導讀

自 2001 年起，《麻省理工科技評論》每年都會評選出當年的“十大突破性技術”，這份在全球科技領域舉足輕重的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。當然，與其說是“預測”，不如說是《麻省理工科技評論》站在全球科技最前沿，目睹了科技創(chuàng)新的百年變遷后的一種沉淀，是對科研邁向產(chǎn)業(yè)的可行性分析，是對技術商業(yè)化及影響力的研判。

今年是《麻省理工科技評論》創(chuàng)刊 120 周年，2019 年的“十大突破性技術”榜單也與過去稍有不同。在本次的榜單評選中，我們非常榮幸的邀請到了比爾·蓋茨先生作為客座評選人，他全程參與了評選工作，并為本屆榜單作序。本屆榜單的入選技術也多是以“人類福祉”為最終目標。

正如比爾·蓋茨先生所說，看過這些突破性技術之后，你會覺得“美好的未來，值得我們?yōu)橹畩^斗”。

世界未來，盡在吾輩手中

比爾·蓋茨

能受邀成為《麻省理工科技評論》“十大突破性技術”誕生以來的首位客座評選人，我倍感榮幸。從眾多科技成果中優(yōu)中選優(yōu)并不容易。因為我希望我參與選出的技術，不僅是 2019 年的關注焦點，更能為整個科技史留下濃重的一筆。這也令我思考，科技創(chuàng)新是如何隨著時間的推移而演變的。

說到改變世界的突破性技術，我第一個想到的，是犁。它完美代表了人類創(chuàng)新的歷史。早在公元前 4000 年，美索不達米亞的農(nóng)民們就開始用磨尖了的棍子給土壤透氣。后來，經(jīng)歷了漫長的修補和完善，我們終于看到了今天的犁，這一技術上的奇跡。

但犁到底有什么用呢？犁，能用來創(chuàng)造：有了犁，我們能播撒更多種子，收獲更多糧食，有更多東西吃。可以毫不夸張地說，在那些缺乏食物的地方，犁就是人們多活幾年的保障。與古代、現(xiàn)代的很多技術一樣，犁能以更有效的方式創(chuàng)造更多東西，也讓更多人受益。

實驗室人造肉類是我今年選出的十大突破性技術之一。與犁相比，在實驗室里培養(yǎng)動物蛋白并不是為了養(yǎng)活更多人。即便肉類需求上升，現(xiàn)在的家畜也已足夠養(yǎng)活全世界了。下一代蛋白質(zhì)不是為了讓肉更多，而是為了讓肉更好。它讓我們在不助長森林砍伐或甲烷排放的前提下，更好地供給這個人口不斷增長、生活水平不斷提升的世界，讓我們不用殺害任何動物就能享用漢堡。

換句話說，犁延長了我們的壽命，而實驗室中制造的肉類則改善了我們的生活質(zhì)量。人類歷史中，我們的大部分創(chuàng)新都給了前者，我們的努力也取得了回報：全球人口預期壽命從 1913 年的 34 歲，1973 年的 60 歲，提高到了今天的 71 歲。隨著壽命的延長，我們的注意力也慢慢轉(zhuǎn)向生活幸福感的提升。如果我們把突破性技術分為增加物質(zhì)滿足和提升生活質(zhì)量兩類，你可能會覺得 2009 年的榜單好像和今年的沒什么不同。因為人們關注點的改變和大多數(shù)進步一樣，非常漸進，難以察覺。整個過程需要幾十年而不是幾年 - 我相信，我們只是還在轉(zhuǎn)型的過程中。

還要明確一件事，我認為人類短期內(nèi)不會放棄對延長壽命的探索。我們離人人都能健康長壽這個目標還很遙遠，還要做出大量的創(chuàng)新。此外，我剛提到的“質(zhì)”和“量”可以同時提升。舉例來說，有了瘧疾疫苗，兒童不再會因為瘧疾而發(fā)育遲緩，這是對孩子生命的拯救，也是對他們生活質(zhì)量的提升。

