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MIT发布2018年“全球十大突破性技术”,并点评各科技领域的“新贵”
2018年03月23日 作者: 暂无评论 286+ 0

近日,《麻省理工科技评论》(MIT Technology Review)揭晓了2018年“全球十大突破性技术”。作为当今知名的技术榜单之一,《麻省理工科技评论》延续17年的历史,日前遴选出2018年全球“十大突破性技术”,并对实现该技术突破的企业进行了罗列,点评了各科技领域的“新贵”。

快速3D金属打印

入选理由:新型设备首次让3D打印金属零部件成为实用型产品

技术突破:3D金属打印机实现了低成本快速金属物体打印

重大意义:按需打印大型复杂金属物体的能力将为制造业带来变革

主要研究者:Markforged、Desktop Metal、GE等

成熟期:现在MIT

MIT虽然3D打印技术已经存在了几十年,但成本昂贵速度慢。随着成本的降低,操作越来越简单,这项技术有望成为可用于零部件生产的实用技术。如果它被广泛应用,将有可能改变大规模量产产品的方式。

短期来看,有了这项技术后,制造商们将不再需要维持大量的库存。长期来看,大规模生产某一特定零部件的大工厂将会被产品线丰富的小工坊所取代。这些小工坊将能按照顾客的需求随时打印出各种各样的零部件。

这项技术的优势在于它可以生产出更轻、更坚固的金属零部件,以及用传统金属加工方法无法制造出来的复杂形状的零部件,甚至还可以在制造过程中精确调控金属的微观结构。

2017年,来自劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(Lawrence Livermore National Laboratory)的研究人员宣布,他们研发出了一种3D打印不锈钢零部件的方法,通过这种方法生产出来的零部件的强度是传统方法的两倍。

同样在2017年,位于波士顿附近的3D打印初创公司Markforged发布了第一台价格在10万美元以下的3D金属打印机。

而另一家位于波士顿地区的3D打印初创公司Desktop Metal也在2017年12月开始交付他们的第一台3D金属原型打印机。该公司还计划推出体积更大的、用于工业制造的打印机,它们的速度将会比之前的3D金属打印机快100倍。

Desktop Metal公司现在推出了一款用于3D金属打印的软件。使用者只要在软件中输入他们所要打印的物体规格,软件就会生成一个适用于3D打印的计算机模型。

GE公司长期以来一直将3D打印技术用于它的航空产品生产中。该公司现在也正在测试一款新型3D金属打印机,该打印机打印速度很快,可用于大型零部件的生产。而GE计划在2018年开始销售该3D金属打印机。

完美网络隐私

入选理由:原本为加密货币的交易过程开发的一种工具,现在能让你在上网时避免透露任何非必要信息

技术突破:计算机专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验证

重大意义:如果你需要透露个人信息以在网上完成某件事,这款工具可以让你在免除隐私泄漏或身份被盗窃风险的同时轻松实现

主要研究者:Zcash、摩根大通、荷兰国际集团等

成熟期:现在MIT

多亏一款新工具的出现,真正的互联网隐私终于可以实现了。该工具可以让你不用透露出生日期就能证明自己年满18岁,或者不用透露自己的银行余额或其他细节,就能证明自己在银行有足够的存款可以完成金融交易。这样就大大降低了隐私泄漏或身份盗用的风险。这款工具是一种叫作“零知识验证”(zero-knowledge proof)的新密码协议。

尽管研究人员已经研究了几十年,但直到去年人们对零知识验证的兴趣才开始暴增,某种程度上,这要得益于人们对加密货币日益增长的热情,以及大多数加密货币都为机构所拥有的现实。同时,很大一定程度上也得益于2016年末建立的电子货币——Zcash把零知识验证应用于实际。Zcash的研发人员使用一种叫作zk-SNARK(简明非交互零知识验证)的方法让用户进行匿名交易。通常,这在比特币以及其他公共区块链系统中是不可能实现的,比特币以及其他公共区块链系统中的交易对所有人都是公开透明的。

尽管理论上来说,这些交易都是匿名的,但通过与其他数据进行结合,还是可以追踪到甚至识别出交易人。世界第二大区块链网络以太坊创始人Vitalik Buterin将zk-SNARK称为一项“彻底改变游戏规则的技术”。对银行来说,这样就可以在支付系统中使用区块链了,同时还能保护客户隐私。

