2020十大新兴技术揭晓！每一项都可能颠覆我们的生活
科技日报实习记者 张佳欣
全世界都在竞相研发新冠肺炎疫苗，而前景令人鼓舞，我们可能会在破纪录的时间内研发出疫苗。但在未来新冠疫情仍在蔓延的情况下，技术能帮助我们更快地实现目标吗?
世界经济论坛和《科学美国人》杂志本月10日共同发布的一份最新报告——《2020十大新兴技术》表明，答案是肯定的。
图片来源：《科学美国人》杂志
数字复制品是人类疫苗志愿者的高科技替代品，它可以使临床试验更快、更安全。但根据这份报告，数字复制品并不是唯一将撼动工业、医疗、交通等人类社会方方面面的创新。
这份报告揭示了2020年十大新兴技术——由世界经济论坛和《科学美国人》杂志召集的国际专家指导小组从75项技术提名中选出。
从电动飞机到可以“看见”拐角处物体的量子传感器，专家在筛选这十大新兴技术时称，这些技术必须有潜力超越现在，并在将来刺激社会和经济的进步。它们还必须足够新颖（也就是说，目前还没有被广泛使用），但很可能在未来三到五年内产生重大影响。
以下是报告选出的2020年十大新兴技术。
微针——实现无痛注射和抽血
这些细小的针头不超过一张纸的厚度和一根头发的宽度，却可以帮我们实现无痛注射和抽血。微针可以穿透皮却不会触碰神经末梢，并可以附着在注射器或贴片上，甚至可以混入乳膏中。从此，人们足不出户就可在家中完成抽血，然后可将血液样本送到实验室或当场进行分析。 此外，微针技术还能节约设备和人力成本，让医疗服务不足地区的人们更易获得医疗服务。
太阳能化学——将二氧化碳变废为宝
生产我们依赖的许多化学药品都需要化石燃料。但是一种新方法有望通过利用阳光将废二氧化碳转化为有用的化学物质来减少化石燃料的排放。近年来，研究人员开发了能打破二氧化碳中碳与氧之间抗性双键的光催化剂。这意味着我们朝建立“太阳能”精炼厂的方向迈出了关键第一步。 该精炼厂可从废气中生产有用的化合物，包括“平台”分子，这些分子可用作合成各种产品（如药品、洗涤剂、化肥和纺织品）的原料。
虚拟病人——代替真人临床试验
如果将真人替换为虚拟的人以使临床试验更快速、更安全的目标听起来很容易，那么其背后的科学原理却绝不简单：从人体器官的高分辨率图像中获取的数据被输入到控制器官功能机制的复杂数学模型中，然后，计算机算法进行解析得到方程，从而生成一个行为与真实器官一样的虚拟器官。这种虚拟器官或身体系统可以在最初的药物和治疗评估中取代真人，使评估过程更快、更安全、更便宜。
图片来源：视觉中国
空间计算——下一代的“大事件”
空间计算是将虚拟现实（VR）和增强现实（AR）应用程序整合在一起的物理和数字世界的下一个步骤。与VR和AR一样，它可以对通过云连接的对象进行数字化处理，使传感器和马达相互反应，并创建真实世界的数字表示形式。 如今它又增加了空间映射功能，使计算机“协调器”可以跟踪和控制人在数字或物理世界中移动时物体的运动和交互。该技术将为工业、医疗、交通和家庭中的人机交互方式带来新的发展方向。
数字医学——更好地诊断和治疗疾病
数字医学不会很快取代医生，但是监视病情或管理疗法的应用程序可以提高他们的护理水平，并为获得医疗服务机会有限的患者提供支持。许多智能手表已经可以检测出佩戴者的心律是否不规则，科学家正在研究类似可以帮助缓解患者呼吸障碍、抑郁、阿尔茨海默氏症等病症的工具。 含有传感器的药丸也正在研发中，这些药丸将数据发送到应用程序，以帮助检测体温、胃出血和癌性DNA等。
图片来源：视觉中国
电动航空——实现航空旅行脱碳
电力推进将使航空旅行减少碳排放，大幅削减燃料成本并降低噪音。从空客(Airbus)到NASA，许多组织都在研究这一领域的技术，尽管长途电动飞行可能仍遥遥无期，并且存在成本和监管方面的障碍，但这一领域仍有大量投资。大约有170个电动飞机项目正在开发中，主要用于私人、公司和通勤旅行。