放在歷史的長河里看，我們對時下的世界如此著迷，就是因為現(xiàn)在，增加物質(zhì)滿足和提升生活質(zhì)量可以一起實現(xiàn)。如果要我預測一下這個榜單幾年后的評選結果，我敢打賭，治療慢性病的技術將會是一大主題，我說的技術并不光是新的藥物（雖然我個人很想看到阿爾茨海默癥等疾病的新藥上榜），還有能幫關節(jié)炎患者保持靈活的機械手套，能幫重度抑郁患者得到所需治療的手機應用之類的創(chuàng)新。

如果把眼光放得再遠一些，比如展望一下 20 年后的技術榜單，我希望上榜的幾乎都是以提升人類福祉為目標的技術。我認為未來的聰明人會關注更加形而上學的問題，比如說：人類的幸福感如何提升？人與人之間有意義的連接如何建立？怎樣才能幫助每個人都過上充實的生活？

我很愿意看到 2039 年的榜單是圍繞著這些問題展開的，因為這意味著那時的我們已經(jīng)成功戰(zhàn)勝了疾病，還能應對氣候變化。這就是在我看來人類能取得的最大的進步。不過，就目前而言，能改變?nèi)祟惖募夹g創(chuàng)新都既能延長壽命，又能提高生活質(zhì)量的，我選出的技術也是基于這兩個考量。這些技術從不同方面激勵我樂觀面對未來，希望它們也能對你有所啟發(fā)。

我所選出的技術，從預測早產(chǎn)的簡單血液測試，到能夠消滅致命病原體的廁所，都是未來拯救生命的強大武器。我也為榜單上其他能夠改善我們生活的技術感到興奮，比如穿戴式健康監(jiān)測設備，其中腕部心電儀會給心臟病人預警即將出現(xiàn)的問題，血糖檢測儀能幫糖尿病人時刻追蹤血糖指標，控制病情發(fā)展；先進的核反應堆能為世界提供無碳、安全、可靠的能源。

我選出的技術中，還有一項甚至讓我們看到，未來的世界將會以實現(xiàn)個人價值為主要目標——它就是屬于每個人的人工智能助理，它甚至能幫你把電子郵箱都整理好。

這聽起來可能沒什么了不起，但是，當以往每天用來看電子郵件的 30 分鐘可以用來做別的，就給生命創(chuàng)造了很多其他可能性。我知道，有些人會用這些時間做更多工作，但我希望大多數(shù)人能在這段時間里和朋友喝喝咖啡，輔導一下孩子的功課，甚至是在社區(qū)里做做志愿者。

我想，以上的美好生活，就是值得為之奮斗的未來。

《麻省理工科技評論》在今天正式揭曉2019 年“全球十大突破性技術”（10 Breakthrough Technologies）。

圖 |2019 年《麻省理工科技評論》全球十大突破性技術榜單包括：靈巧機器人、核能新浪潮、早產(chǎn)預測、腸道顯微膠囊、定制癌癥疫苗、人造肉漢堡、捕獲二氧化碳、可穿戴心電儀、無下水道衛(wèi)生間、流利對話的AI助手共 10 大突破性技術。

以下是該份榜單詳細內(nèi)容及部分解讀節(jié)選：

靈巧機器人

重大意義：機器正在通過自我學習學會應對這個現(xiàn)實世界。如果機器人能學會應對混亂的現(xiàn)實世界，那么它們就可以勝任更多的任務。

主要研究者：OpenAI（人工智能非營利組織）、卡內(nèi)基梅隆大學、密歇根大學、加州大學伯克利分校

成熟期：3-5年

盡管人們一直在討論機器取代人類工作的話題，但目前工業(yè)機器人仍然表現(xiàn)得較為笨拙且靈活性欠佳。雖然機器人可以在裝配線上不厭其煩地重復著同一個動作，同時還能保持超高的精度，但哪怕目標物體被稍微移動了一點，或?qū)⑵涮鎿Q成不同的零件，機器人的抓取過程就會變得十分笨拙甚至是直接抓空。