去年,摩根大通将zk-SNARK添加到自己基于区块链的支付系统中。不过尽管zk-SNARK承诺种种好处,但计算量大,运行缓慢。同时,zk-SNARK需要“信任安装”,所生成的密钥如果落入坏人之手就可以破坏整个系统。不过,研究人员正在努力研究替代方案,希望可以更加高效地部署零知识验证,同时不需要上述密钥。

零碳天然气发电

入选理由:一种针对天然气发电厂的新工程学方法,将二氧化碳回收再利用

技术突破:一家发电厂能够以廉价高效的方式捕捉天然气燃烧释放的碳元素,避免了温室气体的排放

重大意义:天然气发电为美国提供了近32%的电力,其碳排放量也达到电力部门总碳排放量的30%

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

成熟期:3~5年MIT

在可预见的未来,我们可能要一直将天然气作为主要的发电能源之一。现成又便宜的天然气发电占美国总发电量的30%,全世界发电量的22%。天然气虽然比煤炭清洁得多,仍造成了大量的碳排放。

在美国炼油工业区的中心休斯顿城外出现了一家前沿发电厂,他们正在测试一项可以实现清洁天然气能源的技术。这家公司拥有50兆瓦的项目,他们就是Net Power。该公司相信他们能捕获天然气发电过程中释放的所有二氧化碳,同时又能够以低廉的成本发电,至少和标准天然气发电厂的成本相同。

如果此举真的可以实现,就意味着从此就可以以合理的价格从化石燃料中获得零碳能源。这样的天然气发电必会改善能源供给的局面,因为它既不像核能那样成本高昂,也不像可再生能源那样供给不稳定。

Net Power公司是8 Rivers Capital、Exelon电力公司以及CB&I能源公司合作的产物。这家公司的发电厂已经在试运行且开始了初始测试,他们打算在未来几个月内就公布初次评估的结果。

这家发电厂将燃烧天然气产生的二氧化碳放置到高压高温的环境中,并用合成的超临界二氧化碳作为“工质”,驱动一个特制的涡轮机。其中,大部分的二氧化碳都能被不断地再利用,剩下不能利用的可以用一种低成本的方式捕获。

降低成本的关键在于出售部分二氧化碳。目前二氧化碳主要用于协助开采原油。这个市场容量有限,也并不环保。然而最终Net Power希望其他行业对二氧化碳的需求能够扩大,比如水泥制造业、塑料制造业及其他碳基材料行业。

人造胚胎

入选理由:科学家们已经开始通过干细胞制造胚胎

技术突破:在不使用卵细胞或精子细胞的情况下,研究人员仅从干细胞中就可以培育出类似胚胎的结构,为创造人造生命提供了一条全新的途径

重要意义:人造胚胎将为研究人员研究人类生命神秘起源提供更方便的工具,但该技术正在引发新的生物伦理争议

主要研究者:剑桥大学、密歇根大学、洛克菲勒大学、中国科学院等

成熟期:现在MIT

英国剑桥大学的胚胎学家们在一项重新定义了如何创造人造生命的突破性研究中,利用干细胞培育出了一种逼真的小鼠胚胎。该胚胎并不是由卵细胞与精子结合而来的,只使用了从另一个胚胎中得到的细胞。

研究人员将这些细胞小心翼翼地放在三维支架上观察,细胞随后彼此开始联结,并且排列成几天大的老鼠胚胎独有的子弹形状,研究人员被这一景象吸引住了。“我们知道干细胞有着极其强大的潜能,可以展现出近乎魔法般的能力。然而,我们没有意识到,他们可以如此完美地实现自组织”,团队负责人Magdelena Zernicka -Goetz表示。

Zernicka-Goetz说:“‘合成’的胚胎可能不会发育成老鼠。尽管如此,它们也意味着,我们很快就可以实现在没有卵子的情况下育出哺乳动物。”

但这并不是Zernicka-Goetz的最终目标。她想研究早期胚胎的细胞是如何开始分化出其特殊作用的。她说,研究的下一步是使用人类胚胎干细胞生成人造胚胎。

人工合成的人类胚胎将是科学家们的福音,这可以让他们梳理出胚胎在早期发展中经历的过程。而且,由于这些胚胎是从易操作的干细胞发展而来的,实验室将能够使用各种工具,例如基因编辑技术,在它们生长的过程中对它们进行研究。

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