信息來(lái)源：智能制造APP         文章整理：市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)部        2018年9月30日

作為全球最為著名的技術(shù)榜單之一，《麻省理工科技評(píng)論》全球十大突破性技術(shù)具備極大的全球影響力和權(quán)威性，至今已經(jīng)舉辦了18年。每年上榜的技術(shù)突破，有的已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)中得以應(yīng)用，有的還尚需時(shí)日，但注定將在未來(lái)對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)生活產(chǎn)生重大影響，甚至?xí)氐赘淖冋麄€(gè)社會(huì)面貌。

下面是MIT發(fā)布的2018年全球十大突破性技術(shù)榜單及解讀，供大家參考：

入選理由：新型設(shè)備首次讓 3D 打印金屬零部件成為實(shí)用型技術(shù)

技術(shù)突破：3D 金屬打印機(jī)實(shí)現(xiàn)了低成本快速金屬物體打印

重大意義：按需打印大型復(fù)雜金屬物體的能力將為制造業(yè)帶來(lái)變革

主要研究者：Markforged、Desktop Metal、GE等

成熟期：現(xiàn)在

3D打印的發(fā)展已有幾十年時(shí)間。但到目前為止，3D打印仍主要用于制造一次性的原型產(chǎn)品。如果希望使用除塑料以外的其他材料，例如金屬去打印，不僅成本高昂，且速度很慢。

不過(guò)目前，3D金屬打印的成本正越來(lái)越低，并逐漸成為一種制造實(shí)際零件的方法。如果得到廣泛普及，那么將改變大批量產(chǎn)品生產(chǎn)的方式。

從短期來(lái)看，制造商將不再需要維護(hù)大量庫(kù)存。對(duì)于汽車(chē)零配件這樣的商品，在有需要的時(shí)候直接打印即可。

從長(zhǎng)期來(lái)看，大批量生產(chǎn)少數(shù)幾種零配件的大型工廠(chǎng)可能會(huì)被規(guī)模較小、更能適應(yīng)客戶(hù)需求變化的工廠(chǎng)所取代。

3D金屬打印可以制造出重量更輕、強(qiáng)度更高的部件，獲得傳統(tǒng)方法難以做到的復(fù)雜形狀，并對(duì)金屬微結(jié)構(gòu)進(jìn)行更精確的控制。2017年，來(lái)自勞倫斯利沃莫國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員宣布，已開(kāi)發(fā)出一種3D打印方法，能制造出強(qiáng)度達(dá)到傳統(tǒng)工藝兩倍的不銹鋼。

同樣在2017年，來(lái)自波士頓的3D打印公司Markforged發(fā)布了首款價(jià)格不到10萬(wàn)美元的3D金屬打印機(jī)。

另一家波士頓創(chuàng)業(yè)公司Desktop Metal于2017年推出了金屬打印原型設(shè)備。該公司計(jì)劃銷(xiāo)售用于實(shí)際產(chǎn)品生產(chǎn)的大型機(jī)器，其生產(chǎn)速度比傳統(tǒng)金屬打印方法快100倍。

金屬零配件的打印正變得更容易。Desktop Metal目前提供的軟件可以生成適合3D打印的設(shè)計(jì)。用戶(hù)只需告知軟件希望打印的物體參數(shù)，軟件即可生成適合打印的計(jì)算機(jī)模型。

通用電氣長(zhǎng)期以來(lái)一直在其航空產(chǎn)品中使用3D打印技術(shù)。該公司正在測(cè)試新的金屬打印機(jī)，速度足以打印大型配件。該公司計(jì)劃于2018年銷(xiāo)售這款打印機(jī)。

入選理由：科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)始通過(guò)干細(xì)胞制造胚胎

技術(shù)突破：在不使用卵細(xì)胞或精子細(xì)胞的情況下，研究人員僅從干細(xì)胞中就可以培育出類(lèi)似胚胎的結(jié)構(gòu)，為創(chuàng)造人造生命提供了一條全新的途徑

重要意義：人造胚胎將為研究人員研究人類(lèi)生命神秘起源提供更方便的工具，但該技術(shù)正在引發(fā)新的生物倫理爭(zhēng)議

主要研究者：劍橋大學(xué)、密歇根大學(xué)、洛克菲勒大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院等