如今，雖然我們還無法讓機器人做到和人一樣，在看到物體后就明白如何將其拿起，但現(xiàn)在它可以通過在虛擬空間里進行反復的試驗，最終自主學會處理眼前的物體。

位于舊金山的非盈利組織OpenAI 就推出了這樣一套 AI 系統(tǒng) Dactyl，并已成功操控一個機器手讓其靈活地翻轉(zhuǎn)一塊積木。這套神經(jīng)網(wǎng)絡軟件能夠通過強化學習，讓機器人在模擬的環(huán)境中學會抓取并轉(zhuǎn)動積木后，再讓機器手進行實際操作。這套軟件開始時會進行隨機的嘗試，并在不斷地接近最終目標的過程中逐漸加強網(wǎng)絡內(nèi)部的連接。

通常我們無法讓機器人將模擬練習中獲得的知識應用到現(xiàn)實環(huán)境里，因為我們很難模擬出像摩擦力或是材料的不同性質(zhì)這樣的復雜變量。而 OpenAI 團隊則通過在虛擬訓練中引入隨機性來克服了這個問題。

現(xiàn)階段，我們還要取得更多的突破才能讓機器人變得更加靈活。但如果研究人員能夠很好地利用這種學習方法，未來的機器人將有望能夠?qū)W會組裝電子產(chǎn)品、將餐具擺入洗碗機里、甚至是能夠?qū)⑴P床的人從床上扶起。

核能新浪潮

重大意義：先進的核聚變和核裂變反應堆正在走進現(xiàn)實。在減少碳排放和限制氣候變化的努力方面，核能的作用似乎正變得越來越不可或缺。

主要研究者：陸地能源（Terrestrial Energy）、泰拉能源（TerraPower）、紐斯凱爾（NuScale）、General Fusion

成熟期：新型核裂變反應堆到 2020 年代中期有望實現(xiàn)大規(guī)模應用；核聚變反應堆仍需至少十年時間。

在過去的一年中，新型核反應堆發(fā)展勢頭強勁，核能的使用將會變得更安全，成本也更低。新型反應堆的發(fā)展包括：顛覆了傳統(tǒng)設計的第四代核裂變反應堆、小型模塊化反應堆，以及似乎永遠也無法實現(xiàn)的核聚變反應堆。第四代核裂變反應堆的開發(fā)者，比如加拿大的 Terrestrial Energy 和總部位于華盛頓的泰拉能源（TerraPower），已經(jīng)開始與電力公司建立研發(fā)合作關系，力爭在 2020 年代之前實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電（這個估計可能有些樂觀）。

小型模塊化反應堆可以產(chǎn)生的電力，通常為數(shù)十兆瓦（相比之下，傳統(tǒng)核反應堆可以產(chǎn)生約 1000 兆瓦的電力）。像俄勒岡州的 NuScale 這樣的公司表示，小型化的反應堆可以節(jié)約資金成本，并降低環(huán)境和金融風險。

核聚變方面也有進展。雖然沒人指望可控核聚變技術會在 2030 年以前實現(xiàn)交付，但像 General Fusion 和 Commonwealth Fusion Systems 這樣的來自麻省理工學院的初創(chuàng)企業(yè)，正在取得一些積極進展。許多人認為可控核聚變只是黃粱美夢，然而，由于核聚變反應堆不會出現(xiàn)堆芯熔毀，也不會產(chǎn)生衰變期長、放射性高的核廢料，它所可能會面臨的公眾抵制應該會比常規(guī)核反應堆少很多。（比爾·蓋茨是泰拉能源和 Commonwealth Fusion Systems 的投資方。）

