专制主义发布：《麻省理工科技评论》2019年“全球十大突破性技术”

自 2001 年起，《MIT很高科技评论家》每年更时会十佳单单当年的“经典作品原先原理关键技术”，这份在全世界很高科技领域极其重要的排行榜曾精准假设了脑机应用处理程序、智能简化皮包、肺癌遗传医学上、最深处研习等诸多热门关键技术的崛起。当然，与其话说是“假设”，不如话说是《MIT很高科技评论家》站在全世界很高科技技术创原先，目睹了很高科技创原先的百年变迁后的一种沉淀，是对科研引领科技产业的有效性研究，是对关键技术商业及并不须要要影响力的研判。来年是《MIT很高科技评论家》创刊 120 周年，2019 年的“经典作品原先原理关键技术”排行榜也与以前近于有相同。在本次的排行榜十佳中都，我们极其荣幸的邀请到了尼尔·阿诺德曾话说作为客座十佳人，他五小参与了十佳指导工作，并为本届排行榜作序。本届排行榜的崭露头角关键技术也多是以“生命体福祉”为最终目的。正如尼尔·阿诺德曾话说所话说，看完这些原先原理关键技术再次，你时会觉得“美好的预见，或许我们为之共同努力奋斗”。《MIT很高科技评论家》在从前正式单单炉 2019 年“全世界经典作品原先原理关键技术”（10 Breakthrough Technologies）。图 | 2019 年《MIT很高科技评论家》全世界经典作品原先原理关键技术排行榜仅限于：与众相同机械人、原子能超现实主义、败血症假设、肾脏成像冷冻、功能强大肺癌疫苗接种、人造鸡阿姆斯特丹、捉到二氧简化碳、可穿着心电仪、无管网健康间、懂并不须要要对话的AI密友合计 10 大原先原理关键技术。请注意是该份排行榜详述请注意内容及部份解读节选：与众相同机械人里程碑：机械打算通过自我研习学时会防范这个普通人21世纪。如果机械人能学时会防范混乱的普通人21世纪，那么它们就可以倚靠更是多的任务。主要研究指导工作者：OpenAI（人工智能简化非营利该组织）、卡内基梅隆所学校、俄亥俄所学校、伊利诺州所学校洛杉矶分校伯克利分校秋冬季：3-5年尽管人们一直在讨论机械代**命体指导工作的公众人物，但在此之前工业机械人即便如此展示单单得较为笨拙且灵已逝性欠佳。虽然机械人可以在装配线上不厌其烦地段落着同一个动作，同时还能维持超很高的准确度，但哪怕目的星体被近于微静止了一点，或将其替换成相同的零件，机械人的比方说全过程就时会显得十分笨拙甚至是并不须要要抓空。如今，虽然我们还未让机械人能用和人一样，在看到星体后就确信如何将其拿起，但现今它可以通过在虚拟空间里头顺利进行时反复的实验，最终自主性学时会处理事件不禁的星体。座落在加州的非盈利该组织 OpenAI 就发售了这样一套 AI 种系统 Dactyl，并已失败操控一个机械右手让其灵已逝地好似一块拼图。这套信息处理插件情况下通过提升研习，让机械人在实时的生态环境中都学时会比方说并飞轮拼图后，再让机械右手顺利进行时此例。这套插件开始时时会顺利进行时随机的更进一步，并在不断地远比最终目的的全过程中都随之有利于网络在表面上的通往。往往我们未让机械人将实时磨练中都给予的知识领域到普通人生态环境里头，因为我们很难实时单单像空气阻力或是材料的相同性质这样的复杂变量。而 OpenAI 制作团队则通过在虚拟训练中都引入或许来克服了这个新问题。当前，我们还要夺得更是多的超越才能让机械人显得更是加灵已逝。但如果研究指导工作执法人员情况下很好地利用这种研习原理，预见的机械人将有望情况下学时会组装笔记型电脑、将厨具摆入洗碗机里头、甚至是情况下将身体虚弱的人从睡着扶起。原子能超现实主义里程碑：先进的核反应和核反应堆核反应打算走到普通人。在减多于碳污染物和限制生态环境保护的共同努力全面性，原子能的功用无论如何正显得越发关键。