2019年十大突破技術出爐:癌症疫苗上榜
2019年02月28日18:11

  2019年十大突破技術出爐:比爾·蓋茨作序,癌症疫苗上榜

  澎湃新聞見習記者 張唯 來源:澎湃新聞

  當地時間2月27日,《麻省理工科技評論》正式揭曉2019年“十大突破性技術”(10 Breakthrough Technologies),與往年不同的是,今年《麻省理工科技評論》邀請比爾·蓋茨作為客座評選人參與評選,並為榜單作序。

  作為全球新興科技領域的權威榜單,《麻省理工科技評論》“十大突破性技術”榜已有18年曆史。今年上榜的“十大突破性技術”分別是:靈巧機器人、核能新浪潮、早產預測、腸道探測藥片、定製癌症疫苗、人造肉漢堡、捕獲二氧化碳、可穿戴心電儀、無下水道衛生間和流利對話的 AI 助手。

  “就目前而言,能改變人類的技術創新都既能延長壽命,又能提高生活質量的,我選出的技術也是基於這兩個考量”,蓋茨在榜單的序言中介紹了他的選擇標準。他還表示,他所選出的技術,從預測早產的簡單血液測試,到能夠消滅致命病原體的廁所,都是未來拯救生命的強大武器。

  他同時為榜單上其他能夠改善人們生活的技術感到興奮,比如穿戴式健康監測設備會給心臟病人預警即將出現的問題,血糖檢測儀能幫糖尿病人時刻追蹤血糖指標、控製病情發展,先進的核反應堆能為世界提供無碳、安全、可靠的能源,人工智能助理甚至能幫忙人們把電子郵箱都整理好。

  比爾·蓋茨認為,“以上的美好生活,就是值得為之奮鬥的未來”。

  《麻省理工科技評論》2019年3-4期封面。 MIT Technology Review 官網 圖

  展望20 年後的“十大突破性技術”榜單,比爾·蓋茨希望上榜的都是以提升人類福祉為目標的技術,例如,探討人類的幸福感如何提升、人與人之間有意義的連接如何建立、怎樣才能幫助每個人都過上充實的生活等。

  據《麻省理工科技評論》編輯Gideon Lichfield介紹,編輯部曾為比爾·蓋茨提供20個可供選擇的突破性技術,但他幾乎全部拒絕了。最終出爐的這份榜單基本由比爾·蓋茨自行挑選,代表著奇特而樂觀的“蓋茨式信念”——“如果說,在過去,大多數技術突破是為了讓生命更長久,那麼在未來,大多數技術突破是為了讓生活更舒適。”

  需要指出的是,上述榜單中的不少技術都與比爾及梅琳達·蓋茨基金會的工作或者比爾·蓋茨的個人投資有關。對於這些利益衝突,編輯解釋稱,這種重合性正好能反映在蓋茨心目中,哪些技術將會給人類帶來最大的福祉,而這也正是他們向比爾·蓋茨尋求建議的原因所在。

  2018年上榜的“十大突破性技術”分別是:給所有人的人工智能、對抗性神經網絡、人造胚胎、“基因占卜”、傳感城市、巴別魚耳塞、完美的網絡隱私、材料的量子飛躍、實用型 3D 金屬打印機和零碳排放天然氣發電。

  以下是2019年“十大突破性技術”榜單的詳細內容:

  1.靈巧機器人

  重大意義:機器正在通過自我學習學會應對這個現實世界。如果機器人能學會應對混亂的現實世界,那麼它們就可以勝任更多的任務。

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

  成熟期:3-5年

  儘管人們一直在討論機器取代人類工作的話題,但目前工業機器人仍然表現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複著同一個動作,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,或將其替換成不同的零件,機器人的抓取過程就會變得十分笨拙甚至是直接抓空。

  現階段,我們還要取得更多的突破才能讓機器人變得更加靈活。但如果研究人員能夠很好地利用這種學習方法,未來的機器人將有望能夠學會組裝電子產品、將餐具擺入洗碗機里、甚至是能夠將臥床的人從床上扶起。