早產(chǎn)預測

重大意義：每年有 1500 萬嬰兒過早出生，這是 5 歲以下兒童死亡的主要原因

主要研究者：Akna Dx

成熟期：可在 5 年內(nèi)進入臨床測試。

簡單的驗血可以預測孕婦是否有過早分娩的風險。我們的遺傳物質(zhì)主要存在于細胞內(nèi)。

但是少量的“無細胞”DNA 和 RNA 也漂浮在我們的血液中，通常由垂死細胞釋放。在孕婦中，這些游離的遺傳物質(zhì)碎片來自胎兒、胎盤和母親的細胞。斯坦福大學的生物工程師 Stephen Quake 已經(jīng)找到了一種方法來解決醫(yī)學界最棘手的問題之一：大約十分之一的嬰兒過早出生。

自由漂浮的 DNA 和 RNA 攜帶者以前需要侵入性細胞抓取細胞的信息，例如對腫瘤進行活組織檢查或刺破孕婦的腹部進行羊膜穿刺術。不一樣的是現(xiàn)在更容易檢測和分析血液中無細胞遺傳物質(zhì)。

在過去幾年中，研究人員開始通過從血液中檢測腫瘤細胞的 DNA，以及通過血液檢測對孕婦進行唐氏綜合癥等疾病的產(chǎn)前篩查。這些檢測依賴于尋找 DNA 中的基因突變。另一方面，RNA 是調(diào)節(jié)基因表達的分子物質(zhì)，能夠決定從基因中產(chǎn)生多少蛋白質(zhì)。

通過對母親血液中的自由漂浮的 RNA 進行測序，Quake 篩選出與早產(chǎn)有關的七種基因表達的波動。這讓他可以識別可能過早分娩的女性。一旦被警告，醫(yī)生可以采取措施避免早產(chǎn)，并給予孩子更好的生存機會。

Quake 說，血液檢測所運用的技術，快速，簡便，每次測量不到 10 美元。他和他的合作者已經(jīng)創(chuàng)辦了一家創(chuàng)業(yè)公司 Akna Dx 將其商業(yè)化。

腸道顯微膠囊

重大意義：一種小型的、可吞咽的設備，不使用麻醉也可以捕捉到腸道的詳細圖像，甚至在嬰兒和兒童體內(nèi)也可以。這一設備使腸道疾病的探測和研究變得更為容易，其中包括使貧困地區(qū)的數(shù)百萬兒童發(fā)育不良的一種疾病。

主要研究者：麻省總醫(yī)院

成熟期：目前在成人體內(nèi)使用；嬰兒試驗將于2019年進行。

環(huán)境性腸功能障礙（EED）可能是你從未聽說過的花費最高昂的疾病之一。以腸道發(fā)炎、腸道泄露和營養(yǎng)吸收不良為特征，這一疾病在貧窮國家廣泛傳播，這也是這些地區(qū)許多人營養(yǎng)不良、發(fā)育遲緩、未能達到正常身高的原因之一。

沒有人知道引起 EED 的具體原因是什么，也沒有人知道怎樣預防或治療這一疾病。切實可行的檢測手段可以幫助醫(yī)務工作者了解何時應該干預及怎樣治療。在嬰兒中已經(jīng)有了治療方法，但診斷和研究這些幼兒腸道疾病通常需要麻醉，并將一個稱為內(nèi)窺鏡的管子插入喉嚨。這種方法昂貴、不舒服、且在 EED 盛行地區(qū)難以開展。

因此，麻省總醫(yī)院（MGH）的病理學家和工程師 Guillermo Tearney 研發(fā)了一種小型設備，這種設備能夠檢測 EED 的表現(xiàn)癥狀，甚至可以進行組織活檢。與內(nèi)窺鏡不同，它在基礎保健檢測過程中應用簡單。

Tearney 的可吞咽膠囊顯微鏡附在可彎曲的線型導管上，被連接到一種叫做光學相干斷層成像系統(tǒng)( OCT )的設備上。在病人將膠囊吞咽后，醫(yī)療人員在將纖維膠囊拉回的過程中，能夠無死角對整個消化道做纖維斷層掃描。這種膠囊在消毒后可以重復利用（這聽起來有點令人不適，但是 Tearney 的團隊已經(jīng)研發(fā)出一種技術，據(jù)他們說，這種技術不會造成不適。）它還帶有以單細胞分辨率拍攝消化道表面的技術，以及捕捉幾毫米深度的三維橫截面的技術。