低碳水泥——帮助应对气候变化
如今，全球每年生产约40亿吨水泥，而这一过程中燃烧化石燃料的排放量约占全球二氧化碳排放量的8％。随着未来30年城市化进程的加快，这一数字将增至50亿吨。研究人员和初创企业正在研究低碳方法，包括调整生产水泥过程中所用成分的平衡，采用碳捕获和存储技术以消除排放物，以及将水泥从混凝土中全部清除。
量子传感——让汽车“看见”拐角
想象一下可以“看见”拐角处物体的自动驾驶汽车，或可以监视人的大脑活动的便携式扫描仪。量子传感可以使这些想象成为现实。 量子传感器通过利用物质的量子性质，以极高的精确度进行操作，例如，将处于不同能量状态的电子之间的差异用作基本单位。这些系统大多数都是复杂且昂贵的，但是科学家正在开发更小、更实惠的设备，并将可能会开拓新的用途。
绿色氢气——填补可再生能源巨大空白
氢气燃烧时，唯一的副产品是水，而当通过可再生能源进行电解制氢时，氢气就变成“绿色”无污染的了。今年早些时候，有人预测，到2050年，绿色氢能源行业的潜在市场规模可能接近12万亿美元。 为什么？因为它可以通过帮助降低运输和制造业等部门的碳含量而在能源转型中发挥关键作用，而这些部门由于需要高能燃料而难以电气化。
图片来源：视觉中国
全基因组合成——或将改变细胞工程
设计基因序列所需技术的改进使打印越来越多的遗传物质和更广泛地改变基因组成为可能。这可以让人们深入了解病毒是如何传播的，或有助于生产疫苗和其他治疗方法。在未来，它可以帮助可持续地从生物质或废气中生产化学品、燃料或建筑材料。它甚至可以让科学家设计抗病原体的植物，或者让我们编写自己的基因组。 这为遗传病的治疗打开了新大门。
世界经济论坛称，将通过其技术先锋社区和全球未来理事会网络等工作，支持并帮助推动这种对经济增长和社会未来福祉至关重要的创新。
编辑：张爽
审核：管晶晶
2022年，你必须关注的22项新技术丨前哨
你好，这里是前哨。
我们即将道别2021，迎来充满未知但依旧令人憧憬的2022。
最近《经济学人》杂志发布了“世界展望2022”专题，提出了2022年值得关注的22项技术。
了解新兴技术很重要，因为历史上很多进入主流的新技术，都经历了很长一段时间的培育期。今天介绍的这22项技术或者概念，有的已经临近产业化，有的还处于实验室的概念阶段，我们也对新技术涉及的相关公司进行了整理和研究。
相信你了解这些技术会感到兴奋，因为各行各业都在被科技所影响，我们正迎来科技井喷的时代。
1.太阳辐射工程
理解这项技术很简单，地球变得太热的话，就需要给地球加一些遮挡，把太阳能消散掉。太阳辐射工程（Solar Geoengineering）就是这样的绿色能源技术。
哈佛大学计划在2022年启动一项研究项目，名为Scopex项目 ：把一个巨大的气球装置发射到平流层，释放两公斤的化学材料，测量它消散或者散射太阳能的效果。
2.空气源热泵技术
在冬天，建筑物取暖的能耗占到了全球能耗的四分之一，目前主要依赖煤炭、天然气和石油。热泵技术被视为有竞争力的新兴环保技术，与普通空调的区别是：
传统空调属于氟机，它的原理是以制冷剂（即氟利昂）进行液态转换；而热泵技术属于水系统，以热泵进行空气能量的直接转换。
旧金山的Gradient公司 开发的家庭热泵机，将在2022年大规模量产和交付，是目前能够同时提供制暖和制冷功能的公司之一。
3.氢动力飞机
理论上来说，氢动力飞机有一些动力电池不具备的优势，比如能够解决小型飞机的长距离供电问题。