成熟期：現(xiàn)在

英國(guó)劍橋大學(xué)的胚胎學(xué)家在一項(xiàng)突破性研究中重新定義了如何創(chuàng)造生命。他們利用單個(gè)干細(xì)胞培育出了逼真的小鼠胚胎。沒(méi)有用到卵子或精子，只是利用從另一個(gè)胚胎中提取的細(xì)胞。

研究者將這些細(xì)胞小心放在三維支架上并觀察。這些細(xì)胞相互之間交流，并排列成幾天大的小鼠胚胎的形狀。

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人麥格德萊娜·澤爾尼卡-格茨（Magdelena Zernicka-Goetz）表示：“我們知道，干細(xì)胞的強(qiáng)大潛力很像是魔法。但我們沒(méi)有意識(shí)到，它們可以如此漂亮完美地進(jìn)行自組織?！?

澤爾尼卡-格茨表示，這個(gè)“合成”胚胎可能不會(huì)發(fā)育成為小鼠。但盡管如此，這仍然表明，我們可以不需要卵細(xì)胞就能培育出哺乳動(dòng)物。

這還不是澤爾尼卡-格茨的目標(biāo)。她想要研究，早期胚胎細(xì)胞如何發(fā)揮出特殊作用。她表示，下一步是利用人類(lèi)干細(xì)胞去培育人造胚胎。密歇根大學(xué)和洛克菲勒大學(xué)也在從事這方面的研究。

人工智能合成的人類(lèi)胚胎將給科學(xué)家們帶來(lái)福音，幫助他們理解人體早期發(fā)育的每個(gè)過(guò)程。而由于這些胚胎來(lái)自易于操作的干細(xì)胞，因此實(shí)驗(yàn)室中可以使用各種工具，例如基因編輯工具，在它們的生長(zhǎng)過(guò)程中開(kāi)展研究。

然而，人工胚胎帶來(lái)了倫理問(wèn)題。如果這樣的胚胎與真實(shí)胚胎難以區(qū)分，那么情況會(huì)是什么樣？在胚胎感到疼痛之前，它們能在實(shí)驗(yàn)室里成長(zhǎng)多久？生物倫理學(xué)家認(rèn)為，在科學(xué)競(jìng)賽開(kāi)始之前，我們需要首先解決這些問(wèn)題。

入選理由：Alphabet 旗下的 Sidewalk Labs 計(jì)劃創(chuàng)建一個(gè)高科技社區(qū)來(lái)重新思考到底應(yīng)該如何建設(shè)和運(yùn)營(yíng)一座城市

技術(shù)突破：多倫多的一個(gè)街區(qū)有望成為全球首個(gè)成功將尖端城市設(shè)計(jì)與前沿科技融合在一起的地方

重大意義：智慧城市會(huì)讓都市地區(qū)變得更加可負(fù)擔(dān)、宜居、環(huán)保

主要研究者：Alphabet 旗下的 Sidewalk Labs、多倫多 Waterfront、阿里巴巴等

成熟期：項(xiàng)目 2017 年 10 月對(duì)外公布，預(yù)計(jì)在 2019 年開(kāi)始施工建設(shè)

許多智慧城市計(jì)劃正不斷延期，目標(biāo)也在不斷縮小，或者只能覆蓋富豪人群。多倫多的新項(xiàng)目Quayside希望扭轉(zhuǎn)這種失敗的模式。該項(xiàng)目計(jì)劃從頭開(kāi)始思考城市社區(qū)，圍繞最新的數(shù)字技術(shù)重建社區(qū)。

這一項(xiàng)目于2017年10月公布，具體建設(shè)將從2019年開(kāi)始。來(lái)自紐約、Alphabet旗下的Sidewalk Labs正在與加拿大政府就這一項(xiàng)目展開(kāi)合作，項(xiàng)目計(jì)劃在多倫多的海濱工業(yè)區(qū)進(jìn)行。

項(xiàng)目的目標(biāo)之一是，利用龐大的傳感器網(wǎng)絡(luò)收集空氣質(zhì)量、噪音水平、人口活動(dòng)等多種數(shù)據(jù)，隨后指導(dǎo)設(shè)計(jì)、政策和技術(shù)決策。