這項技術有幾種應用；在麻省總醫(yī)院, 它被用來檢測巴雷特食管，一種食管癌的前身。關于 EED，Tearney 的團隊研發(fā)出了一種更小的版本，可以給不能吞咽藥丸的嬰兒使用。這已經(jīng)在盛行 EED 的巴基斯坦地區(qū)的青少年身上驗證過了，此外，計劃在 2019 年進行嬰兒試驗。

這一小型探測儀將幫助研究者們回答關于 EED 進展的相關問題——例如它會影響什么細胞和是否有細菌涉及其中——并評估干預手段和潛在療法。

定制癌癥疫苗

重大意義：通過識別各腫瘤的特異性突變，激發(fā)人體的天然防御能力，從而對癌細胞進行針對性破壞。傳統(tǒng)化學療法對健康細胞有很大影響，而且對腫瘤的治療效果并不總是理想。

主要研究者：BioNTech 、Genentech

成熟期：已在臨床試驗

目前，科學家正處于將首支個性定制疫苗商業(yè)化的關鍵時刻。如果其效果真如預期的話，該疫苗就的確能夠通過腫瘤獨特的突變觸發(fā)人體免疫系統(tǒng)對其進行識別，從而有效地阻止多種癌癥的發(fā)生。

更重要的是，與傳統(tǒng)化學療法不同，疫苗是通過使用人體的天然防御系統(tǒng)來選擇性地破壞腫瘤細胞的，對健康細胞的損害較有限。

此外，在初始治療后，攻擊性免疫細胞將也會對游離的癌細胞保持警惕。在人類基因組計劃完成五年后的 2008 年，當遺傳學家公布了癌細胞的第一個序列時，這種疫苗的誕生就不再是天方夜譚了。

此后不久，研究人員開始將癌細胞的 DNA 與健康細胞和其他腫瘤細胞三者的 DNA 進行比較。研究證實，所有這些癌細胞都含有數(shù)百個甚至數(shù)千個特定的突變，其中大多數(shù)是這些腫瘤各自特有的。幾年后，一家名為 BioNTech 的德國初創(chuàng)公司提供了令人信服的證據(jù)，證明含有這些突變拷貝的疫苗可以催化機體的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生 T 細胞，從而做好發(fā)現(xiàn)、攻擊和摧毀所有含有這些突變癌細胞的準備。

目前正在進行的試驗針對至少 10 種實體癌癥，目標是在全球各地招募 560 名以上的志愿者。目前，這兩家公司正在設計新的生產(chǎn)技術，以期能廉價快速地生產(chǎn)數(shù)千種私人訂制疫苗。

但這會是塊“硬骨頭”，因為制造疫苗需要對病人的腫瘤進行活檢，對其 DNA 進行測序和分析，并將這些信息迅速傳遞到生產(chǎn)現(xiàn)場。一旦生產(chǎn)出來，疫苗就必須及時送到醫(yī)院，而任何延誤都可能是致命的。

人造肉漢堡

重大意義：實驗室培育的人造肉和植物制成的素肉，能在不破壞環(huán)境的情況下接近真實肉類的味道和營養(yǎng)價值。人造肉的出現(xiàn)，可以緩解畜牧業(yè)生產(chǎn)造成的毀滅性的森林砍伐、水污染和溫室氣體排放。

主要研究者：美國人造肉企業(yè)Beyond Meat

成熟期：目前已經(jīng)有成形的植物性素肉；2020年左右可研制成功實驗室人造肉。

根據(jù)聯(lián)合國的預測，世界人口數(shù)量將在 2050 年達到 98 億，人口富裕水平也會上升。但這于對氣候變化來說可不是什么好事——人類一旦脫貧致富，就往往要吃掉更多肉。據(jù)預測，到 2050 年，人類吃掉的肉會比 2005 年多 70%。事實證明，飼養(yǎng)供人類食用的動物，是對環(huán)境的最大傷害之一。根據(jù)動物種類的不同，以西方工業(yè)化方法生產(chǎn)一磅肉類蛋白要比生產(chǎn)等量植物蛋白多用 4 到 25 倍的水，6 到 17 倍的土地，6 到 20 倍的化石燃料。