荷兰的代尔夫特理工大学研发了一架双人座氢燃料飞机，将在2022年试飞；加州的ZeroAvia公司 计划完成一架20座飞机的试飞。另一家公司Universal Hydrogen 更为激进，准备在2022年9月试飞40座飞机。
Universal Hydrogen的40座飞机
4.二氧化碳捕获
全球变暖的罪魁祸首是二氧化碳，捕捉二氧化碳是很多公司的研发方向。很多公司在2022年有新计划：
加拿大的碳捕捉公司Carbon Engineering 正在德州建设世界上最大的碳捕捉工厂，每年的捕获量100万吨；
瑞士ClimeWorks 在冰岛建设碳捕捉工厂，掩埋二氧化碳，每年预计达到4000吨；美国Global Thermostat 计划建设两座工厂。
ClimeWorks的4000吨碳捕捉工厂
5.垂直农场
垂直农场利用LED照明，摆脱了地理位置的限制，可以建在离市中心更近的地方。
2022年，英国食品公司Jones Food 计划建设全球最大的垂直农场，占地一万平方米；美国AeroFarms、Nordic Harvest、Plenty公司 都在筹备垂直农场的大规模建设，种植的植物大多为绿叶蔬菜和香料，以及西红柿、辣椒和浆果等等，未来的一大挑战是降低成本。
Jones Food
6.集装箱帆船
供应链全球化时代，集装箱的使用率大大增加，也带来了海上用燃料不环保的问题。利用风能航行的帆船能够降低油耗。
2022年，法国米其林将推出更环保的集装箱帆船，预计可以减少20%油耗。意大利的Naos Design 也将为八艘集装箱海运轮船配备可旋转、可收叠的“风帆”。
Naos Design
7.VR健身
随着Oculus Quest 2出货量达到千万级别，一类应用火了起来，那就是VR健身。目前北美最流行的健身应用叫Supernatural ，玩家可以在里面通过紧张刺激的游戏来达到健身效果。据了解2022年，Meta公司还会推出更丰富的VR健身项目。
Supernatural
8.mRNA技术
mRNA技术最耀眼的明星企业就是Moderna 。Moderna不仅仅用它来研发新冠疫苗，预计2022年将有HIV疫苗实现重大突破。辉瑞和BioNTech 联合研制的针对疟疾的mRNA疫苗也会有新的进展。
9.3D打印植入物
3D打印植入物近几年发展很快，很多初创公司都在研发适用于人体的新材料，比如钛合金。
Particle3D公司 已经完成了猪和小鼠的动物实验，在完成移植后八周内，骨髓和血管与3D打印植入物进行了很好的融合。预计2022年将推出可被植入人体的骨骼。
Particle3D的3D打印植入物
10.飞行出租车
2022年是飞行汽车公司能否获得商业用途认证的重要时点。通过SPAC上市的Joby Aviation 计划推出十几架150英里续航的五座载人飞机；德国Volocopter 计划在2024年为巴黎奥运会提供空中出租车服务。
Joby Aviation
11.太空旅行
2021年，三家公司在太空旅行方面有亮眼表现：查德·布兰森创立的维珍银河、杰夫•贝索斯创立的蓝色起源、马斯克的SpaceX。
这三家公司都计划在2022年把更多游客送上太空。维珍银河已经正式宣布将在2022年第四季度开始商业服务。
12.送货无人机
送货无人机将在2022年实现更广泛的推动。Manna公司 目前在爱尔兰试点，谷歌旗下子公司Wing 已经在美国、澳大利亚和芬兰进行小范围的送货服务，保加利亚的初创公司Dronamics 已经在39个欧洲机场之间运货，这些公司提供的无人机送货服务范围还会进一步扩大。
Dronamics公司
13.静音超音速飞机
传统超音速飞机的特点是噪音太大了，美国NASA 开发的静音超音速飞机X-59 Quest将首次试飞。根据NASA的说法，这款飞机的噪音只有传统超音速飞机的八分之一。