這樣的計(jì)劃要求所有車(chē)輛都實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，并進(jìn)入共享出行平臺(tái)。機(jī)器人會(huì)從事瑣碎的雜務(wù)，例如遞送郵件。Sidewalk Labs表示，將開(kāi)放對(duì)該公司軟件和系統(tǒng)的訪(fǎng)問(wèn)，讓其他公司可以在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)服務(wù)，就像第三方為智能手機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用一樣。

該公司計(jì)劃密切監(jiān)控公共基礎(chǔ)設(shè)施，這引發(fā)了對(duì)數(shù)據(jù)管理和隱私保護(hù)的擔(dān)憂(yōu)。不過(guò)Sidewalk Labs表示，可以通過(guò)與社區(qū)和當(dāng)?shù)卣暮献鱽?lái)解除這些擔(dān)憂(yōu)。
Sidewalk Labs城市系統(tǒng)規(guī)劃負(fù)責(zé)人利特·阿加瓦拉（Rit Aggarwala）表示：“我們?yōu)镼uayside所做的不同之處在于，這個(gè)項(xiàng)目不僅雄心勃勃，也有一定的人文關(guān)懷?！边@或許有助于Quayside避免重蹈以往智慧城市計(jì)劃的覆轍。

負(fù)責(zé)Quayside開(kāi)發(fā)的政府機(jī)構(gòu)Waterfront Toronto表示，其他北美城市也在與Sidewalk Labs聯(lián)系，希望成為下一個(gè)合作的城市。該機(jī)構(gòu)CEO威爾·福萊西格（Will Fleissig）表示：“舊金山、丹佛、洛杉磯和波士頓都已經(jīng)致電，希望獲得介紹?！?

05 對(duì)抗的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

入選理由：兩個(gè) AI 系統(tǒng)通過(guò)玩“貓捉老鼠”游戲來(lái)獲得想象

技術(shù)突破：兩個(gè) AI 系統(tǒng)可以通過(guò)相互對(duì)抗來(lái)創(chuàng)造超級(jí)真實(shí)的原創(chuàng)圖像或聲音，而在此之前，機(jī)器從未有這種能力

重大意義：這給機(jī)器帶來(lái)一種類(lèi)似想象力的能力，因此可能讓它們變得不再那么依賴(lài)人類(lèi)，但也把它們變成了一種能力驚人的數(shù)字造假工具

主要研究者：Google Brain、DeepMind、英偉達(dá)、中科院自動(dòng)化所、百度、阿里巴巴、騰訊、商湯科技、依圖科技、云從科技、曠視科技等

成熟期：現(xiàn)在

人工智能非常擅長(zhǎng)識(shí)別物體。在100萬(wàn)張照片中，它可以準(zhǔn)確指出哪張照片中有行人正在過(guò)馬路。然而，人工智能并不適合繪制一張圖片，顯示有行人正在過(guò)馬路。如果能做到這一點(diǎn)，那么人工智能就能創(chuàng)造出非常逼真的模擬環(huán)境，讓無(wú)人駕駛汽車(chē)在這樣的模擬環(huán)境中訓(xùn)練。

問(wèn)題在于，創(chuàng)造新東西需要想象力，而想象力是人工智能所不擅長(zhǎng)的。

2014年，蒙特利爾大學(xué)博士生伊安·古德費(fèi)羅（Ian Goodfellow）在一家酒吧的學(xué)術(shù)辯論中首先想到了這個(gè)解決方案，這被稱(chēng)作“生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)”（GAN）。GAN讓兩個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在數(shù)字版的“貓鼠游戲”中相互對(duì)抗。

兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)都使用相同的數(shù)據(jù)集去訓(xùn)練。其中一個(gè)名為“生成器”，任務(wù)是利用所看到的圖像去創(chuàng)建不同版本，例如3只手的人。而另一個(gè)名為“鑒別器”，任務(wù)是識(shí)別所看到的圖像是否是生成器制造的假圖像。

通過(guò)這樣的過(guò)程，生成器將非常善于產(chǎn)生圖像，導(dǎo)致鑒別器無(wú)法判斷哪些是真實(shí)圖像，哪些是假的。從本質(zhì)上來(lái)看，生成器被訓(xùn)練去識(shí)別并制作看起來(lái)真實(shí)的圖像。