而問題在于，人肯定不會馬上就戒掉肉類。也就是說，實驗室培養(yǎng)的人造肉和植物制成的素肉可能是抑制環(huán)境惡化的最好辦法。實驗室人造肉的過程，是從動物身上提取肌肉組織，然后放入生物反應器進行培育。雖然最終成品的口感可能有待提高，但外形上已經(jīng)與我們正常吃的肉差不多了。荷蘭馬斯特里赫大學的研究人員已在為實驗室人造肉的量產(chǎn)而努力。

他們認為，到明年，人造肉漢堡的生產(chǎn)成本可能都比牛肉漢堡還低。但人造肉也不完美，生產(chǎn)人造肉對環(huán)境到底有多大改善，我們還只能粗估。世界經(jīng)濟論壇最近的一份報告說，生產(chǎn)實驗室人造肉的溫室氣體排放量也只比生產(chǎn)牛肉生產(chǎn)少大概 7%。對環(huán)境更友好的肉類替代品，就是 Beyond Meat 和 Impossible Foods（比爾·蓋茨投資了這兩家美國人造肉初創(chuàng)企業(yè)）等公司研發(fā)的植物制成的“素肉”。

他們用豌豆蛋白、大豆、小麥、馬鈴薯和植物油來還原動物肉的質(zhì)地和口感。Beyond Meat 公司在加州新開了一家占地 26000 平方英尺（約 2400 平方米）的工廠，已經(jīng)在 3 萬家商店和餐館售出了超過 2500 萬個漢堡。密歇根大學可持續(xù)系統(tǒng)中心分析顯示，Beyond Meat 制作漢堡產(chǎn)生的溫室氣體可能比傳統(tǒng)牛肉漢堡少 90%。

捕獲二氧化碳

重大意義：實用且經(jīng)濟地從空氣中直接捕獲二氧化碳的方法，可以吸走超量排放的溫室氣體。從大氣中去除CO2可能是阻止災難性的氣候變化最后的可行方法之一。

主要研究者：Carbon Engineering、Climeworks、Global Thermostat

成熟期：5到10年

即使我們降低目前的二氧化碳排放速度，溫室氣體造成的變暖效應依然會持續(xù)數(shù)千年之久。為防止氣溫攀升至危險范圍，聯(lián)合國氣候變化委員會當前得出的結論是，在本世紀，全世界將需要從大氣中去除高達 1 萬億噸的二氧化碳。

去年夏天，哈佛大學氣候科學家大衛(wèi)·凱斯（David Keith）計算之后驚喜地發(fā)現(xiàn)，一種叫做直接空氣捕獲（Direct Air Capture，DAC）的方法，理論上可以將機器捕集二氧化碳的成本降低到每噸 100 美元以下。先前估計的成本要比這個數(shù)字高出一個數(shù)量級，因而許多科學家曾認為這項技術太過昂貴，不具備可行性。不過，直接空氣捕獲仍需至少數(shù)年的時間，才有可能將成本降低到接近 100 美元的范圍。

然而，一旦成功實現(xiàn)了二氧化碳的捕集，還要想辦法處理。由凱斯在 2009 年參與共同創(chuàng)辦的加拿大初創(chuàng)企業(yè)碳工程公司（Carbon Engineering），計劃擴大其試驗工廠的規(guī)模，來提高合成燃料的產(chǎn)量。這種合成燃料的關鍵原料之一，就是所捕獲的二氧化碳。（比爾·蓋茨是碳工程公司的投資方。）

