首页 > 科技频道 > 2016十大技术突破:从空气中汲取能量的电子设备(图)
人气: 2788 日期: 2017/1/3
北京时间1月3日消息，刚刚过去的2016年，人类在与我们日常生活密切相关的一些技术方面取得了诸多重要进展。有些技术进展将直接关系到一些最严重疾病的治疗，另外一些则将改善我们日常生活的便捷性。这样的技术与科学进步逐渐累积，便构成了人类未来生活的愿景。
一、免疫工程
突破性技术：改造杀手T细胞以治疗癌症
重要意义：该疗法将有望在癌症、多发性硬化症和艾滋病等病症的治疗方面发挥作用
主要研究机构：
-克莱柯蒂斯（Cellectis）
-朱诺医疗（Juno Therapeutics）
一、免疫工程
突破性技术：改造杀手T细胞以治疗癌症
重要意义：该疗法将有望在癌症、多发性硬化症和艾滋病等病症的治疗方面发挥作用
主要研究机构：
-克莱柯蒂斯（Cellectis）
-朱诺医疗（Juno Therapeutics）
-诺华制药（Novartis）
预计投入应用时间：1~2年内
简介：
经过基因改造的免疫细胞正在挽救癌症患者的生命。这一切或许还仅仅是一个开始。人体内拥有天然对抗疾病感染的防线，那就是免疫系统。该系统包括多大十几种不同的细胞，其中就包括数种不同的T细胞。T细胞会攻击外来病毒并阻止癌变的发生，并且在实现以上这些功能的同时还能确保不会误伤自身的器官组织。T细胞甚至还有记忆功能，这也是我们注射疫苗来预防疾病的原理基础。通过TALENs或时兴的CRISPR等基因改造技术，对T细胞进行改造之后，便可以让T细胞去攻击特定的病变细胞，从而治疗某些疾病，如白血病。
二、植物的精准基因编辑
突破性技术：
能够在不引入外来DNA成分的前提下，实现对植物基因便捷而精准的编辑
重要意义：
我们需要更多的粮食产量才能满足全球不断增长的人口对食物的需求，预计到2050年，全球人口将超过100亿人
主要研究机构：
-塞恩斯伯里实验室和约翰英纳斯中心，英国
-国立首尔大学，韩国
-明尼苏达大学，美国
-中国科学院遗传与发育生物学研究所，中国
预计投入应用时间：5~10年内
简介：
CRISPR提供了一种简洁而精准的基因编辑工具，从而能够让培育更多抗病或抗旱的作物新品种创造便利。就在过去的这一年里，研究人员们已经证明经过这一技术处理的农作物基因组内不含有外源性基因成分，这一发现使其能够不受当前多种针对转基因作物制定的限制性法规规制，并消除消费者们针对转基因作物所持有的大部分疑虑。
三、语音交互技术
突破性技术：
将语音识别技术与自然语言理解相结合，从而在世界上最大的互联网市场创建一种有效的语音交互界面
重要意义：
通过打字输入文字进行交流费时费力，不够高效，语音技术将改变这一情况
主要研究机构：
- 百度，中国
- Google，美国
- Apple，美国
- Nuance，美国
- Facebook，美国
预计投入应用时间：已经推出
简介：
百度在语音识别技术上取得重要进展。该公司设立在美国硅谷的实验室发布了一款名为“深度语音2”（Deep Speech 2）的技术，该技术设置了一种深度神经网络，其能够将语音与海量的预先输入文字和词汇之间建立起联系，从而理解其语义。该款系统对语义的理解达到了令人惊异的程度。实际上，研究人员发现其有时候对于汉语普通话的理解能力甚至超过了人类。这项技术将大大提升人们运用智能手机的交流效率，从而将人们从键盘和触屏操作中解放出来。另外，这项技术对于中国中西部农村地区文化程度较低的居民使用智能手机也将是一个福音。
四、可重复使用的火箭
突破性技术：
火箭将不再是一次性使用的产品。在将载荷送入轨道之后，火箭将能够安全返回地面并准备用于下一次发射
重要意义：
通过火箭的重复利用，航天发射的成本将会被大大降低，这将极大促进航天领域的大发展
主要研究机构：
- 太空探索技术公司（SpaceX），美国