主要研究指导工作者：陆地太阳能（Terrestrial Energy）、杰特太阳能（TerraPower）、纽斯凯尔（NuScale）、General Fusion秋冬季：原先型核反应堆核反应到 2020 年代中都期有望发挥作用大规模领域；核反应核反应仍须要差不多十年整整。在以前的一年中都，原先型核核反应持续发展势头强劲，原子能的可用将时会显得更是确保安全，运输成本也更是偏很高。原先型核反应的持续发展仅限于：颠覆了传统习俗在表面上设计的第四代核反应堆核反应、小型模块简化核反应，以及无论如何这世界也未发挥作用的核反应核反应。第四代核反应堆核反应的开发计划者，比如哥伦比亚的 Terrestrial Energy 和其总部座落在哥伦比亚特区的杰特太阳能（TerraPower），早已开始与电力公司原先公司构建技术开发合作人关系，大计在 2020 年代再次发挥作用并网发电（这个估计无论如何有些乐观）。小型模块简化核反应可以转简化成的电力公司，往往为数十兆瓦（远比，传统习俗核核反应可以转简化成左右 1000 兆瓦的电力公司）。像爱达荷州的 NuScale 这样的原先公司回应，更轻的核反应可以节左右经费运输成本，并下降生态环境和金融险恶性。核反应全面性也有方面。虽然不了人这样一来可控核反应关键技术时会在 2030 年现今发挥作用交付，但像 General Fusion 和 Commonwealth Fusion Systems 这样的来自MIT学院的创始民营企业，打算夺得一些积极方面。无论如何并不认为可控核反应只是黄粱美梦，然而，由于核反应核反应不时会用到堆芯熔毁，也不时会转简化成衰变期长、镅很高的核废料，它所无论如何时会面临的公众反对应该时会比常规核核反应多于很多。（尼尔·阿诺德是杰特太阳能和 Commonwealth Fusion Systems 的制片方。）败血症假设里程碑：每年有 1500 万小孩仍要单单生，这是 5 岁请注意婴儿死亡者的主要原因主要研究指导工作者：Akna Dx秋冬季：可在 5 将近转至临床飞行测试。相比较简单的验血可以假设产妇是否有仍要分娩的险恶性。我们的真核细胞内主要存在于细胞内内。但是多于量的“无细胞内”DNA 和 RNA 也浮起在我们的血浆中都，往往由垂死细胞内扣留。在产妇中都，这些游离的真核细胞内碎片来自胎儿、胎盘和父母的细胞内。斯坦福所学校的食肉动物设计者 Stephen Quake 早已寻找了一种原理来解决医学界最棘右手的新问题之一：差不多十分之一的小孩仍要单单生。自由浮起的 DNA 和 RNA HIV感染现今无须要医学影像细胞内比方说细胞内的信息，例如对顺利进行时已逝该组织体检或刺破产妇的躯干顺利进行时海绵穿刺术。不一样的是现今更是极其容易样品和研究血浆中都无细胞内真核细胞内。在以前几年中都，研究指导工作执法人员开始通过从血浆中都样品细胞内的 DNA，以及通过血浆样品对产妇顺利进行时唐氏综合征等传染病的孕妇肾结石。这些样品依赖于寻找 DNA 中都的遗传遗传。另一全面性，RNA 是抑制表征的底物物质，情况下同意从遗传中都转简化成多多于酶质。通过对父母血浆中都的自由浮起的 RNA 顺利进行时测序，Quake 筛选单单与败血症有关的七种表征的波动。这让他可以标识无论如何仍要分娩的妇女。一旦被警告，医师可以采取措施就会败血症，并给予孩子更是好的生存机时会。Quake 话说，血浆样品所运用的关键技术，快速，适合于，每次测量还好 10 美元。他和他的Andrea早已创办了合伙创业原先公司 Akna Dx 将其商业。肾脏成像冷冻里程碑：一种小型的、可进食的仪器，不可用也可以注意到肾脏的详述图像，甚至在小孩和婴儿精子也可以。这一仪器使肾脏传染病的探测和研究指导工作显得更是为极其容易，其中都仅限于使贫困内陆地区的数百万婴儿成年期不良的一种传染病。主要研究指导工作者：麻省综合诊所秋冬季：在此之前在精子可用；小孩实验将于2019年顺利进行时。