過(guò)去10年，GAN成為了人工智能最有前景的領(lǐng)域之一，幫助機(jī)器生成能迷惑人眼的結(jié)果。

GAN已被投入使用，用于制作聽(tīng)起來(lái)很逼真的語(yǔ)音和圖像。例如，英偉達(dá)的研究者向GAN提供了大量明星照片，隨后創(chuàng)造出數(shù)百?gòu)埐⒉淮嬖诘念^像。另一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)則生成了類(lèi)似梵高作品的假畫(huà)。更進(jìn)一步，GAN可以以不同方式來(lái)重新想象畫(huà)面，例如將陽(yáng)光燦爛的道路變成一條雪路，或是將馬變成斑馬。

結(jié)果并不總是完美的：GAN或許會(huì)給自行車(chē)安上兩個(gè)車(chē)把，或是把眉毛放在頭像錯(cuò)誤的地方。不過(guò)，由于生成的圖像和聲音往往非常真實(shí)，因此專(zhuān)家認(rèn)為，從某種意義上來(lái)說(shuō)，GAN已經(jīng)開(kāi)始了解所看到和聽(tīng)到的世界的底層結(jié)構(gòu)。這意味著除了想象力之外，人工智能還能獲得更獨(dú)立的能力，理解所見(jiàn)的世界.

06 巴別魚(yú)耳塞

入選理由：雖然現(xiàn)有硬件并不那么好用，但谷歌 Pixel Buds 卻展示了實(shí)時(shí)翻譯的前景

技術(shù)突破：近實(shí)時(shí)翻譯適用于多種語(yǔ)言，而且使用起來(lái)很方便

重大意義：在全球化日益發(fā)展的今天，語(yǔ)言仍是交流的一大障礙

主要研究者：谷歌、科大訊飛、百度、騰訊、搜狗、清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、蘇州大學(xué)

成熟期：現(xiàn)在

在風(fēng)靡一時(shí)的科幻經(jīng)典《銀河系漫游指南》（The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy）中，你可以將黃色的巴別魚(yú)滑進(jìn)耳朵，聽(tīng)到同聲翻譯。在現(xiàn)實(shí)世界中，谷歌已經(jīng)想出了臨時(shí)解決方案：一對(duì)售價(jià)159美元的耳機(jī)，名為Pixel Buds（中文譯為“像素花蕾”），可與Pixel智能手機(jī)和谷歌翻譯App應(yīng)用配合使用，獲得實(shí)時(shí)翻譯。

一個(gè)人戴著耳機(jī)，另一個(gè)人拿著手機(jī)。耳塞佩戴者用他或她的語(yǔ)言說(shuō)話(huà)——默認(rèn)語(yǔ)言為英語(yǔ)——App應(yīng)用把語(yǔ)句翻譯過(guò)來(lái)，傳到電話(huà)中，大聲播放出來(lái)。拿手機(jī)的人回應(yīng)；回答被翻譯過(guò)來(lái)，傳到耳機(jī)里播放。

谷歌翻譯已經(jīng)擁有會(huì)話(huà)功能，它的iOS和Android應(yīng)用程序允許兩個(gè)用戶(hù)交談，對(duì)話(huà)將被自動(dòng)識(shí)別并翻譯過(guò)來(lái)。但是，背景噪音會(huì)使App應(yīng)用難以理解人們的對(duì)話(huà)，也不知道人們何時(shí)停止交談，何時(shí)開(kāi)始翻譯。

Pixel Buds繞開(kāi)了這些問(wèn)題，辦法是讓用戶(hù)在講話(huà)時(shí)按住右耳塞。將手機(jī)和耳機(jī)的互動(dòng)區(qū)分開(kāi)來(lái)，可以人為控制麥克風(fēng)，有利于通話(huà)者保持目光接觸，不用將手機(jī)拿來(lái)拿去。

Pixel Buds的設(shè)計(jì)欠佳，廣受批評(píng)。它們看起來(lái)很傻，可能不適合你的耳朵，也很難與手機(jī)互連使用。

但是，笨重的硬件不難搞定。Pixel Buds展示了在語(yǔ)言之間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)理解溝通的大好前景，而且，不再需要魚(yú)兒了。