- 蓝色起源公司（Blue Origin），美国
- 联合发射联盟（United Launch Alliance），美国
预计投入应用时间：已经推出
简介：
人类进入航天时代以来，已经有数以千计的火箭被射向太空，这些火箭从来都是被作为一次性产品来看待的，它们一旦发射就是有去无回。但从2015年开始，这一情况开始改变：火箭发射，并将载荷送入轨道之后将重新返回发射台，稳稳地停放到它最初起飞的位置上。如果这一技术能够逐渐成熟并成功应用，那将大大降低航天发射的成本，从而在航天发射领域掀起一场革命。
五、能够相互学习的机器人
突破性技术：
机器人将能够学习，并将自己学习到的经验上传到云端，以供其他机器人分享
重要意义：
如果机器人不再需要个别编程，而是可以通过群体力量迅速达成学习和升级，那么机器人的能力将突飞猛进
主要研究机构：
-Ashutosh Saxena， Brain of Things公司（美国）
- Stefanie Tellex， 布朗大学（美国）
- Pieter Abbeel， Ken Goldberg， and Sergey Levine， 加州大学伯克利分校（美国）
- Jan Peters， 达姆施塔特工业大学（德国）
预计投入应用时间：3~5年
简介：
很多看似简单的工作，比如在仓库里堆放物品，照顾卧床不起的病患或者在前线协助士兵搬运物资等等，仍然没有办法完全让机器人来承担。原因很简单，机器人还无法胜任这样的灵活工作。人类之所以可以胜任，那是因为经过了一段被称作“童年”的漫长数据积累和学习时期，但机器人没有。一般的做法是通过编程来“教”机器人学会一些基本技能和方法。但是这样的效率太低。而现在，一个名为“百万物品挑战”（Million Object Challenge）的项目正在酝酿，科学家们希望让无数单个的机器人们在云端上传它们各自的技能，并与其他机器人分享，从而大大提升机器人的能力和进步速度。
六、DNA应用商店
突破性技术：
创立一种新的业态，使得DNA测序数据能够被更广泛的获取
重要意义：
人的基因组决定了很多重要信息，包括你一生中可能会患上哪些种类的疾病
主要研究机构：
- Helix（美国）
- Illumina（美国）
- Veritas Genetics（美国）
预计投入应用时间：今年
简介：
传统测序技术耗时已经大大缩短，新型设备不断出现，最新的基因测序技术已经能够在很短的时间内进行人类基因样本测试。但是唯一不足的就是昂贵的测试费用和数据利用率不高的问题。这需要一种新的商业模式。以Helix等为代表的几家公司创建了一种新的业态：一个基于遗传信息的应用商店。
这些公司的模式是：任何人都可以花费很少的一笔费用购买一份DNA应用，该应用能够采集用户的生物学样本并进行测序分析，最终将测试结果数字化并存储起来。这样软件开发者们便能够基于这些大数据开发各种应用。比如或许会有人开发一款10美元就可以下载的应用，它可以根据你的基因信息预测你10年后的模样，等等。Helix称之为“一次测序，重复利用”。
七、太阳城的“超级电池工厂”
突破性技术：
利用简化的低成本技术产生高效太阳能板
重要意义：
太阳能面板行业需要更加廉价且高效的产品，以便与化石能源相竞争
主要研究机构：
- SolarCity （美国）
- SunPower （美国）
- Panasonic （日本）
预计投入应用时间：2017年
简介：
在美国伊利湖畔的一座工业园区内，太阳能工业的未来正展露它的容颜。美国传奇企业家伊隆·马斯克旗下的公司“太阳城”（SolarCity）规划的布法罗工厂正在蓬勃建设中，目前已经快要接近完成了。这里将生产世界商业市场上能够购买到的效率最高的太阳能板产品。根据设计，这家工厂每天可以生产1万块太阳能板，每年的产量相当于10亿瓦特发电量，从而使其成为北美最大的太阳能板工厂，在世界范围内也是数一数二的，工程总耗资将达到7.5亿美元左右。