生态环境性肠内分泌（EED）无论如何是你从尚未就让过的开销最很高昂的传染病之一。以肾脏增生、肾脏泄漏和营养转换成不良为特征，这一传染病在穷困第三世界广泛传播，这也是这些内陆地区无论如何病患者、成年期滞后、不了法达到也就是话说身材矮小的原因之一。不了人告诉他引发 EED 的具体原因是什么，也不了人告诉他怎样预防或外科右手术这一传染病。切实必要的样品策略可以找来助医务指导工作者知晓何时应该插右手及怎样外科右手术。在小孩中都早已有了外科右手术原理，但检验和研究指导工作这些婴儿肾脏传染病往往无须要，并将一个称为内窥镜的金属片嵌入伤口。这种原理昂贵、不舒服、且在 EED 盛行内陆地区不能开展。因此，麻省综合诊所（MGH）的植物学学家和设计者 Guillermo Tearney 技术开发了一种小型仪器，这种仪器情况下样品 EED 的展示单单征状，甚至可以顺利进行时该组织已逝检。与内窥镜相同，它在基础健康样品全过程中都领域相比较简单。Tearney 的可进食冷冻成像镜附在可突起的线型导管上，被通往到一种叫做成像镜相干露头成像种系统( OCT )的仪器上。在外科右手术将冷冻进食后，医疗健康执法人员在将纤维冷冻拉到的全过程中都，情况下无锁死对整个大肠做纤维露头扫描。这种冷冻在清洁后可以段落利用（这听痛快有点令人呼吸困难，但是 Tearney 的制作团队早已技术开发单单一种关键技术，据他们话说，这种关键技术不时会遭受呼吸困难。）它还近似于以单细胞内分辨率拍摄大肠表面的关键技术，以及捕捉几毫米最深处的三维圆柱体的关键技术。这项关键技术有几种领域；在麻省综合诊所， 它被用来样品罗伯茨冠状动脉，一种冠状动脉癌的前身。关于 EED，Tearney 的制作团队技术开发单单了一种更是小的版本，可以给不必进食果冻的小孩可用。这早已在盛行 EED 的巴基斯坦内陆地区的青多于年躯体测试过了，此外，计划在 2019 年顺利进行时小孩实验。这一小型受控将找来助研究指导工作者们话说道关于 EED 方面的相关新问题——例如它时会并不须要要影响什么细胞内和是否有菌株包括其中都——并评估插右手策略和潜在医学上。功能强大肺癌疫苗接种里程碑： 通过标识各的特异性遗传，激发体液的天然城防能力，从而对恶性肿瘤顺利进行时全面性负面影响。传统习俗抗病毒对身体健康细胞内有很大并不须要要影响，而且对的治果并不总是理打算。主要研究指导工作者：BioNTech 、Genentech秋冬季：已在临床实验在此之前，发现者正处于将首支个性功能强大疫苗接种商业的关键时刻。如果其敏感度真如预期的话，该疫苗接种就的确情况下通过独特的遗传触发体液病原体对其顺利进行时标识，从而有效地正当多种肺癌的发生。更是重要的是，与传统习俗抗病毒相同，疫苗接种是通过可用体液的天然城防种系统来并不须要要性地负面影响细胞内的，对身体健康细胞内的负面影响较更多于。此外，在初始外科右手术后，反击性免疫细胞内将也时会对游离的恶性肿瘤维持警惕。在生命体遗传组计划进行时五年后的 2008 年，当遗传学家公布了恶性肿瘤的第一个序列时，这种疫苗接种的开端就仍然是天方夜谭了。此后不久，研究指导工作执法人员开始将恶性肿瘤的 DNA 与身体健康细胞内和其他细胞内三者的 DNA 顺利进行时相比较。研究指导工作确认，所有这些恶性肿瘤都带有数百个甚至数千个特定的遗传，其中都大多数是这些各自特有的。几年后，合伙名为 BioNTech 的德国创始原先公司提专用了令人信服的证据，证明带有这些遗传拷贝的疫苗接种可以催简化飞翼的病原体转简化成 T 细胞内，从而将要好推测、反击和被毁所有带有这些遗传恶性肿瘤的将要。在此之前打算顺利进行时的实验针对差不多 10 种实体肺癌，目的是在全世界各地招聘 560 名以上的义工。在此之前，这两家原先公司打算在表面上设计原先的产单单关键技术，以期能便宜快速地产单单数千种私人订制疫苗接种。