07 零碳排放天然氣

入選理由：一種針對(duì)天然氣發(fā)電廠(chǎng)的新工程學(xué)方法，將二氧化碳回收再利用

技術(shù)突破：一家發(fā)電廠(chǎng)能夠以廉價(jià)高效的方式捕捉天然氣燃燒釋放的碳元素，避免了溫室氣體的排放

重大意義：天然氣發(fā)電為美國(guó)提供了近 32% 的電力，其碳排放量也達(dá)到電力部門(mén)總碳排放量的 30%

主要研究者：8 RiversCapital、Exelon 電力公司、CB&I等

成熟期：3-5 年

在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，天然氣可能成為世界能源的主要來(lái)源之一，因?yàn)樗杀镜土?，易于獲得，現(xiàn)在，美國(guó)超過(guò)30%、世界超過(guò)22%的電力都得益于天然氣。不過(guò)，盡管天然氣比煤炭的造價(jià)更低，但它仍然是碳排放的一大來(lái)源。

在休斯敦郊外的美國(guó)天然氣和煉油工業(yè)中心，一家試驗(yàn)性發(fā)電廠(chǎng)正在測(cè)試一項(xiàng)技術(shù)，有望使天然氣變?yōu)榍鍧嵞茉吹膲?mèng)想成為現(xiàn)實(shí)。這個(gè)50兆瓦的項(xiàng)目名為“凈電力”（Net Power），主辦企業(yè)相信可以以更低成本發(fā)電，至少能夠與標(biāo)準(zhǔn)天然氣發(fā)電廠(chǎng)的成本不相上下，作業(yè)過(guò)程中所排放的二氧化碳可全部回收。

如果是這樣的話(huà)，那就意味著全世界已經(jīng)找到了一種方法，可以以合理的價(jià)格從化石燃料中提取無(wú)碳能源。天然氣發(fā)電廠(chǎng)可以根據(jù)需求提高或降低產(chǎn)量， 避免核電的高資本成本，規(guī)避可再生能源的供應(yīng)不穩(wěn)定問(wèn)題。

“凈電力”項(xiàng)目的合作方包括科技開(kāi)發(fā)企業(yè)8 Rivers資本和Exelon Generation公司，以及能源建設(shè)公司CB&I公司。目前，公司正處于工廠(chǎng)建設(shè)階段，已經(jīng)開(kāi)始初步測(cè)試，并打算在未來(lái)幾個(gè)月公布早期評(píng)估結(jié)果。

該工廠(chǎng)將燃燒的天然氣所排放的二氧化碳置于高壓高溫環(huán)境下，利用它所產(chǎn)生的超臨界二氧化碳作為“工作流體”驅(qū)動(dòng)特制渦輪機(jī)。大部分二氧化碳可以連續(xù)循環(huán)使用，其余的可被便宜地回收。

降低成本的關(guān)鍵部分在于出售二氧化碳。今天，二氧化碳的主要用途是幫助從油井中提取石油。這是一個(gè)有限的市場(chǎng)，而且，不是一個(gè)特別環(huán)保的市場(chǎng)。然而，“凈電力”項(xiàng)目最終希望看到二氧化碳在水泥制造和制造塑料和其他碳基材料方面的需求日益增長(zhǎng)。

“凈電力”技術(shù)并不能解決天然氣的所有問(wèn)題，特別是在開(kāi)采方面。但是，只要我們?cè)谑褂锰烊粴?，就?yīng)該盡可能清潔地使用它。在所有正在開(kāi)發(fā)的清潔能源技術(shù)中，“凈電力”是最有希望大幅削減碳排放的一項(xiàng).

