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每年,《麻省理工科技评论(MIT Technology Review)》的记者和编辑都会关注各个领域的科技发展,并寻找有望对世界产生真正影响的技术。《麻省理工科技评论》2024年“十大突破性技术”(10 Breakthrough Technologies 2024)于日前发布。
自2001年起,每年《麻省理工科技评论》都会对科技领域进行调查,选出他们认为最有可能在未来几年改变我们生活的 10 项技术。这份在全球科技领域举足轻重的榜单曾精准预测了脑机接口、量子密码、灵巧机器人、智慧传感城市、深度学习等诸多热门技术的崛起。本年度《麻省理工科技评论》 “十大突破性技术”分别为:无处不在的人工智能,超高效太阳能电池,苹果 Vision Pro,减肥药,增强型地热系统,芯粒技术,首例基因编辑治疗,百亿亿次计算机,热泵,推特“杀手”。
在这份榜单中,《麻省理工科技评论》为我们描绘出了一个更加绿色、健康、智能的未来。专委会整理了相关信息,供各位读者参考。
我们目前正处于人工智能时代。数以亿计的人直接与生成工具(如ChatGPT)进行互动,这些工具能够根据提示生成文本、图像、视频等。它们的普及已经深刻影响科技行业,使得OpenAI成为家喻户晓的名字,激发了谷歌、Meta和微软等公司在这一技术领域的持续关注和投入。
2022年11月,OpenAI推出ChatGPT免费网络应用;2023年1月,ChatGPT成为有史以来增长最快的网络应用,任何人都能通过浏览器访问这一最强大的神经网络;2月,微软和谷歌分别披露了各自的竞争计划,将聊天机器人与搜索相结合,试图重构我们与互联网的日常互动。尽管在初期微软Bing Chat,谷歌Bard出现了一些问题,但它们并未因此被淘汰。此后,微软和谷歌业务拓展到搜索之外,通过办公软件将聊天机器人助手引入数十亿人的办公和生活中;微软和Meta发布图像制作模型,用户只需点击一下即可生成可分享的各种图像;谷歌的新手机现在也用上了人工智能,使用户可以以前所未有的方式编辑照片,将悲伤的表情转变为快乐,将阴天的下午转变为完美的日落。
激进技术以前所未有的速度和规模从产品原型演变为消费产品,2023年数十亿人接触人工智能,我们现在需弄清所接触的是什么,理解关于AI的一切,并且考虑AI带来的的影响。
太阳能电池正在世界各地迅速部署,是全球减少碳排放努力的关键,太阳能电池的效率,衡量的是有多少照射到电池上的阳光可以转化为电能。2023 年 11 月,钙钛矿层叠太阳能电池技术打破了太阳能电池效率的世界纪录,钙钛矿层叠太阳能电池由传统的硅材料与先进的钙钛矿材料结合而成,在实验室中的效率已经超过33%(当前主流硅基电池效率水平最高不超过30%)。
当今,太阳能市场 95%的份额都被硅电池所占据,而钙钛矿吸收的光波长与硅电池吸收的光波长不同,如果硅和钙钛矿在层叠的太阳能电池中一起工作,它们可以利用更宽的太阳光谱,让每个电池产生更多的电力。但是,钙钛矿在实际部署方面却遇到了困难,受限于电化学结构,钙钛矿电池对吸水和热降解非常敏感,尽管研究人员尝试了包括建造屏障,使用更稳定的钙钛矿化合物等技术手段,但当前仍然很少有钙钛矿层叠太阳能电池通室外环境测试。
2023 年 5 月,总部位于英国的 Oxford PV 公司表示,其商业规模的钙钛矿层叠电池的效率已达到 28.6%,该电池比实验室中测试所使用的电池大得多。该公司计划在 2024 年交付第一批电池板并扩大生产规模,而其他公司可能会在未来数年里推出类似产品。
穿戴式计算机的概念由来已久,谷歌眼镜、微软 HoloLens,甚至 Meta 的 Quest系列都未能真正获得成功。苹果宣布预计在 2024 年晚些时候将正式推出其首款混合现实穿戴设备——全新的 Vision Pro头显。
苹果公司在 2023年6月的年度开发者活动上展示了这款头显(被称为“空间计算机”),将其营销为观看电影、体验照片、与他人联系,甚至是阅读和创作的更好方式。
混合现实技术可以将数字内容叠加到现实世界的环境中,头显中嵌入的摄像头和传感器会捕捉房间内用户周围发生的情况并在一对屏幕上重新创建(每只眼睛对应一个屏幕) 。然后,头显会将用户选择的任何数字内容投影在眼前。相比于大多数虚拟现实头显使用的液晶显示屏,Vision Pro 的双 micro-OLED 显示屏可以提供更高的分辨率和更清晰的对比度,这意味着除了提供混合现实功能,该头显还可以给我们带来身临其境的体验。当前Vision Pro面临的关键问题在于:人们用它来做什么?其价值是否仅仅是一个精美的视频播放器?另一个问题在于:人们真的会佩戴它吗?加上Vision Pro 3499美元的售价,比其他头显贵出数千美元,这一混合现实技术在苹果的投资下前景如何值得关注。
