《麻省理工科技評論》前段時間揭曉揭曉了 2019 年“全球十大突破性技術”（10 Breakthrough Technologies）。自 2001 年起，《麻省理工科技評論》每年都會評選出當年的“十大突破性技術”，這份在全球科技領域舉足輕重的榜單曾精準預測了腦機接口、智能手表、癌癥基因療法、深度學習等諸多熱門技術的崛起。

今年是《麻省理工科技評論》創(chuàng)刊 120 周年，意義重大，編輯部特別邀請了比爾·蓋茨來挑選今年的十大突破性技術，因此這張榜單也帶有很強烈的“蓋茨風格”，顯得非常樂觀。

談到評選原則時，蓋茨說，他希望自己選出的技術，不僅是2019科技界最關注的焦點，還能體現(xiàn)出科技創(chuàng)新的演變軌跡。什么軌跡呢？用蓋茨的話來說就是：科技創(chuàng)新的方向，正在從全力延長人類壽命，慢慢轉(zhuǎn)變成提升人類生活品質(zhì)。

這份榜單包括靈巧機器人、核能新浪潮、早產(chǎn)預測、腸道顯微膠囊、定制癌癥疫苗、人造肉漢堡、捕獲二氧化碳、可穿戴心電儀、無下水道衛(wèi)生間、流利對話的AI助手共 10 大突破性技術。

靈巧機器人

成熟期：3-5年

主要研究者：OpenAI（人工智能非營利組織）、卡內(nèi)基梅隆大學、密歇根大學、加州大學伯克利分校

技術突破：和以往需要事先針對抓取物體進行編程的工業(yè)機器人不同，靈巧機器人可以通過模擬實驗，以及不斷試錯，學會自己操縱現(xiàn)實中的任何一個物體。

盡管人們一直在討論機器取代人類工作的話題，但目前工業(yè)機器人仍然表現(xiàn)得較為笨拙且靈活性欠佳。雖然機器人可以在裝配線上不厭其煩地重復著同一個動作，同時還能保持超高的精度，但哪怕目標物體被稍微移動了一點，或?qū)⑵涮鎿Q成不同的零件，機器人的抓取過程就會變得十分笨拙甚至是直接抓空。

而目前人工智能領域的專家正在全力攻克這個問題，希望機器人能像人一樣，更靈活地完成任務。人工智能非營利組織OpenAI、卡內(nèi)基梅隆大學、密歇根大學、加州大學伯克利分校都是這個領域的先行者。

OpenAI設計了一個機器人訓練系統(tǒng)，這個系統(tǒng)先把機器人放在虛擬環(huán)境中訓練，再把它們投放到現(xiàn)實世界里進行實踐。這些機器人不僅能夠在流水線上靈活地處理工作、安裝精密的電子產(chǎn)品，還能極大地改善人們的生活。比如說能為你做家務、 甚至能扶臥床的人起床。不過，我們可能還需要再等3到5年，這項技術才能成熟。

核能新浪潮

成熟期：新型核裂變反應堆到 2020 年代中期有望實現(xiàn)大規(guī)模應用；核聚變反應堆仍需至少十年時間。

主要研究者：陸地能源（Terrestrial Energy）、泰拉能源（TerraPower）、紐斯凱爾（NuScale）、General Fusion

技術突破：新型核裂變反應堆，顛覆了傳統(tǒng)設計的第四代核裂變反應堆、小型模塊化反應堆，還有似乎永遠也無法實現(xiàn)的核聚變反應堆，都得到了重大技術突破。

在過去的一年中，新型核反應堆發(fā)展勢頭強勁，核能的使用將會變得更安全，成本也更低。核能新浪潮（New-wave nuclear power）指的是利用各種新型核能技術來發(fā)電的技術趨勢。

隨著技術的發(fā)展，核能將會成為一種更安全、成本更低、發(fā)電效率更高，同時又能極大程度減少碳排放的能源，在能源領域具有突出的綜合優(yōu)勢。

早產(chǎn)預測

成熟期：可在 5 年內(nèi)進入臨床測試。

主要研究者：Akna Dx

技術突破：最新技術通過檢測和分析血液中的細胞遺傳物質(zhì)，篩選出與早產(chǎn)有關的七種基因表達的波動，最終可以快速、簡便地預測早產(chǎn)兒，目前每次測量成本不到10美元。