  2.核能新浪潮

  重大意義:先進的核聚變和核裂變反應堆正在走進現實。在減少碳排放和限製氣候變化的努力方面,核能的作用似乎正變得越來越不可或缺。

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

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

  在過去的一年中,新型核反應堆發展勢頭強勁,核能的使用將會變得更安全,成本也更低。新型反應堆的發展包括:顛覆了傳統設計的第四代核裂變反應堆、小型模塊化反應堆,以及似乎永遠也無法實現的核聚變反應堆。

  核聚變方面也有進展。雖然沒人指望可控核聚變技術會在 2030 年以前實現交付,但像 General Fusion 和 Commonwealth Fusion Systems 這樣的來自麻省理工學院的初創企業,正在取得一些積極進展。(比爾·蓋茨是泰拉能源和 Commonwealth Fusion Systems 的投資方。)

  3.早產預測

  重大意義:每年有 1500 萬嬰兒過早出生,這是 5 歲以下兒童死亡的主要原因、

  主要研究者:Akna Dx

  成熟期:可在 5 年內進入臨床測試。

  簡單的驗血可以預測孕婦是否有過早分娩的風險。我們的遺傳物質主要存在於細胞內。但是少量的“無細胞”DNA 和 RNA 也漂浮在我們的血液中,通常由垂死細胞釋放。在孕婦中,這些遊離的遺傳物質碎片來自胎兒、胎盤和母親的細胞。斯坦福大學的生物工程師 Stephen Quake 已經找到了一種方法來解決醫學界最棘手的問題之一:大約十分之一的嬰兒過早出生。

  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,醫生可以採取措施避免早產,並給予孩子更好的生存機會。Quake 說,血液檢測所運用的技術,快速,簡便,每次測量不到 10 美元。他和他的合作者已經創辦了一家創業公司 Akna Dx 將其商業化。

  4.腸道探測藥片

  重大意義:一種小型的、可吞嚥的設備,不使用麻醉也可以捕捉到腸道的詳細圖像,甚至在嬰兒和兒童體內也可以。這一設備使腸道疾病的探測和研究變得更為容易,其中包括使貧困地區的數百萬兒童發育不良的一種疾病。

  主要研究者:麻省總醫院(Massachusetts General Hospital)

  成熟期:目前在成人體內使用;嬰兒試驗將於2019年進行。

  麻省總醫院(MGH)的病理學家和工程師 Guillermo Tearney 研發了一種小型設備,這種設備能夠檢測環境性腸功能障礙(EED)的表現症狀,甚至可以進行組織活檢。

  與內窺鏡不同,它在基礎保健檢測過程中應用簡單。Tearney 的可吞嚥膠囊包括縮小版的顯微鏡。這些顯微鏡附在可彎曲的線型的繫繩上,這些繫繩為帶有顯示器、形似公文包的操縱台發送圖片時提供電和光。這使得醫療人員能在有異常的地方暫停,並在結束時將設備拉出來,給它消毒,並重複利用(這聽起來有點令人不適,但是 Tearney 的團隊已經研發出一種技術,據他們說,這種技術不會造成不適。)它還帶有以單細胞解像度拍攝消化道表面的技術,以及捕捉幾毫米深度的三維橫截面的技術。

  5.定製癌症疫苗

  重大意義: 通過識別各腫瘤的特異性突變,激發人體的天然防禦能力,從而對癌細胞進行針對性破壞。傳統化學療法對健康細胞有很大影響,而且對腫瘤的治療效果並不總是理想。

  主要研究者:BioNTech 、Genentech

  成熟期:已在臨床試驗

  目前,科學家正處於將首支個性定製疫苗商業化的關鍵時刻。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人體免疫系統對其進行識別,從而有效地阻止多種癌症的發生。

  更重要的是,與傳統化學療法不同,疫苗是通過使用人體的天然防禦系統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,在初始治療後,攻擊性免疫細胞將也會對遊離的癌細胞保持警惕。

  6.人造肉漢堡

  重大意義:實驗室培育的人造肉和植物製成的素肉,能在不破壞環境的情況下接近真實肉類的味道和營養價值。人造肉的出現,可以緩解畜牧業生產造成的毀滅性的森林砍伐、水汙染和溫室氣體排放。