三分之一的美国成年人患有肥胖症,这使他们更容易患上心脏病、糖尿病和癌症。抗肥胖药物(例如 Wegovy 和 Mounjaro) 可以帮助解决这一公共卫生危机。从 Reddit 到 TikTok成功案例在网上随处可见。制造商诺和诺德公司因这些药物获得了巨额利润,药店里甚至出现了一药难求的情况。
2021年6月,Wegovy 成为自2014年以来第一种被批准用于体重管理的药物,其中的司美格鲁肽(Semaglutide)可以模仿进食后肠道释放的一种激素,让人产生饱腹感。患者每周在家注射一次药物,体重可减轻约 12%至15%,许多人的体重在此之后会趋于稳定。
这些药物也会带来恶心、腹泻和呕吐等副作用,许多患者必须终生服用药物才能减轻体重,其长期影响仍然未知。
2023年11月,美国食品和药物管理局批准了礼来公司用于治疗肥胖症的糖尿病药物Zepbound。大约有 70 种新的肥胖症疗法正在开发中,其中6 种正在等待监管审查。未来一年,随着需求猛增,预计将有更多公司进入试验的最后阶段并寻求批准。
地热是一种丰富且零碳的能源,是化石燃料的替代品,并且不随天气或时间的变化而变化然而,传统的地热发电厂需要特定的地质条件,特别是有地下水的高渗透性岩层。因此,地热发电在全球可再生能源总发电量的占比不足 1%。但一项新兴技术可以让我们更多地利用脚下的热量。
Fervo Energy 公司于2023年在美国内华达州测试了一套增强型地热系统,并证明了它的商业可行性。该公司正在美国犹他州建设另一个项目,目标是到2026年提供持续的清洁电力。
通过增强型地热系统,地热公司可以在更多地方获取地热。水力压裂技术可以应对深度远远超过传统地热井的坚固岩石,通过向岩石中注入水产生蒸汽,随后驱动汽轮机发电。Fervo Energy 还希望利用增强型地热技术来制造用于电网的巨型地下电池,通过增加或减轻地热井的压力进行储能与发电。
目前,还有其他几家公司和实验室正在推进该领域的项目试点和研究工作。总部位于华盛顿的AltaRock Energy 正在开发专门的技术,来获取极热的岩石里的地热能,这可以显著提高发电量。由美国能源部资助的犹他州FORGE 实验室正在打一口地热井,可作为增强型地热技术的示范项目。虽然增强型地热系统的许多项目仍处于试验阶段,同时科学界对于水力压裂将如何影响地震活动仍存在争议,但显然增强型地热系统已成为能源界的热门话题。
几十年来,芯片制造商通过缩小晶体管的体积,并将更多晶体管布置到芯片上来提高性能。这种趋势又被称为摩尔定律。但随着进一步缩小晶体管和制造复杂芯片带来的成本飙升,属于摩尔定律的时代正在走向终结
为此,制造商正在转向更小、更模块化的“芯粒(小芯片)”,这些“芯粒”专为存储数据或处理信号等特定功能而设计,并且可以链接在一起构建出完整的计算系统。多年来,AMD 和英特尔等公司一直在推广基于芯粒的系统。但芯粒能否帮助芯片行业按照摩尔定律的速度保持性能提升,将取决于封装技术的进步。(封装,指的是将半导体元件排列或堆叠,在它们之间形成快速、高带宽的电路连接,并将成品容纳于保护性塑料中的过程。)
2022 年,美国颁布了 527 亿美元的《芯片法案》旨在支撑相关行业的发展,其中拨款110 亿美元用于“先进半导体”的研究,并制定了国家先进封装制造计划,以促进学术界和工业界之间的合作。
到目前为止,由于缺乏封装技术标准,芯粒的应用一直困难重重。不过这种情况正在发生变化,业界已经开始采用名为通用芯粒互连技术(UniversalChiplet Interconnect Express)的开源标准理论上,这种标准将使不同公司生产的芯粒更容易组合起来,从而让芯片制造商在人工智能、航空航天和汽车制造等快速发展的领域获得更大的发展空间。
11 年前,科学家们首次开发出了一种名为CRISPR的强大的 DNA 剪切技术。现在,他们已将 CRISPR 带出实验室并运用到真正的医学治疗中,创造出了一种治疗镰状细胞病症状的疗法。
通过对镰状细胞病的研究,研究人员发现,对骨髓细胞进行DNA 编辑可以使身体制造血红蛋白的功能重新启动,以解决镰状细胞病引起的剧烈疼痛。2022年总部位于美国波士顿的福泰制药(VertexPharmaceuticals) 第一次将一种 CRISPR 疗法提交至监管机构批准,这种疗法就是针对镰状细胞病的。在骨髓经过编辑后,几乎所有自愿参加试验的患者都不再感到疼痛。
但是,基因编辑疗法的预计价格为200至300万美元,同时福泰公司表示在镰状细胞病最为常见、仍然导致许多儿童死亡的非洲,由于无法达到手术要求,难以提供该疗法,接下来可能会出现更简单、更便宜的实施CRISPR疗法的方案。