單的驗血可以預測孕婦是否有過早分娩的風險。我們的遺傳物質(zhì)主要存在于細胞內(nèi)。在過去幾年中，研究人員開始通過從血液中檢測腫瘤細胞的 DNA，以及通過血液檢測對孕婦進行唐氏綜合癥等疾病的產(chǎn)前篩查。這些檢測依賴于尋找 DNA 中的基因突變。另一方面，RNA 是調(diào)節(jié)基因表達的分子物質(zhì)，能夠決定從基因中產(chǎn)生多少蛋白質(zhì)。

通過對母親血液中的自由漂浮的 RNA 進行測序，Quake 篩選出與早產(chǎn)有關的七種基因表達的波動。這讓他可以識別可能過早分娩的女性。一旦被警告，醫(yī)生可以采取措施避免早產(chǎn)，并給予孩子更好的生存機會。

腸道顯微膠囊

成熟期：目前在成人體內(nèi)使用；嬰兒試驗將于2019年進行。

主要研究者：麻省總醫(yī)院

技術突破：麻省總醫(yī)院(MGH)的病理學家和工程師研發(fā)了一種可吞咽的裝置，可以對消化道進行成像，也能檢測出EED的表現(xiàn)癥狀，甚至可以進行組織活性檢查。

腸道顯微膠囊（Gut probe in a pill）是一種消化道檢測設備。在做檢測時，患者像吃藥一樣把膠囊裝置吞下去，然后醫(yī)療人員再把膠囊拉回來。在這個過程中，膠囊里安裝的顯微鏡和攝像裝置，就能對患者的整個消化道進行精密拍攝。

和以往消化道檢測用的內(nèi)窺鏡不同的是，使用內(nèi)窺鏡檢測，需要先給患者注射麻醉劑，而這種腸道顯微膠囊就不需要，它不會為患者帶來痛苦，連兒童甚至嬰兒都可以使用。這種醫(yī)療設備已經(jīng)在成年人中投入使用了，兒童應用試驗將在今年開始。

定制癌癥疫苗

成熟期：已在臨床試驗

主要研究者：BioNTech 、Genentech

技術突破：該技術通過識別腫瘤細胞特有的突變，利用身體的自然防御系統(tǒng)，可以在不傷及正常細胞的情況下消滅癌細胞。

目前，科學家正處于將首支個性定制疫苗商業(yè)化的關鍵時刻。如果其效果真如預期的話，該疫苗就的確能夠通過腫瘤獨特的突變觸發(fā)人體免疫系統(tǒng)對其進行識別，從而有效地阻止多種癌癥的發(fā)生。

更重要的是，與傳統(tǒng)化學療法不同，疫苗是通過使用人體的天然防御系統(tǒng)來選擇性地破壞腫瘤細胞的，對健康細胞的損害較有限。此外，在初始治療后，攻擊性免疫細胞將也會對游離的癌細胞保持警惕。在人類基因組計劃完成五年后的 2008 年，當遺傳學家公布了癌細胞的第一個序列時，這種疫苗的誕生就不再是天方夜譚了。

人造肉漢堡

成熟期：目前已經(jīng)有成形的植物性素肉；2020年左右可研制成功實驗室人造肉。

主要研究者：美國人造肉企業(yè)Beyond Meat

技術突破：以植物為原料，已經(jīng)可以培養(yǎng)出接近真實肉類味道和營養(yǎng)價值的人造肉組織。

簡單來說，人造肉有兩種類型，一種是利用細胞技術來生產(chǎn)人造肉，比如說用牛細胞來生產(chǎn)肉丸；還有一種是利用生化技術，把植物變成肉。人造肉漢堡被看好的首要理由，是它能減少由畜牧業(yè)造成的碳排放。