  主要研究者:美國人造肉企業Beyond Meat

  成熟期:目前已經有成形的植物性素肉;2020年左右可研製成功實驗室人造肉。

  實驗室人造肉的過程,是從動物身上提取肌肉組織,然後放入生物反應器進行培育。雖然最終成品的口感可能有待提高,但外形上已經與我們正常吃的肉差不多了。荷蘭馬斯特里赫大學的研究人員已在為實驗室人造肉的量產而努力。他們認為,到明年,人造肉漢堡的生產成本可能都比牛肉漢堡還低。但人造肉也不完美,生產人造肉對環境到底有多大改善,我們還只能粗估。世界經濟論壇最近的一份報告說,生產實驗室人造肉的溫室氣體排放量也只比生產牛肉生產少大概 7%。

  7.捕獲二氧化碳

  重大意義:實用且經濟地從空氣中直接捕獲二氧化碳的方法,可以吸走超量排放的溫室氣體。從大氣中去除CO2可能是阻止災難性的氣候變化最後的可行方法之一。、

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

  成熟期:5到10年

  去年夏天,哈佛大學氣候科學家大衛·凱斯(David Keith)計算之後驚喜地發現,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字高出一個數量級,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年的時間,才有可能將成本降低到接近 100 美元的範圍。

  8.可穿戴心電儀

  重大意義: 隨著監管機構的批準和相關技術的進步,人們可以輕鬆通過可穿戴設備持續監測自己的心臟健康。可檢測心電圖的智能手錶可以預警如心房顫動等潛在的危及生命的心臟疾病。

  主要研究者:蘋果、AliveCor、Withings

  成熟期:現在

  隨著監管部門新法規的出台和軟、硬件的相關創新,心電監測智能手錶已經問世,它具有可穿戴設備的便利性,並且能夠提供接近醫療設備的精度。矽穀初創公司 AliveCor 推出了一款與蘋果手錶兼容的腕帶,該腕帶可以檢測出心房顫動,這是導致血栓和中風的常見原因。

  現階段的可穿戴心電圖監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。

  9.無下水道衛生間

  重大意義: 節能廁所可以在沒有下水道系統的情況下使用,並且可以就地分解糞便。23億人缺乏安全的衛生設施,並許多人因此死亡。

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

  成熟期:1-2年

  現在,研究人員正在努力開發一種新型廁所,這種廁所對發展中國家來說也足夠便宜,不僅可以處理糞便,還可以對其進行分解。

  2011 年,比爾·蓋茨提出重新發明廁所挑戰,並設立了 X 大獎。自從挑戰開始以來,有幾個團隊已經將設計的廁所原型投入使用。所有的糞便都是就地處理的,不需要用大量的水把它們送到遙遠的處理廠。

  10.流利對話的 AI 助手

  重大意義:捕捉單詞之間語義關係的新技術正在使機器更好地理解自然語言。人工智能助手現在可以執行基於對話的任務,如預訂餐廳或協調行李託運,而不僅僅是服從簡單命令。

  主要研究者:Google、阿里巴巴、亞馬遜

  成熟期:1-2 年後

  我們已經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鍾——但它們並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。它們只識別很小範圍的指令,稍遇偏差就很容易出錯。

  儘管人工智能程序能更好地找出你的需求,它們仍然不能理解一個完整的句子。腳本化或由統計生成的回答反映了向機器灌輸真正的語言理解是多麼困難。一旦我們解決了這個難題,我們也許會看到人工智能的另一種進化:從物流協調員到保姆、老師,甚至朋友。

  比爾·蓋茨為2019年“十大突破性技術”榜單所寫的序言:

  世界未來,盡在吾輩手中

  比爾·蓋茨

  能受邀成為到《麻省理工科技評論》2019年度“十大突破性技術”的首位客座評選人,我倍感榮幸。從眾多科技成果中優中選優並不容易。因為我希望我參與選出的技術,不僅是 2019 年的關注焦點,更能為整個科技史留下濃重的一筆。這也令我思考,科技創新是如何隨著時間的推移而演變的。

  說到改變世界的突破性技術,我第一個想到的,是犁。它完美代表了人類創新的曆史。早在公元前 4000 年,美索不達米亞的農民們就開始用磨尖了的棍子給土壤透氣。後來,經曆了漫長的修補和完善,我們終於看到了今天的犁,這一技術上的奇蹟。