八、Slack软件
突破性技术：
替代电子邮件，且便于使用的办公交流工具
重要意义：
在很多工作场合，类似“饮水机效应”那样，让同事们相互之间能够顺畅聊天和沟通能够提升生产效率
主要研究机构：
- Slack
- Quip
- Hipchat
- Microsoft
预计投入应用时间：现在
简介：
这是一款适应移动通讯时代的软件，它正在迅速改变西方办公室的交流模式。这就是Slack，这款软件从2013年诞生以来，目前每天已经有超过200万活跃用户。
Slack能够让同事之间收发实时信息并创建聊天室，从而减少了使用电子邮件沟通的时间。不管你使用的是移动设备还是台式电脑，你都可以上传或下载文件，编辑和存储信息，或检索过去的对话。
九、特斯拉自动驾驶技术
突破性技术：
实现汽车在不同道路环境下的安全自动驾驶
重要意义：
每年由于人类操作失误而导致的车祸造成数以千计的人员伤亡，这项技术将大大降低这类风险
主要研究机构：
-Ford Motor
- General Motors
- Google
- Nissan
- Mercedes
- Tesla Motors
- Toyota
- Uber
- Volvo
预计投入应用时间：现在
简介：
马斯克旗下的另外一家公司特斯拉主要致力于电动汽车的研发。而在去年，特斯拉为其产品发布了一款名为“自动驾驶”（Autopilot）的软件包。
这款软件包升级之后的特斯拉汽车实际上几乎实现了类似飞机的那种自动驾驶。汽车将能够自主掌握行驶速度，调整方向甚至自动变道或停车。这是汽车自动驾驶技术方面的一次重要升级，为未来实现真正的完全自动化驾驶奠定基础。
十、从空气中汲取能量
突破性技术：
让无线设备能够从附近其他电子设备的信号中汲取能量
重要意义：
让小型无线电子设备摆脱电池和电源线的束缚
主要研究机构：
-华盛顿大学
-德州仪器公司
-马萨诸塞大学
预计投入应用时间：2~3年
简介：
即便的最小型的电子设备也需要在内部安装电池才能工作，这是一种常识。但是这样的情况将不会持续很久。一项最新技术能够让这些小型设备从临近的一些设备，如电视、收音机、手机或是路由器等设备产生的信号中接收能量的技术正在逐渐接近实用化。美国华盛顿大学的科学家们近期就展示了基于这项技术，因而不需要使用电池的温控器和运动探测器，甚至还有一台这样的相机。
预计投入应用时间：1~2年内
简介：
经过基因改造的免疫细胞正在挽救癌症患者的生命。这一切或许还仅仅是一个开始。人体内拥有天然对抗疾病感染的防线，那就是免疫系统。该系统包括多大十几种不同的细胞，其中就包括数种不同的T细胞。T细胞会攻击外来病毒并阻止癌变的发生，并且在实现以上这些功能的同时还能确保不会误伤自身的器官组织。T细胞甚至还有记忆功能，这也是我们注射疫苗来预防疾病的原理基础。通过TALENs或时兴的CRISPR等基因改造技术，对T细胞进行改造之后，便可以让T细胞去攻击特定的病变细胞，从而治疗某些疾病，如白血病。
二、植物的精准基因编辑
突破性技术：
能够在不引入外来DNA成分的前提下，实现对植物基因便捷而精准的编辑
重要意义：
我们需要更多的粮食产量才能满足全球不断增长的人口对食物的需求，预计到2050年，全球人口将超过100亿人
主要研究机构：
-塞恩斯伯里实验室和约翰英纳斯中心，英国
-国立首尔大学，韩国
-明尼苏达大学，美国
-中国科学院遗传与发育生物学研究所，中国
预计投入应用时间：5~10年内
简介：
CRISPR提供了一种简洁而精准的基因编辑工具，从而能够让培育更多抗病或抗旱的作物新品种创造便利。就在过去的这一年里，研究人员们已经证明经过这一技术处理的农作物基因组内不含有外源性基因成分，这一发现使其能够不受当前多种针对转基因作物制定的限制性法规规制，并消除消费者们针对转基因作物所持有的大部分疑虑。