捕獲二氧化碳

成熟期：5到10年

主要研究者：Carbon Engineering、Climeworks、Global Thermostat

技術突破：捕獲、吸收空氣中的二氧化碳，每噸成本不到100美元。

即使我們降低目前的二氧化碳排放速度，溫室氣體造成的變暖效應依然會持續(xù)數(shù)千年之久。為防止氣溫攀升至危險范圍，聯(lián)合國氣候變化委員會當前得出的結論是，在本世紀，全世界將需要從大氣中去除高達 1 萬億噸的二氧化碳。

去年夏天，哈佛大學氣候科學家大衛(wèi)·凱斯（David Keith）計算之后驚喜地發(fā)現(xiàn)，一種叫做直接空氣捕獲（Direct Air Capture，DAC）的方法，理論上可以將機器捕集二氧化碳的成本降低到每噸 100 美元以下。先前估計的成本要比這個數(shù)字高出一個數(shù)量級，因而許多科學家曾認為這項技術太過昂貴，不具備可行性。不過，直接空氣捕獲仍需至少數(shù)年的時間，才有可能將成本降低到接近 100 美元的范圍。

可穿戴心電儀

成熟期：現(xiàn)在

主要研究者：蘋果、AliveCor、Withings

技術突破：一種可穿戴設備，能夠真正診斷心臟病。

去年，蘋果發(fā)布了帶有心電圖 (ECG) 功能的 Apple Watch，并且該功能已經(jīng)通過 FDA 認證。隨后，健康設備公司 Withings 也宣布計劃發(fā)布一款配有心電圖功能的手表?，F(xiàn)階段的可穿戴心電圖監(jiān)測設備仍然只有一個傳感器，而真正的心電圖設備則有 12 個傳感器。目前還沒有任何一種可穿戴設備能夠診斷心臟病。

但這種情況可能很快就會改變。去年秋天，AliveCor 就一款應用程序和雙傳感器系統(tǒng)向美國心臟協(xié)會 (American Heart Association) 提交了初步審查，據(jù)稱該系統(tǒng)可以檢測到某種類型的心臟病。

無下水道衛(wèi)生間

成熟期：1-2年

主要研究者：杜克大學、南佛羅里達大學、Biomass Controls、加州理工學院

技術突破：一個獨立的節(jié)能環(huán)保衛(wèi)生間，可以在沒有下水道系統(tǒng)的情況下運行，并在現(xiàn)場處理廢物。

顧名思義，無下水道衛(wèi)生間（Sanitation without sewers）指的是沒有下水道，能夠直接自動處理排泄物的廁所。目前，杜克大學、南佛羅里達大學、加州理工學院等院校都設計出了無下水道衛(wèi)生間的模型，但核心問題是如何降低成本，進行大規(guī)模生產(chǎn)。等到這個技術完全成熟、投入大規(guī)模應用，可能還需要1到兩年的時間。

流利對話的 AI 助手

成熟期：1-2 年后

主要研究者：谷歌、阿里巴巴、亞馬遜

技術突破：AI助手現(xiàn)在可以執(zhí)行一些基于會話場景的任務，例如預訂餐廳，預訂或協(xié)調(diào)收發(fā)包裹，而不是僅僅遵循簡單的命令。

我們已經(jīng)習慣了人工智能助手——Alexa 在客廳里播放音樂，Siri 在你的手機上為你定鬧鐘——但它們并沒有真正做到所謂的智能。它們本應簡化我們的生活，但卻收效甚微。它們只識別很小范圍的指令，稍遇偏差就很容易出錯。

但最近的一些進展將增加你的數(shù)字助理的功能。2018 年 6 月，OpenAI 的研究人員開發(fā)了一種技術，可以在未標記的文本上訓練人工智能，以減少人工對數(shù)據(jù)進行分類標記時花費的成本和時間。

這些改進加上更好的語音合成系統(tǒng)，讓我們從簡單的向人工智能助手下指令轉(zhuǎn)向與它們交談。它們將能夠處理日?，嵤?，如做會議記錄、查找信息或網(wǎng)上購物。這樣的人工智能助手已經(jīng)面世，如谷歌助手的逆天升級版谷歌 Duplex，可以幫你接聽電話，甚至過濾掉垃圾郵件及電話推銷。它還可以打電話幫你預約餐廳或沙龍。但要等到它完全成熟，還需要1到2年。

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