汪亞楠

一個(gè)由18位科學(xué)家組成的專家團(tuán)隊(duì)——世界經(jīng)濟(jì)論壇新興技術(shù)跨界理事會(huì)評(píng)選出十大最具潛力的重要技術(shù)成果，旨在幫助人們了解未來(lái)技術(shù)趨勢(shì)，消除人們對(duì)新技術(shù)的疑慮與擔(dān)憂，并彌補(bǔ)阻礙技術(shù)發(fā)展的投資、監(jiān)管以及公眾認(rèn)知之間的鴻溝。從無(wú)人機(jī)到AI興起，這個(gè)榜單讓我們一睹快速邁向未來(lái)的科技。

燃料電池汽車：氫動(dòng)能的零排放汽車

與電或碳?xì)浠衔锏饶茉打?qū)動(dòng)汽車相比，燃料電池汽車一直頗具潛力和優(yōu)勢(shì)。直到近期，汽車制造商們才打算將這項(xiàng)新技術(shù)推向市場(chǎng)。 燃料電池汽車的最初價(jià)格可能在7萬(wàn)美元左右，但是今后幾年，隨著銷量遞增，價(jià)格應(yīng)該會(huì)有顯著降低。

蓄電池接上外部能源，需要5到12小時(shí)的充電時(shí)間，而燃料電池就不同了，它利用氫或天然氣直接生成電能（中間不經(jīng)過燃燒）。不過，實(shí)踐中，燃料電池和蓄電池兼而有之，燃料電池生成電能，蓄電池用來(lái)儲(chǔ)存動(dòng)能以供驅(qū)動(dòng)之需。因此，燃料電池汽車屬于混合動(dòng)力車，將來(lái)也很有可能采用再生制動(dòng) （ regenerative braking） ，將制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)能儲(chǔ)存起來(lái)，而不是變成無(wú)用的熱，這是實(shí)現(xiàn)能源利用效率、范圍最大化的關(guān)鍵。

與電池電動(dòng)車不同，燃料電池汽車?yán)锍毯荛L(zhǎng)——每箱燃料 （通常是壓縮氫氣）可行駛650公里；氫燃料加注時(shí)間僅需大約3分鐘；氫燃燒干凈，僅排放出水蒸汽，因此，氫動(dòng)能驅(qū)動(dòng)的燃料電池汽車將實(shí)現(xiàn)零排放，這是減少空氣污染的重要手段。

大規(guī)模生產(chǎn)廉價(jià)氫所面臨的重大挑戰(zhàn)之一，就是缺少能與天然氣、柴油加注站并駕齊驅(qū)并最終取代它們的氫能補(bǔ)給基礎(chǔ)建設(shè)。當(dāng)下，長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)臍淠埽ㄉ踔列枰獨(dú)淠芴幱趬嚎s狀態(tài)），并無(wú)經(jīng)濟(jì)上的可行性。然而，創(chuàng)新性的氫能存儲(chǔ)技術(shù)，比如，不需要高壓存儲(chǔ)運(yùn)輸?shù)挠袡C(jī)液體承運(yùn)商，不久就會(huì)降低長(zhǎng)途運(yùn)輸成本，緩解氣體儲(chǔ)存、意外釋放的風(fēng)險(xiǎn)。

新一代機(jī)器人走下生產(chǎn)線

人們?cè)缇皖A(yù)見了一個(gè)由機(jī)器人全面接管日常繁重工作的未來(lái)世界。然而，這個(gè)機(jī)器人化的未來(lái)卻頑固地抵制變成現(xiàn)實(shí)。機(jī)器人僅被限于流水線以及其他可控性工作。盡管我們已經(jīng)嚴(yán)重依賴機(jī)器人（比如，汽車制造業(yè)），但由于機(jī)器人體型巨大，對(duì)與之合作的工人構(gòu)成威脅，它們不得不被安全設(shè)施隔離開。

機(jī)器人科技的長(zhǎng)足進(jìn)步使得日?，F(xiàn)實(shí)中的人與機(jī)器人的合作成為可能。更好、更便宜的傳感器能讓機(jī)器人更加“理解”環(huán)境并對(duì)之做出反應(yīng)。受復(fù)雜生物結(jié)構(gòu)超凡靈活性、適應(yīng)性的啟發(fā)（比如，人的手），機(jī)器人身體也變得更加靈活，適應(yīng)性也更強(qiáng)。借助云計(jì)算革命，機(jī)器人能夠遠(yuǎn)距離接收指令、信息，沒有必要將之設(shè)計(jì)成一個(gè)完全獨(dú)立的單元。

機(jī)器人新紀(jì)元將會(huì)讓這些機(jī)器離開大型制造廠商的生產(chǎn)線，幫助人類完成生活中的一系列任務(wù)。借助GPS技術(shù)，就像智能手機(jī)一樣，人們開始將機(jī)器人用于精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)，比如清除雜草與收獲。在日本，機(jī)器人也被用于護(hù)理領(lǐng)域，比如幫助病人起床、加強(qiáng)中風(fēng)患者肢體控制力。更小但更精巧的機(jī)器人，主要用來(lái)處理一些繁重或人類不宜完成的工作。

