MIT發布2023年“全球十大突破性技術”，可能改變世界

　　1月9日，《麻省理工科技評論》（MIT）最新公布2023年“十大突破性技術”榜單。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡、用于高膽固醇的CRISPR（基因編輯）、制作圖像的AI等成果入選。

　　該榜單為《麻省理工科技評論》推出，每年進行一次，旨在從眾多大、中、小公司和科研機構的海量成果中，捕捉可能會“改變世界”的新技術，指明科技浪潮涌動的方向，榜單曾精準預測了腦機接口、智能手表、癌癥基因療法、深度學習等諸多熱門技術的崛起。

　　值得一提的是，自2021年起，《麻省理工科技評論》“全球十大突破性技術”線下發布及解讀正式落地杭州未來科技城。記者了解到，2023年“十大突破性技術”的線下解讀會計劃于今年上半年在杭州未來科技城舉辦。

　　今年這份科技榜單上有哪些新成果？記者整理了其中的亮點，讓我們一睹為快。

　　一、詹姆斯·韋伯太空望遠鏡

　　主要研究者：美國國家航空航天局、歐洲空間局、加拿大航天局、空間望遠鏡研究所；

　　成熟期：現在

　　經過幾十年的努力，美國國家航空航天局耗資100億美元打造的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST，James Webb Space Telescope）于2021年12月發射升空。該望遠鏡由美國、歐洲和加拿大合作完成，是人類有史以來發射到太空的最大望遠鏡，其威力是前身哈勃太空望遠鏡的100倍。它還專門設計用于探測紅外輻射，使其能夠穿透塵埃，回看到宇宙第一批恒星和星系形成的時期。

　　JWST是專為跨越這種天文時間打造的。它的主鏡直徑為21英尺，是哈勃望遠鏡直徑的三倍，因此分辨率更高。它有一個網球場那么大的遮陽板，以保護鏡子和儀器免受太陽熱量和光照的影響。為了幫助它到達太空，工程師們將JWST的鏡子和遮陽板設計成了可折疊式，以便安裝在火箭整流罩內。它們會在發射后展開，隨著望遠鏡朝著距離地球150萬公里的最終軌道飛行。

　　二、用于高膽固醇的CRISPR

　　主要研究者：Verve Therapeutics,Beam Therapeutics,Prime Medicine, 伯勞德研究所

　　成熟期：10~15年

　　由Verve Therapeutics開發的降膽固醇療法，依賴于一種被稱為堿基編輯或“CRISPR 2.0”的基因編輯形式。科學家現在可以用一個DNA堿基來替換另一個，這是一種更具針對性的方法，而不是簡單地通過切割來“關閉”特定基因。理論上，這應該更安全，因為可以減少錯誤地切割一個重要基因的可能性，并且避免DNA被切割后修復自身時可能發生的潛在錯誤。

　　一種更新形式的CRISPR可能會發揮更大作用。先導編輯（Prime Editing）或“CRISPR 3.0”使得科學家可以將大片段DNA插入基因組。如果它在人身上有效，就可以讓科學家替換掉致病基因。

　　總之，這些新形式的CRISPR可以擴大基因編輯的范圍，使其用于治療更多疾病，包括遺傳疾病以外的疾病。總有一天，人們可以選擇在基因密碼中添加被認為可以預防高血壓或其他某些疾病的基因。

　　三、制作圖像的AI

　　主要研究者：OpenAI,Stability AI,Midjourney,Google

　　成熟期：現在

　　OpenAI在2021發布了其文本到圖像模型DALL-E，你只需輸入一段簡單描述，幾乎任何內容都可以，程序就會在幾秒內生成一張你想要的圖片。2022年4月發布的DALL-E 2可以生成更高質量的圖片。谷歌還推出了自己的圖像制作AI，名為Imagen。

　　然而，最大的游戲改變者是穩定擴散（Stable Diffusion），這是一個開源的文本到圖像模型，由英國初創公司Stability AI免費發布。穩定擴散不僅可以產生一些迄今為止最令人驚嘆的圖像，而且它被設計為可以在一臺（性能尚可的）家用計算機上運行。

　　通過讓所有人都可以使用文本到圖像模型，Stability AI加速了創造力和創新的爆炸。在短短幾個月內，數百萬使用者創建了數千萬張圖片。

　　商業軟件正在集成這項技術，比如Photoshop。視覺效果藝術家和電子游戲工作室正在探索如何（用它）加快開發流程。文本到圖像技術已經發展到文本到視頻。在過去幾個月，谷歌、Meta和其他公司演示了人工智能生成的視頻片段，雖然只有幾秒長，但這終將改變。有一天，或許只要把劇本輸入電腦，就可以制作電影。