三、语音交互技术
突破性技术：
将语音识别技术与自然语言理解相结合，从而在世界上最大的互联网市场创建一种有效的语音交互界面
重要意义：
通过打字输入文字进行交流费时费力，不够高效，语音技术将改变这一情况
主要研究机构：
- 百度，中国
- Google，美国
- Apple，美国
- Nuance，美国
- Facebook，美国
预计投入应用时间：已经推出
简介：
百度在语音识别技术上取得重要进展。该公司设立在美国硅谷的实验室发布了一款名为“深度语音2”（Deep Speech 2）的技术，该技术设置了一种深度神经网络，其能够将语音与海量的预先输入文字和词汇之间建立起联系，从而理解其语义。该款系统对语义的理解达到了令人惊异的程度。实际上，研究人员发现其有时候对于汉语普通话的理解能力甚至超过了人类。这项技术将大大提升人们运用智能手机的交流效率，从而将人们从键盘和触屏操作中解放出来。另外，这项技术对于中国中西部农村地区文化程度较低的居民使用智能手机也将是一个福音。
四、可重复使用的火箭
突破性技术：
火箭将不再是一次性使用的产品。在将载荷送入轨道之后，火箭将能够安全返回地面并准备用于下一次发射
重要意义：
通过火箭的重复利用，航天发射的成本将会被大大降低，这将极大促进航天领域的大发展
主要研究机构：
- 太空探索技术公司（SpaceX），美国
- 蓝色起源公司（Blue Origin），美国
- 联合发射联盟（United Launch Alliance），美国
预计投入应用时间：已经推出
简介：
人类进入航天时代以来，已经有数以千计的火箭被射向太空，这些火箭从来都是被作为一次性产品来看待的，它们一旦发射就是有去无回。但从2015年开始，这一情况开始改变：火箭发射，并将载荷送入轨道之后将重新返回发射台，稳稳地停放到它最初起飞的位置上。如果这一技术能够逐渐成熟并成功应用，那将大大降低航天发射的成本，从而在航天发射领域掀起一场革命。
五、能够相互学习的机器人
突破性技术：
机器人将能够学习，并将自己学习到的经验上传到云端，以供其他机器人分享
重要意义：
如果机器人不再需要个别编程，而是可以通过群体力量迅速达成学习和升级，那么机器人的能力将突飞猛进
主要研究机构：
-Ashutosh Saxena， Brain of Things公司（美国）
- Stefanie Tellex， 布朗大学（美国）
- Pieter Abbeel， Ken Goldberg， and Sergey Levine， 加州大学伯克利分校（美国）
- Jan Peters， 达姆施塔特工业大学（德国）
预计投入应用时间：3~5年
简介：
很多看似简单的工作，比如在仓库里堆放物品，照顾卧床不起的病患或者在前线协助士兵搬运物资等等，仍然没有办法完全让机器人来承担。原因很简单，机器人还无法胜任这样的灵活工作。人类之所以可以胜任，那是因为经过了一段被称作“童年”的漫长数据积累和学习时期，但机器人没有。一般的做法是通过编程来“教”机器人学会一些基本技能和方法。但是这样的效率太低。而现在，一个名为“百万物品挑战”（Million Object Challenge）的项目正在酝酿，科学家们希望让无数单个的机器人们在云端上传它们各自的技能，并与其他机器人分享，从而大大提升机器人的能力和进步速度。
六、DNA应用商店
突破性技术：
创立一种新的业态，使得DNA测序数据能够被更广泛的获取
重要意义：
人的基因组决定了很多重要信息，包括你一生中可能会患上哪些种类的疾病
主要研究机构：
- Helix（美国）
- Illumina（美国）
- Veritas Genetics（美国）
预计投入应用时间：今年
简介：
传统测序技术耗时已经大大缩短，新型设备不断出现，最新的基因测序技术已经能够在很短的时间内进行人类基因样本测试。但是唯一不足的就是昂贵的测试费用和数据利用率不高的问题。这需要一种新的商业模式。以Helix等为代表的几家公司创建了一种新的业态：一个基于遗传信息的应用商店。