08 完美的在線(xiàn)隱私

入選理由：原本為加密貨幣的交易過(guò)程開(kāi)發(fā)的一種工具，現(xiàn)在能讓你在上網(wǎng)時(shí)避免透露任何非必要信息。

技術(shù)突破：計(jì)算機(jī)科學(xué)家正在完善一款加密工具，可以在不透露非必要信息的前提下完成驗(yàn)證。

重大意義：如果你需要透露個(gè)人信息以在網(wǎng)上完成某件事，這個(gè)方法可以讓你在免除隱私泄漏或身份被盜竊風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)輕松實(shí)現(xiàn)。

主要研究者：Zcash、摩根大通、荷蘭國(guó)際集團(tuán)等

成熟期：現(xiàn)在

真正的互聯(lián)網(wǎng)隱私終于將成為可能，這要?dú)w功于一種新的工具。它的功能多多，包括在不泄露你出生日期的前提下，判斷你已年滿(mǎn)18歲，或者證明你在銀行里有足夠的錢(qián)可供金融交易，而不會(huì)透露你的余額或其他細(xì)節(jié)。這就限制了隱私泄露或身份盜竊的風(fēng)險(xiǎn)。

該工具是一種新興的加密協(xié)議，稱(chēng)為零知識(shí)證明。盡管研究人員為此已經(jīng)研究了幾十年，但在過(guò)去的一年里，人們的興趣才開(kāi)始激增，這在一定程度上要?dú)w功于公眾對(duì)加密貨幣的癡迷，其中大部分與私有無(wú)關(guān)。

零知識(shí)證明的技術(shù)絕大部分得益于Zcash，這是2016年末推出的一種數(shù)字貨幣。Zcash的開(kāi)發(fā)人員使用了一種名為zk-SNARK的尖端加密技術(shù)，允許用戶(hù)以匿名方式進(jìn)行交易。

在比特幣和其他大多數(shù)公共區(qū)塊鏈系統(tǒng)中，這通常是不可能的，在那些系統(tǒng)中，每個(gè)人都能看到交易內(nèi)容。雖然交易在理論上是匿名的，但它們可以與其他數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，達(dá)到跟蹤甚至識(shí)別用戶(hù)的目的。作為世界第二大流行的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)以太坊的創(chuàng)建者，維塔利克·布特林（Vitalik Buterin）將zk-SNARKs描述為一種“絕對(duì)改變游戲規(guī)則的技術(shù)”。

對(duì)于銀行來(lái)說(shuō)，這可能是一種在不犧牲客戶(hù)隱私的情況下，在支付系統(tǒng)中使用區(qū)塊鏈的方法。去年，摩根大通(JPMorgan Chase)在自己的基于區(qū)塊鏈支付系統(tǒng)中加入了zk-SNARKs。

盡管zk-SNARKs前景看好，但它的計(jì)算繁瑣而緩慢，還需要一個(gè)所謂的“可信設(shè)置”來(lái)創(chuàng)建加密密鑰，而一旦密鑰落入居心不良者手中，就可能危及整個(gè)系統(tǒng)。不過(guò)，研究人員正在尋找一種替代方案，以便更有效地部署零知識(shí)證明，而且不需要密鑰。

09 遺傳預(yù)測(cè)

入選理由：大規(guī)?；蜓芯繉⒆尶茖W(xué)家能夠預(yù)測(cè)普通疾病及人格特征

技術(shù)突破：科學(xué)家們現(xiàn)在可以利用你的基因組數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)你患心臟病或乳腺癌的幾率，甚至你的智商也能被預(yù)測(cè)

重大意義：基于 DNA 的預(yù)測(cè)技術(shù)可能公共健康領(lǐng)域下一個(gè)重大突破，但它將增加歧視的風(fēng)險(xiǎn)

主要研究者：Helix、23andMe、Myriad Genetics、UKBiobank 、Broad Institute、華大基因、奕真生物、WeGene等

成熟期：現(xiàn)在

有一天，嬰兒出生時(shí)將得到DNA報(bào)告卡。這些報(bào)告將提供他們患心臟病或癌癥的幾率，以及是否對(duì)煙草上癮、是否比一般人更聰明的預(yù)測(cè)。

這些報(bào)告卡片的突然出現(xiàn)要?dú)w功于基因研究的長(zhǎng)足進(jìn)步，其中一些研究涉及超過(guò)100萬(wàn)人。

事實(shí)證明，最常見(jiàn)的疾病和包括智力在內(nèi)的許多行為和特征，不是一個(gè)或幾個(gè)基因所造成的，而是許多基因協(xié)同作用的結(jié)果。利用獲取的基因研究數(shù)據(jù)，科學(xué)家們正在創(chuàng)建所謂的“多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分”機(jī)制。