　　四、按需器官制作

　　主要研究者：eGenesis、Makana Therapeutics、United Therapeucs

　　成熟期：10~15年

　　在去年的兩個月里，一位名叫大衛·貝內特（David Bennett）的57歲男子體內有一顆豬心在跳動。馬里蘭大學的外科醫生們把它植入人體內，并希望了解經過基因編輯的豬心臟是否能救人。

　　使用動物器官是一個潛在的解決方案，但要克服人體對它們的排異并不容易。例如，豬組織表面的糖會使我們的免疫系統進入攻擊模式。藥物可以幫助抑制反應，但這還不夠。因此，生物技術公司利用基因編輯技術改造豬組織，去除這些糖分子并添加其他基因，使豬組織看起來更像人的組織。

　　通過以這種方式編輯豬的DNA，幾家生物技術公司現在已經創造出了器官與人體更兼容的動物。盡管貝內特去世了，原因是在移植的器官中發現了病毒，但他的醫生們聲稱，移植的豬心從未出現典型的器官排異癥狀。現在，他們正在計劃招募更多患者進行研究。

　　在未來，器官工程可能根本不需要動物。研究人員正在探索如何從頭開始設計復雜組織，目前處于早期階段。

　　五、遠程醫療墮胎藥

　　主要研究者：Choix,Hey Jane,Aid Access,Just the Pill,Abortion on Demand,Planned Parenthood,Plan C

　　成熟期：現在

　　2021年疫情期間，美國食品和藥物管理局（FDA，Food and Drug Administration）臨時允許衛生保健提供者向患者郵寄兩種藥物，即米非司酮和米索前列醇，當兩者一起服用時，可以導致墮胎。幾年前，美國食品和藥物管理局發現這些藥物在終止早期妊娠方面是安全有效的。至2020年，這些藥物導致的墮胎占美國墮胎總數的一半以上。2021年底，FDA將上述臨時舉措變為永久。

　　隨著美國禁止墮胎的州“觸發法”生效，人們對墮胎藥的興趣和需求激增。總部設在歐洲的AidAccess擁有獨特的優勢，它可以將墮胎藥運送到美國的任何一個州。但大多數通過郵寄方式提供墮胎藥的初創公司都要遵循州法律，這意味著生活在禁止墮胎的13個州，或另外7個州（要求醫生必須給孕婦當面開具處方藥）的人必須跨州旅行或設置其他郵寄地址才能使用這些服務。

　　六、改變一切的芯片設計

　　主要研究者：RISC-V國際、英特爾（Intel）、SiFive、SemiFive、中國RISC-V產業聯盟

　　成熟期：現在

　　你有沒有想過，智能手機和藍牙音箱是由不同公司制造的，它們是如何實現連接的？這是因為藍牙是一個開放的標準，這意味著它的設計規范，比如所需的頻率和數據編碼協議，都是公開的。基于以太網、Wi-Fi、PDF等開放標準的軟硬件早已家喻戶曉。

　　現在，一個被稱為RISC-V的開放標準可能會改變公司制造計算機芯片的方式。

　　由于RISC-V是一個開放標準，任何人都可以免費用它來設計芯片。RISC-V規定了計算機芯片指令集的設計規范。指令集描述了芯片改變其晶體管所代表的值的基本操作。例如，如何將兩個數字相加。RISC-V最簡單的設計只有47條指令，但如果公司需要功能更復雜的芯片，它也提供了其他設計規范。

　　RISC-V芯片已經開始出現在耳機、硬盤和AI處理器中，已經售出了100億個內核。許多公司也在為數據中心和航天器進行RISC-V設計。RISC-V的支持者預測，幾年后，這種芯片將無處不在。

　　七、古代DNA分析

　　主要研究者：馬克斯普朗克進化人類學研究所（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）,哈佛大學David Reich實驗室（David Reich Lab at Harvard）

　　成熟期：現在

　　科學家們一直在尋找更好的工具來研究古代人類的牙齒和骨骼。在過去，他們不得不搜索許多古代遺跡，以找到保存完好的樣本進行分析。

　　現在，更便宜的技術和新的方法使商業測序儀可以看清受損的DNA，這為古代DNA分析的繁榮提供了動力。

　　如今，科學家甚至可以不需要牙齒或骨骼，僅僅在尼安德特人尿過的泥土中就能分析他們的 DNA 微觀痕跡。2022年11月，古遺傳學成為了關注焦點，因為馬克斯·普朗克進化人類學研究所的遺傳學家斯萬特·帕博（Svante P??bo）因其相關的基礎性研究工作獲得了諾貝爾獎。