直接從大氣中吸取 CO2，是一種高難度的應對氣候變化的方法，但我們已經(jīng)沒有多少選擇了。

總部位于蘇黎世的 Climeworks 在意大利的直接空氣捕獲工廠，將利用捕集到的二氧化碳和氫氣一起生產(chǎn)甲烷，而他們位于瑞士的第二家工廠則會把二氧化碳出售給汽水企業(yè)。紐約的 Global Thermostat 也是如此，該公司于去年在阿拉巴馬州完成了第一家商業(yè)化碳捕集工廠的建設。

不過，如果二氧化碳被用于合成燃料或生產(chǎn)汽水，那么它們中的大部分最后還是會回到大氣中去。我們的終極目標，是實現(xiàn)溫室氣體的永久封存。其中的一些會被封存在類似于碳纖維、聚合物或混凝土這樣的產(chǎn)品中去，但更多的需要深埋于地下。目前還沒有可行的商業(yè)模式來支持這項成本高昂的工作。

事實上，從工程學的角度來看，從空氣中吸取 CO2 是應對氣候變化最困難、也是最昂貴的方法之一。但鑒于目前我們降低排放的進程太過緩慢，我們并沒有多少別的選擇。

可穿戴心電儀

重大意義：隨著監(jiān)管機構的批準和相關技術的進步，人們可以輕松通過可穿戴設備持續(xù)監(jiān)測自己的心臟健康。可檢測心電圖的智能手表可以預警如心房顫動等潛在的危及生命的心臟疾病。

主要研究者：蘋果、AliveCor、Withings

成熟期：現(xiàn)在

健康監(jiān)測裝置并不是真正的醫(yī)療設備，劇烈的運動或表帶沒系緊都會干擾傳感器讀取脈搏。而心電圖則是在病人中風或心臟病發(fā)作之前，醫(yī)生就可以用其來診斷心臟異常，但需要去正規(guī)診所才能檢查，因此人們經(jīng)常不能及時就診。

隨著監(jiān)管部門新法規(guī)的出臺和軟、硬件的相關創(chuàng)新，心電監(jiān)測智能手表已經(jīng)問世，它具有可穿戴設備的便利性，并且能夠提供接近醫(yī)療設備的精度。硅谷初創(chuàng)公司 AliveCor 推出了一款與蘋果手表兼容的腕帶，該腕帶可以檢測出心房顫動，這是導致血栓和中風的常見原因。

去年，蘋果發(fā)布了帶有心電圖 (ECG) 功能的 Apple Watch，并且該功能已經(jīng)通過 FDA 認證。隨后，健康設備公司 Withings也宣布計劃發(fā)布一款配有心電圖功能的手表。現(xiàn)階段的可穿戴心電圖監(jiān)測設備仍然只有一個傳感器，而真正的心電圖設備則有 12 個傳感器。目前還沒有任何一種可穿戴設備能夠診斷心臟病。

但這種情況可能很快就會改變。去年秋天，AliveCor 就一款應用程序和雙傳感器系統(tǒng)向美國心臟協(xié)會 (American Heart Association) 提交了初步審查，據(jù)稱該系統(tǒng)可以檢測到某種類型的心臟病。

無下水道衛(wèi)生間

重大意義：節(jié)能廁所可以在沒有下水道系統(tǒng)的情況下使用，并且可以就地分解糞便。23億人缺乏安全的衛(wèi)生設施，并許多人因此死亡

主要研究者：杜克大學、南佛羅里達大學、Biomass Controls、加州理工學院

成熟期：1-2年

全球大約有 23 億人沒有良好的衛(wèi)生條件。由于缺乏衛(wèi)生的廁所，人們將糞便傾倒在附近的池塘和溪流中，這會傳播細菌、病毒和寄生蟲，從而導致腹瀉和霍亂。全世界每 9 名兒童中就有 1 名死于腹瀉。

現(xiàn)在，研究人員正在努力開發(fā)一種新型廁所，這種廁所對發(fā)展中國家來說也足夠便宜，不僅可以處理糞便，還可以對其進行分解。2011 年，比爾·蓋茨提出重新發(fā)明廁所挑戰(zhàn)，并設立了 X 大獎。