雖然新的DNA測(cè)試只能提供概率，而不是診斷，但卻可以極大地造福醫(yī)學(xué)。例如，如果乳腺癌高危女性增加乳房X光檢查次數(shù)，而低風(fēng)險(xiǎn)的女性減少乳房X光檢查次數(shù)，那么，這些檢查可能發(fā)現(xiàn)更多真正的癌癥，并減少假警報(bào)。

制藥公司還可以將這些評(píng)分應(yīng)用于阿爾茨海默病或心臟病等疾病的預(yù)防性藥物的臨床試驗(yàn)中。通過(guò)挑選更容易生病的志愿者，他們可以更準(zhǔn)確地測(cè)試藥物的效果。

問(wèn)題是，這些預(yù)測(cè)遠(yuǎn)非完美。誰(shuí)想知道自己可能會(huì)患上老年癡呆癥？如果癌癥風(fēng)險(xiǎn)得分低的人推遲接受篩查，然后又患上癌癥，怎么辦?

多基因評(píng)分也面臨爭(zhēng)議，因?yàn)樗鼈兛梢灶A(yù)測(cè)任何特征，而不僅僅是疾病。例如，他們現(xiàn)在對(duì)智商測(cè)試結(jié)果的測(cè)試準(zhǔn)確率約為10%。隨著分?jǐn)?shù)的提高，DNA智商預(yù)測(cè)很可能會(huì)成為常規(guī)。但是，家長(zhǎng)和教育工作者將如何使用這些信息呢?

對(duì)行為遺傳學(xué)家埃里克·托克海默（Eric Turk heimer）來(lái)說(shuō)，基因數(shù)據(jù)優(yōu)劣參半，使得這項(xiàng)新技術(shù)“既令人興奮，又令人擔(dān)憂(yōu)?！?

10 材料的量子飛躍

入選理由：研究者們最近開(kāi)始使用量子計(jì)算機(jī)對(duì)簡(jiǎn)單分子進(jìn)行建模，而這僅僅是開(kāi)始

技術(shù)突破：IBM 采用 7 量子比特的量子計(jì)算機(jī)對(duì)小分子的電子結(jié)構(gòu)成功地進(jìn)行彷真計(jì)算

重大意義：借助該技術(shù)，科學(xué)家能了解分子的各個(gè)方面信息并以此開(kāi)發(fā)出更有效的藥物以及更高效生成或傳輸能源的新材料

主要研究者：IBM、Google、哈佛大學(xué) Alán Aspuru-Guzik 教授、中國(guó)科技大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、浙江大學(xué)、阿里巴巴等

成熟期：5 到 10 年

新量子計(jì)算機(jī)前景廣闊，同時(shí)也帶來(lái)了一個(gè)難題。它們的計(jì)算能力遠(yuǎn)超今天的機(jī)器，功能強(qiáng)大到難以想象，但我們還沒(méi)有弄清楚應(yīng)該如何應(yīng)用這些能力。

一種可能且誘人的可能性是精確地設(shè)計(jì)分子。

化學(xué)家們已經(jīng)在夢(mèng)想著可用于更有效藥物的新蛋白質(zhì)、可生產(chǎn)更好電池的新型電解質(zhì)、可將陽(yáng)光直接轉(zhuǎn)化為液體燃料的化合物，以及更高效的太陽(yáng)能電池.

我們沒(méi)有這些東西，因?yàn)榉肿雍茈y在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)上建模。即使是在一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的分子中嘗試模擬電子運(yùn)動(dòng)，運(yùn)算的復(fù)雜性就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)今計(jì)算機(jī)的能力。

但對(duì)于量子計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，這是小菜一碟，因?yàn)樗褂玫牟皇潜硎?和0的數(shù)字位，而是量子系統(tǒng)的“量子位”。

最近，IBM的研究人員使用一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，用7個(gè)量子位模擬出一個(gè)由三個(gè)原子組成的小分子。

當(dāng)科學(xué)家制造出更多量子位的機(jī)器時(shí)，就應(yīng)該能夠精確地模擬出更大更有趣的分子，同樣重要的是，量子算法也會(huì)演化得更好。