  但犁到底有什麼用呢?犁,能用來創造:有了犁,我們能播撒更多種子,收穫更多糧食,有更多東西吃。可以毫不誇張地說,在那些缺乏食物的地方,犁就是人們多活幾年的保障。與古代、現代的很多技術一樣,犁能以更有效的方式創造更多東西,也讓更多人受益。

  實驗室人造肉類是我今年選出的十大突破性技術之一。與犁相比,在實驗室里培養動物蛋白並不是為了養活更多人。即便肉類需求上升,現在的家畜也已足夠養活全世界了。下一代蛋白質不是為了讓肉更多,而是為了讓肉更好。它讓我們在不助長森林砍伐或甲烷排放的前提下,更好地供給這個人口不斷增長、生活水平不斷提升的世界,讓我們不用殺害任何動物就能享用漢堡。

  換句話說,犁延長了我們的壽命,而實驗室中製造的肉類則改善了我們的生活質量。人類曆史中,我們的大部分創新都給了前者,我們的努力也取得了回報:全球人口預期壽命從 1913 年的 34 歲,1973 年的 60 歲,提高到了今天的 71 歲。隨著壽命的延長,我們的注意力也慢慢轉向生活幸福感的提升。如果我們把突破性技術分為增加物質滿足和提升生活質量兩類,你可能會覺得 2009 年的榜單好像和今年的沒什麼不同。因為人們關注點的改變和大多數進步一樣,非常漸進,難以察覺。整個過程需要幾十年而不是幾年 - 我相信,我們只是還在轉型的過程中。

  還要明確一件事,我認為人類短期內不會放棄對延長壽命的探索。我們離人人都能健康長壽這個目標還很遙遠,還要做出大量的創新。此外,我剛提到的“質”和“量”可以同時提升。舉例來說,有了瘧疾疫苗,兒童不再會因為瘧疾而發育遲緩,這是對孩子生命的拯救,也是對他們生活質量的提升。

  放在曆史的長河裡看,我們對時下的世界如此著迷,就是因為現在,增加物質滿足和提升生活質量可以一起實現。如果要我預測一下這個榜單幾年後的評選結果,我敢打賭,治療慢性病的技術將會是一大主題,我說的技術並不光是新的藥物(雖然我個人很想看到阿爾茨海默症等疾病的新藥上榜),還有能幫關節炎患者保持靈活的機械手套,能幫重度抑鬱患者得到所需治療的手機應用之類的創新。

  如果把眼光放得再遠一些,比如展望一下 20 年後的技術榜單,我希望上榜的幾乎都是以提升人類福祉為目標的技術。我認為未來的聰明人會關注更加形而上學的問題,比如說:人類的幸福感如何提升?人與人之間有意義的連接如何建立?怎樣才能幫助每個人都過上充實的生活?

  我很願意看到 2039 年的榜單是圍繞著這些問題展開的,因為這意味著那時的我們已經成功戰勝了疾病,還能應對氣候變化。這就是在我看來人類能取得的最大的進步。不過,就目前而言,能改變人類的技術創新都既能延長壽命,又能提高生活質量的,我選出的技術也是基於這兩個考量。這些技術從不同方面激勵我樂觀面對未來,希望它們也能對你有所啟發。

  我所選出的技術,從預測早產的簡單血液測試,到能夠消滅致命病原體的廁所,都是未來拯救生命的強大武器。我也為榜單上其他能夠改善我們生活的技術感到興奮,比如穿戴式健康監測設備,其中腕部心電儀會給心臟病人預警即將出現的問題,血糖檢測儀能幫糖尿病人時刻追蹤血糖指標,控製病情發展;先進的核反應堆能為世界提供無碳、安全、可靠的能源。

  我選出的技術中,還有一項甚至讓我們看到,未來的世界將會以實現個人價值為主要目標——它就是屬於每個人的人工智能助理,它甚至能幫你把電子郵箱都整理好。

  這聽起來可能沒什麼了不起,但是,當以往每天用來看電子郵件的 30 分鍾可以用來做別的,就給生命創造了很多其他可能性。我知道,有些人會用這些時間做更多工作,但我希望大多數人能在這段時間里和朋友喝喝咖啡,輔導一下孩子的功課,甚至是在社區里做做誌願者。

  我想,以上的美好生活,就是值得為之奮鬥的未來。

  (本文來自於澎湃新聞)

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