X-59 Quest
14.3D打印房子
2022年，公布了3D打印房子计划的公司主要有两家：
加州的Mighty Buildings 将在美国加州的一座小城完成15套3D打印房子的建造工程；德州的ICON 计划在奥斯汀建设100套3D打印住宅，是所有3D打印房子项目中规模最大的。
3D打印社区
15.睡眠科技
现代人工作节奏越来越忙，科技公司开始推出针对改善睡眠的产品或服务，包括谷歌、亚马逊 都推出了跟踪睡眠质量的可穿戴，飞利浦公司 推出了模拟阳光的闹钟，据说比声音唤醒的效果更好，对人体也更健康。
16.个性化营养
针对不同人群提供的个性化营养方案的app将在2022年继续流行。智能手机、可穿戴手表会结合AI机器学习算法、对血液和生理指标的检测、健身跟踪数据等等，为消费者提供更精准的营养健康方案。
17.可穿戴持续监测
人们会越来越接受“治未病”的理念，也就是提前预防，而前提就是24小时不断的持续跟踪和监测。
2022年，Apple Watch将推出更多的健康检测功能，最有可能的是实现血液中葡萄糖和酒精含量的检测，以及血压和体温。
给Apple Watch提供传感器的公司叫Rockley Photonics ，是一家专注于医疗技术的光学公司。2021年苹果已经给Rockley支付了7000万美元的合作费用，是其最大的客户。
18.元宇宙（The metaverse）
2022年，元宇宙概念还会持续火，视频、游戏和社交网络将真正开始融合，给用户带来更身临其境的体验。
19.量子计算
衡量量子计算能力的指标是量子比特数。IBM公司 计划在2022年推出433个量子比特的计算机，2023年达到1000比特。英伟达 也推出了专门针对量子计算研究的计算平台CuQuantum。
理论上来说，量子计算可以在快速处理密码学、化学和金融中涉及的计算，不过现在还处于早期阶段。
20.虚拟网红
与人类网红相比，虚拟网红有更多的优势，比如不会疲惫，不会有丑闻，也不会变老。在元宇宙概念热下，2022年一大波虚拟网红正在袭来。
现在海外点赞量最高的虚拟网红是一位19岁的巴西裔美国女孩Miquela Sousa，在Ins上拥有300万粉丝。有一家运营虚拟网红的公司叫cosmiq universe ，他们将在2022年2月推出一位虚拟歌手Aya Stellar，开启造星之路。
21.脑机接口
马斯克在12月接受《华尔街日报》的时候透露，脑机接口公司Neuralink 将在2022年开始进行人类试验，帮助瘫痪人士重新站起来。
另一家公司Synchron 已经经过FDA批准开始进行人体试验，把神经假体通过颈部血管植入大脑。另外还在探索神经系统疾病的治疗，包括癫痫、抑郁症和高血压。
22.人造肉
截至2021年12月，全球大约有70家公司在进行生物培育肉的研究（非植物肉），也就是利用动物的细胞培育出肉类。培育肉公司Eat Just已经获得了新加坡许可，开设了第一家人造肉工厂。
其它在2022年有新动作的人造肉公司，有以色列的SuperMeat ，宣称在明年推出人造鸡肉，据说2018年成本为2500美元，而2021年成本降到了10美元；
加州的人造鱼公司Finless Foods 推出的人造金枪鱼肉，每公斤培育成本从2017年的66万美元降到了440美元，目前正在走获批销售的流程。
Finless Foods研究人员展示人造金枪鱼
相关问答
新型环保装修建材
装修材料家庭装修中常用的涂料有乳胶漆涂料、水溶性涂料、多彩涂料等三种。这三类涂料的构成成分以及外观效果都是不一样的。1、乳胶漆涂料...