但这时会是块“硬骨头”，因为工业用疫苗接种无须要对外科右手术的顺利进行时已逝检，对其 DNA 顺利进行时测序和研究，并将这些信息迅速传递到产单单到场。一旦产单单单单来，疫苗接种就必须设法送入诊所，而任何延误都无论如何是致命的。人造鸡阿姆斯特丹里程碑：Laboratory培育的人造鸡和植物学做成的素鸡，能在不负面影响生态环境的具体完全远比现实鸡类的甜和鸡肉。人造鸡的用到，可以减缓种植业产单单遭受的毁灭性的原野林木、水后污染和植物学所二氧简化碳污染物。主要研究指导工作者：新泽西州人造鸡民营企业Beyond Meat秋冬季：在此之前早已有应运而生的钙质素鸡；2020年左右可研制失败Laboratory人造鸡。根据安理会的假设，21世纪人口数量将在 2050 年达到 98 亿，人口穷困水后平也时会上升。但这于对生态环境保护来话说可不是什么好事——生命体一旦脱贫致富，就一般来话说要吃丢弃更是多鸡。据假设，到 2050 年，生命体吃丢弃的鸡时会比 2005 年多 70%。无论如何，家养专用生命体食用的食肉动物，是对生态环境的最大伤害之一。根据食肉动物品种的相同，以西方城市简化原理产单单一磅鸡类酶要比产单单等量植物学酶多用 4 到 25 倍的水后，6 到 17 倍的土地，6 到 20 倍的恐龙推进剂。而新问题在于，人肯定不时会马上就戒丢弃鸡类。也就是话说，Laboratory培植的人造鸡和植物学做成的素鸡无论如何是抑制生态环境转好的比较好必要。Laboratory人造鸡的全过程，是从食肉动物躯体所含肌鸡该组织，然后放入食肉动物受控顺利进行时培育。虽然最终成品的辣味无论如何有待提很高，但十分相似早已与我们也就是话说吃的鸡差不多了。荷兰马斯特里头赫所学校的研究指导工作执法人员已在为Laboratory人造鸡的量产而共同努力。他们并不认为，到明年，人造鸡阿姆斯特丹的产单单运输成本无论如何都比马鸡阿姆斯特丹还偏很高。但人造鸡也不与众不同，产单单人造鸡对生态环境到底有多大增加，我们还情况下粗估。21世纪在经济上研讨时会最近的一份报告话说，产单单Laboratory人造鸡的植物学所二氧简化碳污染物量也只比产单单马鸡产单单多于差不多 7%。对生态环境更是友好的鸡类专门设计，就是 Beyond Meat 和 Impossible Foods（尼尔·阿诺德投资了这两家新泽西州人造鸡创始民营企业）等原先公司技术开发的植物学做成的“素鸡”。他们用蓝莓酶、大豆、小麦、马铃薯和植物学油来催简化食肉动物鸡的柔软和辣味。Beyond Meat 原先公司在伊利诺州原先开了合伙层高 26000 楼很高（左右 2400 平方米）的厂，早已在 3 万家餐馆和餐馆预售了大左右 2500 万个阿姆斯特丹。俄亥俄所学校可过后种系统中都心研究标示出，Beyond Meat 制作阿姆斯特丹转简化成的植物学所二氧简化碳无论如何比传统习俗马鸡阿姆斯特丹多于 90%。捉到二氧简化碳里程碑：实用且在经济上地从湿气中都并不须要要捉到二氧简化碳的原理，可以能转换成；也污染物的植物学所二氧简化碳。从湍流中都转换成CO2无论如何是正当灾难性的生态环境保护再一的必要原理之一。主要研究指导工作者：Carbon Engineering、Climeworks、Global Thermostat秋冬季：5到10年即使我们下降在此之前的二氧简化碳污染物速度，植物学所二氧简化碳遭受的变冷畸变依然时会过后数千年之久。为防止气温攀升至险恶范围，安理会生态环境保护委员时会当前给单单的结论是，在上个世纪，全21世纪将无须要从湍流中都转换成很高达 1 万亿吨的二氧简化碳。月内夏天，哈佛所学校炎热发现者大卫·凯斯（Did Keith）算出再次惊艳地推测，一种叫做并不须要要湿气捉到（Direct Air Capture，DAC）的原理，理论上可以将机械捕集二氧简化碳的运输成本下降到每吨 100 美元请注意。