2022年5月,Frontier 的推出撼动了全球超级计算机排名。现在它是世界上最快的超级计算机,每秒可以执行超过百亿亿(1018 ) 次浮点运算,它的单位是 exaflop,一个1后面有18个0。本质上,Frontier 一秒钟内执行的计算量相当于10万台笔记本电脑
随着美国田纳西州橡树岭国家实验室推出Frontier,百亿亿次运算的时代正式开始。更多这样的百亿亿次计算机很快就会加入其中。在美国,研究人员正在安装运算速度约为Frontier 两倍的机器;加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的EICapitan 和伊利诺伊州阿贡国家实验室的Aurora。欧洲第一台百亿亿次超级计算机 Jupiter 预计将于2024年底上线。同时,中国也拥有百亿亿次超算。
在过去三十年中,超级计算机的运算速度每四年左右就会提高约10 倍。这些机器的管理者已经在计划下一批模型。橡树岭国家实验室的工程师正在设计一款超级计算机,其运算速度将是 Frontier 的三到五倍,可能会在未来十年内揭幕。
当前摆在工程师们面前的还有一个巨大挑战:能源消耗,尽管Frontier 已经采用了创新的节能技术,但它即使在待机时的耗电也足以满足数千个家庭的用电量。工程师需要考虑在建造这些庞然大物的时候,如何才能既追求速度又保证环境的可持续性。
热泵是可以利用电力来冷却和加热空间的设备。如今,许多建筑物仍然使用天然气等化石燃料供暖。改用由可再生能源驱动的热泵可以帮助家庭、办公室和工业设施大幅减少碳排放。新技术使热泵能够达到更高的温度。例如,对于食品加工和造纸所需的蒸汽,新的热泵技术可以使用电力达成这一目标,从而让工业制造的过程更加清洁。
2022 年,全球热泵销量增长 11%,这已是连续第二年实现两位数增长,尽管该增速可能在2023年有所放缓。其中,欧洲的变化最明显,2022 年的热泵安装量增长了40%,主要是由俄乌冲突引发的能源危机以及摆脱天然气的因素引起的;热泵的另一个热点区域是亚洲,中国的热泵安装量全球领先,自2010 年以来,中国和日本合计占热泵技术新专利申请的一半以上。
到 2030年,热泵有望减少全球 5亿吨碳排放,相当于今天欧洲所有汽车的总排放量。这需要安装大约 6 亿台热泵,约占全球所有建筑物供暖需求的 20%。目前,热泵仍然面临着巨大的挑战,包括提高产量以满足不断增长的需求,还要确保电网能够为这些技术和其他应对气候问题的技术提供电力。但所有迹象都表明,热泵正在进入黄金时代。
在过去的17 年里,推特(Twitter)成为了几乎所有的喧闹、暴躁有趣、可怕、瞬息万变、永无休止的全球对话的中心广场。但随后埃隆·马斯克(Elon Musk) 收购了推特,将其更名为 X,解雇了大部分员工,并或多或少地取消了其审核和验证系统。同时随着内容变化,越来越多谎言和政治宣传相关的内容充斥了X。因此,许多用户开始寻找替代产品,最好是超出任何个人控制范围的服务(商)。
去中心化的社交媒体主要使用 ActivityPubAT Protocol或Nostr 等网络协议进行跨(独立托管的)服务器通信或跨平台通信。它提供了更精细的审核机制,能够更安全地面对企业或政府审查员的突然抽查,以及避免它们掌握用户社交图谱的机会。去中心化的社交媒体甚至支持从一台服务器转移到另一台服务器,并继续关注相同的人。
据 Sameweb 统计,如今更名为X的流量同比下降了近 20%,与此同时,MastodonBluesky 和一些 Nostr 客户端等去中心化服务的受欢迎程度激增。来自 Meta 的Threads 是其中的最大赢家,根据Meta 9月公布的数据,Threads 已经拥有近1亿月活用户。并且该网站承诺会支持 ActivityPub协议。
医图生科(苏州)生命科学技术有限公司(简称医图生科)核心战略是对标美国已上市的Royalty Pharma及传奇生物两家公司中打造全球领先的并最具竞争力的BT与IT相融合的创新药研发公司。
医图生科汇集国内外顶尖大学、临床机构、科研机构人才以及在国内外知名药企拥有多年从业经验的专业团队,依托尖端人工智能技术,并结合临床医学,合成生物学、工程化学、计算化学、计算生物学等技术,服务于新药研发的早期阶段。目前,公司主要利用打造的人工智能AceMap药物发现平台致力于帮助科学家大幅度节省早期环节的时间和成本,从而极大程度的加快进度。其中AceMapAI平台在基因分析,靶点作用,成药性评估上有着多年的世界一流的优势及经验。
目前,公司正在利用自主构建的“AceGPT新药研发平台,面向全球进行深度合作研发与License Out 业务”。