　　通過古代DNA分析，我們發現了兩種已滅絕的人種“呂宋人（Homo luzonensis）”和“丹尼索瓦人(Denisovans)”，還知道了現代人類攜帶大量丹尼索瓦人和尼安德特人的DNA。同時現在我們擁有全基因組數據的古代人類個體的數量迅速增加，從2010年的5個增加到了2020年的5550個。

　　這些技術表明了印度人的祖先是多種多樣的，對種姓制度造成了沖擊。西西里島一個有2500年歷史的戰場中的DNA顯示，古希臘軍隊比歷史學家認為的更為多樣化。

　　古老的樣本也可以解開現代健康之謎。去年，科學家們發現了一個基因的單一突變，這種突變使人們在黑死病中存活的可能性提高了40%，但它同時也是可能導致克羅恩病等自身免疫疾病的因素。

　　八、電池回收利用

　　主要研究者：Baykar Technologies, Shahed Aviation Industries

　　成熟期：現在

　　從舊筆記本電腦、腐蝕的電鉆和電動汽車中回收的高價值金屬，可以為未來的汽車提供動力。這得益于回收技術的進步，使舊電池變成新電池成為可能。

　　隨著電動汽車變得越來越普遍，人類對鋰離子電池的需求也在飆升。對于氣候變化來說，更多地使用電動汽車是一個好消息。但制造電池所需的金屬供應已經捉襟見肘，到2050年，我們對鋰的需求可能會增加20倍。

　　回收可能會有所幫助。舊的廢舊電池處理方法難以可靠地回收足夠多的這些金屬，也就不能產生經濟回報。但新的方法很快改變了這一點，使回收商能夠更有效地溶解金屬并將其與電池廢料分離。

　　在廢舊電池和電池生產過程中遺留的制造廢料中，回收設施現在可以回收幾乎所有的鈷和鎳，以及超過80%的鋰，回收商計劃以與開采材料接近的價格轉售這些金屬。鋁、銅和石墨也經常被回收。

　　今天，中國在電池回收方面處于世界領先地位，主要由寧德時代等大型電池公司的子公司主導。歐盟最近提出了針對電池制造商的回收法規。北美的公司，如Redwood Materials和 Li-Cycle，正在迅速擴大運營規模，其資金來自數十億美元的公共和私人投資。

　　九、必然到來的電動汽車

　　主要研究者：比亞迪、現代、特斯拉、大眾

　　成熟期：現在

　　電動汽車正在改變汽車行業。

　　雖然電動汽車的銷售狀況過去一直在緩慢增長，但最近幾年卻在飆升。根據國際能源署（International Energy Agency）的數據，2022年，無排放汽車和卡車可能占全球所有新車銷量的13%，而兩年前僅為4%。到2030年，這一數字有望增長到30%左右。

　　各種驅動力一起推動了電動汽車從小眾選擇走向主流。

　　政府已經制定了政策，迫使汽車制造商裝備新的制造工具，并激勵消費者做出改變。值得注意的是，加利福尼亞州和紐約州將要求所有新車、卡車和SUV在2035年前實現零排放，而歐盟在新聞發布會上幾乎敲定了一項類似的規定。

　　接著，汽車公司正在成立供應鏈，建設制造能力，并發布更多性能更好的車型，包括多個價格區間和產品類型。

　　五菱宏光Mini是一款起步價略低于5000美元的小型電動汽車，現已成為世界上最暢銷的電動汽車，這加強了中國作為最大電動汽車制造商的主導地位。

　　去年，來自Hero Electric、Ather和其他公司的兩輪車和三輪車不斷增加，幫助印度電動汽車銷量增長了三倍（盡管總銷量仍僅為43萬輛左右）。

　　十、大規模生產的軍用無人機

　　主要研究者：Baykar Technologies, Shahed Aviation Industries

　　成熟期：現在

　　幾十年來，“捕食者（Predator）”和“收割者（Reaper）”等高端的、具備精確打擊能力的美國飛機主導了無人機戰爭。然而在俄烏戰爭中，起關鍵作用的是伊朗或土耳其制造的低預算版本。它們的廣泛使用改變了無人機的作戰方式，以及誰能發動無人機作戰。

　　這些新式無人機，有一些是市面上常見的四旋翼機。其他的無人機，如價值3萬美元由伊朗制造的爆炸型沙希德無人機，俄羅斯曾用它執行遠程襲擊任務。但最引人注目的是土耳其Baykar公司生產的、價值500萬美元的BayraktarTB2。TB2是由平價部件組成的一個慢速飛行器。它最高能以每小時138英里的速度飛行，通信距離約186英里。Baykar聲稱它可以在空中停留27小時。但是當TB2與攝像頭結合后，圖像和視頻數據可以與地面站共享，它就成為了一個強大的工具，既可以精準發射機翼上攜帶的激光制導炸彈，也可以幫助指揮地面炮火。