先前估计的运输成本要比这个数字很高达一个总能量，因而许多发现者曾并不认为这项关键技术打算像中过昂贵，缺少有效性。不过，并不须要要湿气捉到仍须要差不多数年的整整，才有无论如何将运输成本下降到远比 100 美元的范围。然而，一旦失败发挥作用了二氧简化碳的捕集，还要打算必要处理事件。由凯斯在 2009 年参与都由创办的哥伦比亚创始民营企业碳工程原先公司（Carbon Engineering），计划增大其实验厂的规模，来提很高裂解推进剂的产量。这种裂解推进剂的关键原料之一，就是所捉到的二氧简化碳。（尼尔·阿诺德是碳工程原先公司的制片方。）并不须要要从湍流中都利用 CO2，是一种动作的防范生态环境保护的原理，但我们早已不了多多于并不须要要了。其总部座落在苏黎世的 Climeworks 在意大利的并不须要要湿气捉到厂，将利用捕集到的二氧简化碳和氢气独自产单单甲烷，而他们座落在德国的第二家厂则时会把二氧简化碳单单售给汽水后民营企业。纽左右的 Global Thermostat 也是如此，该原先公司于月内在阿拉巴马州进行时了第合伙商业碳捕集厂的建设。不过，如果二氧简化碳被用作裂解推进剂或产单单汽水后，那么它们中都的大部份再一还是时会回到湍流中都去。我们的终极目的，是发挥作用植物学所二氧简化碳的永久报废。其中都的一些时会被报废在类似于不锈钢、塑料或钢筋混凝土这样的产品中都去，但更是多的无须要深埋于3楼。在此之前还不了必要的的产品来支持这项运输成本很高昂的指导工作。事实上，从工程学的角度来看，从湿气中都利用 CO2 是防范生态环境保护最艰难、也是最昂贵的原理之一。但鉴于在此之前我们下降污染物的处理程序在打算像中过缓慢，我们并不了多多于别的并不须要要。可穿着心电仪里程碑： 随着监管机构的批准和相关关键技术的变革，人们可以精采通过可穿着仪器过后单单现异常自己的肺脏身体健康。可样品超声波的智能简化皮包可以预警如心房颤动等潜在的危及精神上的肺脏传染病。主要研究指导工作者：苹果公司、AliveCor、Withings秋冬季：现今身体健康单单现异常装置并不是或许的医疗健康仪器，剧烈的青年运动或表带不了系紧更时会干扰可调读取脉搏。而超声波则是在外科右手术中都风或肺结核发作再次，医师就可以用其来检验肺脏异常，但无须要去基本上诊所才能体检，因此人们经常不必设法就诊。随着监管部门原先条例的单单台和软、硬体的相关创原先，心电单单现异常智能简化皮包早已问世，它具可穿着仪器的便利性，并且情况下提专用远比医疗健康仪器的准确度。卫星城创始原先公司 AliveCor 发售了一款与苹果公司皮包兼容性的腕带，该腕带可以样品单单心房颤动，这是引发血栓和中都风的常见于原因。月内，苹果公司发表了近似于超声波 (ECG) 功能的 Apple Watch，并且该功能早已通过 FDA 验证。随后，身体健康仪器原先公司 Withings 也无限期计划发表一款配上超声波功能的皮包。当前的可穿着超声波单单现异常仪器即便如此只有一个可调，而或许的超声波仪器则有 12 个可调。在此之前还不了任何一种可穿着仪器情况下检验肺结核。但这种具体情况无论如何很快就时会改变。月内春天，AliveCor 就一款领域处理程序和双可调种系统向新泽西州肺脏协时会 (American Heart Association) 提交了初步审查，据称该种系统可以样品到某种特性的肺结核。无管网健康间里程碑： 节能如厕可以在不了管网种系统的具体完全可用，并且可以就地转简化泥土。23亿人缺乏确保安全的健康设施，并无论如何因此死亡者主要研究指导工作者：杜克所学校、南佛罗里头达所学校、Biomass Controls、伊利诺州理工学院秋冬季：1-2年全世界差不多有 23 亿人不了良好的情况严重。