深埋于地下。在此之前还并尚未必要的商业模式来支持者这项成本较低较低昂的指导工作。事实上，从二期工程学的角度来看，从热空气中的借助 CO2 是防范变暖最困难、也是最划算的法则之一。但鉴于在此之前我们减小二氧化碳的进程缘故过缓慢，我们并并尚未多少别的选项。可配戴心电仪不可忽视： 随着监管机构的批准和无关关键技术的技术革新，人们可以轻松通过可配戴电子设备停滞追踪自己的胸腔卫生。可探测测量仪器的计算机系统设计者怀表可以预警如心房颤动等潜在的危及人类的胸腔病因。主要学者：苹果母公司、AliveCor、Withings秋冬季：现在卫生追踪设备却是是或许的卫生电子设备，间歇性的爱国运动或表带不用系紧都时会妨碍感应器读写脉搏。而测量仪器则是在病人中的风或胸腔病发作之前，医生就可以用其来诊疗胸腔所致，但却是需要去时是规卫生机构才能体检，因此人们经常不可及时急诊。随着监管部门新法律的实行和软、芯片的无关创新，心电追踪计算机系统设计者怀表从尚未问世，它有着可配戴电子设备的便利性，并且很难提外相对于卫生电子设备的精度。小城市创始母公司 AliveCor 上架了一款与苹果母公司怀表兼容的腕带，该腕带可以探测显露心房颤动，这是确实会缺血性和中的风的常见状况。去年，苹果母公司投入生产了带有测量仪器 (ECG) 机能的 Apple Watch，并且该机能从尚未通过 FDA 注册。随后，卫生电子设备母公司 Withings 也同年原计划投入生产一款配有测量仪器机能的怀表。短期内的可配戴测量仪器追踪电子设备无论如何只有一个感应器，而或许的测量仪器电子设备则有 12 个感应器。在此之前还并尚未任何一种可配戴电子设备很难诊疗胸腔病。但这种情况确实很快就时会扭转。去年春季，AliveCor 就一款领域程序和双感应器系统设计者向宾夕法尼亚州胸腔协时会 (American Heart Association) 提交了初步审查，据称该系统设计者可以探测到某各种子类型的胸腔病。无下冷水道客厅不可忽视： 节能浴室可以在并尚未下冷水道系统设计者的完全领域于，并且可以就地冷水解异味。23亿人缺乏必需的卫生设施，并大多数人因此致死主要学者：杜克所学校、南佛罗中的的达所学校、Biomass Controls、康奈尔所学校秋冬季：1-2年亚太南部大差不多有 23 亿人并尚未良好的卫生条件。由于缺乏卫生的浴室，人们将异味倾倒在不远处的冷水池和溪流中的，这时会传播芽孢、HIV和寄生虫，从而确实会呕吐和霍乱。全21世纪每 9 名学童中的就有 1 名死于呕吐。现在，归纳工作人员早就尽力开发新一种新型浴室，这种浴室对发展中的国家来感叹也足够便宜，不仅可以妥善处理异味，还可以对其完成冷水解。2011 年，桑德斯·盖茨提显露重新发明浴室下一场，并同年成立了 X 大奖。自从下一场开始以来，有几个团队从尚未将设计者的浴室所设计投入领域于。所有的异味都是就地妥善处理的，不却是需要用大量的冷水把它们送往遥远的妥善处理厂。大多数的浴室所设计都是独立的，不却是需要下冷水道，但他们看上来像宗教性的浴室，装在一个小隔间中的的并且有冷水龙头。由南佛罗中的的达所学校设计者的 NEW generator 冷水龙头用一种厌氧薄膜过滤二氧化碳，这种厌氧薄膜的孔径比芽孢和HIV都小。另一个来自康涅狄格州 Biomass Controls 的重大项目则像是一个水路集装箱形状的石油工业，它能受热异味，使其转转化成成一种富含硅的杂质，做为沙土稻谷。但是这些浴室有一个缺陷，它们却是是在所有场合都能领域于。例如，Biomass Controls 的新产品每天能为成百上千的用户；还有，因此它不缘故适合较少的村庄。相反，杜克所学校开发新的另一套系统设计者则才会外少数父母亲领域于。所以，现在的下一场是如何让这些浴室来得便宜，来得能兼顾各有不同规模的乡村。来自南佛罗中的的达所学校、积极支持者 NEW generator 团队的 Daniel Yeh 副研究员透露：“兴建一两个所设计浴室相当在手，但要或许让关键技术制差不多21世纪，唯一的适时就是让这些电子设备完成大规模采购。”说英语谈话的 AI 助挥不可忽视：猎捕词语相互间语义间的关系的新关键技术早就使机器人来得好地理解自然语言。计算机科学助挥现在可以执行基于谈话的任务，如VIP餐厅或各派系行李托运，而无疑是容忍有趣命令。主要学者：搜索引擎、阿中的的巴巴、亚马逊秋冬季：1-2 年后我们从尚未平常了计算机科学助挥——Alexa 在起居室中的的播映流行音乐，Siri 在你的挥机上为你定闹钟——但它们并并尚未或许要用到都是的计算机系统设计者。它们本应简转化成我们的孤独，但却除此以外。它们只识别很小之内的指示，略微遇错误就很容易显露错。但早先的一些成果将增加你的数字经理的机能。2018 年 6 月，OpenAI 的归纳工作人员开发新了一种关键技术，可以在尚未标记的重构上系统化训练计算机科学，以减少人工对数据完成分类标记时花费的成本较低和时间。几个月后，搜索引擎的一个团队上架了一个称之为 BERT 的系统设计者。该系统设计者在归纳了数百万个音节后学时会了如何归纳漏掉的词语。在一个多项选项飞行测试中的，它在填空全面性的显显露和本能一样好。这些改进加上来得好的语音转化成学合成系统设计者，让我们从有趣的向计算机科学助挥下指示转向与它们谈话。它们将很难妥善处理日常琐碎，如要用时会议记录、加载文档或网上逛街。这样的计算机科学助挥从尚未投入生产，如搜索引擎助挥的逆天CE搜索引擎 Duplex，可以大哥你接听电话号码，甚至过滤掉假新闻及电话号码推销。它还可以打电话号码大哥你购票餐厅或都将。在中的国，消费者早就平常阿中的的巴巴 (Alibaba) 的 AliMe。AliMe 通过电话号码各派系袋子递送，还可以与客户讨价还价。尽管计算机科学程序能来得好地寻找你的需求，它们无论如何不可理解一个完整的音节。脚本转化成或由统计聚合的问到反映了向机器人灌输或许的语言理解是多么困难。一旦我们妥善解决了这个难题，我们也许时会看到计算机科学的另一种进转化成：从物流发起者到保姆、老师，甚至朋友。