这些公司的模式是：任何人都可以花费很少的一笔费用购买一份DNA应用，该应用能够采集用户的生物学样本并进行测序分析，最终将测试结果数字化并存储起来。这样软件开发者们便能够基于这些大数据开发各种应用。比如或许会有人开发一款10美元就可以下载的应用，它可以根据你的基因信息预测你10年后的模样，等等。Helix称之为“一次测序，重复利用”。
七、太阳城的“超级电池工厂”
突破性技术：
利用简化的低成本技术产生高效太阳能板
重要意义：
太阳能面板行业需要更加廉价且高效的产品，以便与化石能源相竞争
主要研究机构：
- SolarCity （美国）
- SunPower （美国）
- Panasonic （日本）
预计投入应用时间：2017年
简介：
在美国伊利湖畔的一座工业园区内，太阳能工业的未来正展露它的容颜。美国传奇企业家伊隆·马斯克旗下的公司“太阳城”（SolarCity）规划的布法罗工厂正在蓬勃建设中，目前已经快要接近完成了。这里将生产世界商业市场上能够购买到的效率最高的太阳能板产品。根据设计，这家工厂每天可以生产1万块太阳能板，每年的产量相当于10亿瓦特发电量，从而使其成为北美最大的太阳能板工厂，在世界范围内也是数一数二的，工程总耗资将达到7.5亿美元左右。
八、Slack软件
突破性技术：
替代电子邮件，且便于使用的办公交流工具
重要意义：
在很多工作场合，类似“饮水机效应”那样，让同事们相互之间能够顺畅聊天和沟通能够提升生产效率
主要研究机构：
- Slack
- Quip
- Hipchat
- Microsoft
预计投入应用时间：现在
简介：
这是一款适应移动通讯时代的软件，它正在迅速改变西方办公室的交流模式。这就是Slack，这款软件从2013年诞生以来，目前每天已经有超过200万活跃用户。
Slack能够让同事之间收发实时信息并创建聊天室，从而减少了使用电子邮件沟通的时间。不管你使用的是移动设备还是台式电脑，你都可以上传或下载文件，编辑和存储信息，或检索过去的对话。
九、特斯拉自动驾驶技术
突破性技术：
实现汽车在不同道路环境下的安全自动驾驶
重要意义：
每年由于人类操作失误而导致的车祸造成数以千计的人员伤亡，这项技术将大大降低这类风险
主要研究机构：
-Ford Motor
- General Motors
- Nissan
- Mercedes
- Tesla Motors
- Toyota
- Uber
- Volvo
预计投入应用时间：现在
简介：
马斯克旗下的另外一家公司特斯拉主要致力于电动汽车的研发。而在去年，特斯拉为其产品发布了一款名为“自动驾驶”（Autopilot）的软件包。
这款软件包升级之后的特斯拉汽车实际上几乎实现了类似飞机的那种自动驾驶。汽车将能够自主掌握行驶速度，调整方向甚至自动变道或停车。这是汽车自动驾驶技术方面的一次重要升级，为未来实现真正的完全自动化驾驶奠定基础。
十、从空气中汲取能量
突破性技术：
让无线设备能够从附近其他电子设备的信号中汲取能量
重要意义：
让小型无线电子设备摆脱电池和电源线的束缚
主要研究机构：
-华盛顿大学
-德州仪器公司
-马萨诸塞大学
预计投入应用时间：2~3年
简介：
即便的最小型的电子设备也需要在内部安装电池才能工作，这是一种常识。但是这样的情况将不会持续很久。一项最新技术能够让这些小型设备从临近的一些设备，如电视、收音机、手机或是路由器等设备产生的信号中接收能量的技术正在逐渐接近实用化。美国华盛顿大学的科学家们近期就展示了基于这项技术，因而不需要使用电池的温控器和运动探测器，甚至还有一台这样的相机。
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