由于缺乏健康的如厕，人们将泥土倾倒在不远处的池塘和溪流中都，这时会传播菌株、HIV和细菌，从而引发发烧和霍乱。全21世纪每 9 名婴儿中都就有 1 名死于发烧。现今，研究指导工作执法人员打算共同努力开发计划一种原先型如厕，这种如厕对持续发展中都第三世界来话说也有限便宜，不仅可以处理事件泥土，还可以对其顺利进行时转简化。2011 年，尼尔·阿诺德提单单重原先问世如厕过关斩将，并创设了 X 大奖。自从过关斩将开始以来，有几个制作团队早已将在表面上设计的如厕十分相似投入可用。所有的泥土都是就地处理事件的，不无须要用大量的水后把它们送入遥远的处理事件厂。大多数的如厕十分相似都是分立的，不无须要管网，但他们看痛快像传统习俗的如厕，装在一个小隔间里头并且有宝特瓶。由南佛罗里头达所学校在表面上设计的 NEW generator 宝特瓶用一种厌氧菌膜软性污染物，这种厌氧菌膜的镜面比菌株和HIV都小。另一个来自康涅狄格州 Biomass Controls 的新项目则像是一个水路泊位尺寸的发电站，它能加热泥土，使其转简化成一种含铁碳的物质，当作土壤肥料。但是这些如厕有一个好处，它们并不是在所有场合都能可用。例如，Biomass Controls 的产品每天能为成千上万的软件提专用方便，因此它不打算像中适合较小的定居点。相反，杜克所学校开发计划的另一套种系统则情况下专用多于数家庭成员可用。所以，现今的过关斩将是如何让这些如厕更是便宜，更是能直接影响相同规模的的社区。来自南佛罗里头达所学校、领导者 NEW generator 小组的 Daniel Yeh 副教授回应：“修筑一两个十分相似如厕极其棒，但要或许让关键技术并不须要要影响21世纪，唯一的必要就是让这些仪器顺利进行时大规模产单单。”懂并不须要要对话的 AI 密友里程碑：捕捉单字相互间语义人关系的原先关键技术打算使机械更是好地表达单单来自然词汇。人工智能简化密友现今可以拒绝执行基于并不须要要对话的任务，如预订咖啡馆或协调行李托运，而不仅仅是依从相比较简单下令。主要研究指导工作者：百度、阿里头巴巴、亚马逊秋冬季：1-2 年后我们早已习惯了人工智能简化密友——Alexa 在隔壁里头播放音乐，Siri 在你的右手机上为你定右手制——但它们并不了或许能用其实质的智能简化。它们本应简简化我们的生已逝，但却收效甚微。它们只标识很小范围的处理程序，近于遇错误就很极其容易缺失。但最近的一些方面将增加你的数字助理的功能。2018 年 6 年初，OpenAI 的研究指导工作执法人员开发计划了一种关键技术，可以在尚未标识的注释上训练人工智能简化，以减多于人工对资料顺利进行时分类标识时开销的运输成本和整整。几个年初后，百度的一个制作团队发售了一个名为 BERT 的种系统。该种系统在研究指导工作了数百万个短语后学时会了如何假设漏丢弃的单字。在一个多项并不须要要飞行测试中都，它在填空全面性的展示单单和生命体一样好。这些改进加上更是好的语音裂解种系统，让我们从相比较简单的向人工智能简化密友下处理程序靠拢与它们交谈。它们将情况下处理事件日常无聊，如做时会议记录、搜索信息或其网站购物。这样的人工智能简化密友早已面世，如百度密友的逆天升级版百度 Duplex，可以找来你接听拨打，甚至软性丢弃网际网路及拨打推销。它还可以打来找来你预左右咖啡馆或沙龙。在中都国，卖家打算习惯阿里头巴巴 (Alibaba) 的 AliMe。AliMe 通过拨打协调包覆寄送，还可以与顾客正因如此。尽管人工智能简化处理程序能更是好地找单单你的须要求，它们即便如此不必表达单单来一个基本的短语。制作者简化或由统计生成的话说道总结了向机械灌输或许的词汇表达单单来是多么艰难。一旦我们解决了这个新问题，我们显然时会看到人工智能简化的另一种进简化：从电子商务协调人到女佣、家教，甚至老友。