實(shí)際上，機(jī)器人很適合兩種工作：不斷重復(fù)或很危險(xiǎn)的工作，它能連續(xù)工作24小時(shí)，薪水還比人工低?，F(xiàn)實(shí)生活中，新一代機(jī)器人會(huì)和人類合作而不是取代他們。即使考慮到未來(lái)可能取得的設(shè)計(jì)進(jìn)步以及人工智能的發(fā)展，人類參與和監(jiān)管仍然至關(guān)重要。

可循環(huán)利用的熱固性塑料，告別垃圾填埋

塑料分為兩種：熱塑性塑料和熱固性塑料。前者能夠反復(fù)多次加熱成型，從孩子玩具到洗手間馬桶，熱塑性塑料運(yùn)用廣泛。由于能夠融化重新塑形，通常也可以回收重新利用。然而，熱固性塑料經(jīng)加熱后，只能塑形一次，至此之后，即使遭受高溫高壓，它依然能夠維持原形。

由于這種耐久性，熱固性塑料在現(xiàn)代社會(huì)中，舉足輕重。他們被廣泛用于許多產(chǎn)品，從移動(dòng)手機(jī)到電路板以及航空工業(yè)。但是，這個(gè)特點(diǎn)也使得它們難以回收利用。結(jié)果，人們不得不填埋這些熱固性聚合物垃圾?？紤]到可持續(xù)發(fā)展，我們迫切需要重新循環(huán)利用熱固性塑料。

2014年，熱固性塑料的循環(huán)利用取得重大進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)了新的熱固性聚合物，能夠予以回收。這種叫做 polys或者 PHTs 的物質(zhì)能夠溶于強(qiáng)酸，分解聚合物鏈條，形成部件似的單體，這些單體能夠重新聚合成新產(chǎn)品。如同傳統(tǒng)不可回收利用的熱固性塑料，這些新結(jié)構(gòu)非常堅(jiān)固，經(jīng)得起熱和硬物，在應(yīng)用市場(chǎng)上，和它們不可循環(huán)利用的前輩們一樣，潛力巨大。

盡管無(wú)法實(shí)現(xiàn)100%回收，這種創(chuàng)新如果得到廣泛適用，將會(huì)大大降低塑料垃圾的土地填埋，加快邁入可循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)。我們期待在未來(lái)五年里，可循環(huán)熱固性塑料能夠取代不可循環(huán)熱固性塑料，并能在2025年廣泛應(yīng)用。

精準(zhǔn)基因工程技術(shù)，以更少的爭(zhēng)議提供更好的農(nóng)作物

傳統(tǒng)基因工程一直備受爭(zhēng)議。最新技術(shù)通過直接修改“植物”基因編碼，讓植物更有營(yíng)養(yǎng)、更能應(yīng)對(duì)氣候變化。我們相信，這些優(yōu)點(diǎn)和修改的精準(zhǔn)性，能將當(dāng)前的擔(dān)心與質(zhì)疑化為廣泛的接受。

目前，農(nóng)作物基因工程主要采取根癌土壤桿菌技術(shù)（ bacterium agrobacterium tumefaciens）將受到青睞的DNA轉(zhuǎn)入目標(biāo)基因組。盡管公眾普遍存在恐懼情緒，但這一技術(shù)已被證明有效、可靠。科學(xué)界的共識(shí)是，較之傳統(tǒng)雜交技術(shù)，從基因?qū)用嫘薷霓r(nóng)作物，不會(huì)帶來(lái)更多的風(fēng)險(xiǎn)。

新技術(shù)對(duì)特定基因位點(diǎn)進(jìn)行切割，將目標(biāo)基因組變異為已知、使用者挑選過的序列。 這種技術(shù)能夠讓不可欲的基因消失、或者修改它，與自然突變沒什么不同。借由同源重組技術(shù)，還能將新DNA序列、甚至整個(gè)基因精準(zhǔn)地插入基因組。

在基因工程領(lǐng)域，另外一個(gè)有望實(shí)現(xiàn)重大突破的是對(duì)農(nóng)作物使用RNAi 干擾（近幾年來(lái)RNAi研究取得了突破性進(jìn)展，被《Science》雜志評(píng)為2001年的十大科學(xué)進(jìn)展之一，并名列2002年十大科學(xué)進(jìn)展之首）。RNAi能夠有效抵抗病毒和病原真菌，保護(hù)農(nóng)作物遠(yuǎn)離病蟲害，減少化學(xué)殺蟲劑的使用。比如，病毒基因被用來(lái)保護(hù)木瓜抵制環(huán)斑病，在夏威夷，該技術(shù)經(jīng)過十來(lái)年的使用，木瓜自身并未進(jìn)化出免疫力。RNAi也讓絕大部分糧食作物受益匪淺，比如，保護(hù)麥子抵制稈銹，谷物、土豆和香蕉抵制枯萎病。endprint