自從挑戰(zhàn)開始以來，有幾個團隊已經(jīng)將設計的廁所原型投入使用。所有的糞便都是就地處理的，不需要用大量的水把它們送到遙遠的處理廠。

（來源：GATES FOUNDATION）

大多數(shù)的廁所原型都是獨立的，不需要下水道，但他們看起來像傳統(tǒng)的廁所，裝在一個小隔間里并且有馬桶。由南佛羅里達大學設計的 NEW generator 馬桶用一種厭氧膜過濾污染物，這種厭氧膜的孔徑比細菌和病毒都小。另一個來自康涅狄格州 Biomass Controls 的項目則像是一個海運集裝箱大小的煉油廠，它能加熱糞便，使其轉(zhuǎn)化成一種富含碳的物質(zhì)，用作土壤肥料。但是這些廁所有一個缺點，它們并不是在所有場合都能使用。

例如，Biomass Controls 的產(chǎn)品每天能為成千上萬的用戶提供方便，因此它不太適合較小的村莊。相反，杜克大學開發(fā)的另一套系統(tǒng)則只能供少數(shù)家庭使用。

所以，現(xiàn)在的挑戰(zhàn)是如何讓這些廁所更便宜，更能適應不同規(guī)模的社區(qū)。

來自南佛羅里達大學、領導 NEW generator 小組的 Daniel Yeh 副教授表示:“建造一兩個原型廁所非常棒，但要真正讓技術影響世界，唯一的辦法就是讓這些設備進行大規(guī)模生產(chǎn)。”

流利對話的 AI 助手

重大意義：捕捉單詞之間語義關系的新技術正在使機器更好地理解自然語言。人工智能助手現(xiàn)在可以執(zhí)行基于對話的任務，如預訂餐廳或協(xié)調(diào)行李托運，而不僅僅是服從簡單命令。

主要研究者：谷歌、阿里巴巴、亞馬遜

成熟期：1-2 年后

我們已經(jīng)習慣了人工智能助手——Alexa 在客廳里播放音樂，Siri 在你的手機上為你定鬧鐘——但它們并沒有真正做到所謂的智能。它們本應簡化我們的生活，但卻收效甚微。它們只識別很小范圍的指令，稍遇偏差就很容易出錯。

但最近的一些進展將增加你的數(shù)字助理的功能。2018 年 6 月，OpenAI 的研究人員開發(fā)了一種技術，可以在未標記的文本上訓練人工智能，以減少人工對數(shù)據(jù)進行分類標記時花費的成本和時間。幾個月后，谷歌的一個團隊推出了一個名為 BERT 的系統(tǒng)。該系統(tǒng)在研究了數(shù)百萬個句子后學會了如何預測漏掉的單詞。在一個多項選擇測試中，它在填空方面的表現(xiàn)和人類一樣好。

這些改進加上更好的語音合成系統(tǒng)，讓我們從簡單的向人工智能助手下指令轉(zhuǎn)向與它們交談。它們將能夠處理日常瑣事，如做會議記錄、查找信息或網(wǎng)上購物。這樣的人工智能助手已經(jīng)面世，如谷歌助手的逆天升級版谷歌 Duplex，可以幫你接聽電話，甚至過濾掉垃圾郵件及電話推銷。它還可以打電話幫你預約餐廳或沙龍。

在中國，消費者正在習慣阿里巴巴 (Alibaba) 的 AliMe。AliMe 通過電話協(xié)調(diào)包裹遞送，還可以與顧客討價還價。

盡管人工智能程序能更好地找出你的需求，它們?nèi)匀徊荒芾斫庖粋€完整的句子。腳本化或由統(tǒng)計生成的回答反映了向機器灌輸真正的語言理解是多么困難。一旦我們解決了這個難題，我們也許會看到人工智能的另一種進化：從物流協(xié)調(diào)員到保姆、老師，甚至朋友。