汪亞楠

一個由18位科學家組成的專家團隊——世界經(jīng)濟論壇新興技術跨界理事會評選出十大最具潛力的重要技術成果，旨在幫助人們了解未來技術趨勢，消除人們對新技術的疑慮與擔憂，并彌補阻礙技術發(fā)展的投資、監(jiān)管以及公眾認知之間的鴻溝。從無人機到AI興起，這個榜單讓我們一睹快速邁向未來的科技。

燃料電池汽車：氫動能的零排放汽車

與電或碳氫化合物等能源驅(qū)動汽車相比，燃料電池汽車一直頗具潛力和優(yōu)勢。直到近期，汽車制造商們才打算將這項新技術推向市場。 燃料電池汽車的最初價格可能在7萬美元左右，但是今后幾年，隨著銷量遞增，價格應該會有顯著降低。

蓄電池接上外部能源，需要5到12小時的充電時間，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，蓄電池用來儲存動能以供驅(qū)動之需。因此，燃料電池汽車屬于混合動力車，將來也很有可能采用再生制動 （ regenerative braking） ，將制動時產(chǎn)生的動能儲存起來，而不是變成無用的熱，這是實現(xiàn)能源利用效率、范圍最大化的關鍵。

與電池電動車不同，燃料電池汽車里程很長——每箱燃料 （通常是壓縮氫氣）可行駛650公里；氫燃料加注時間僅需大約3分鐘；氫燃燒干凈，僅排放出水蒸汽，因此，氫動能驅(qū)動的燃料電池汽車將實現(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給基礎建設。當下，長距離運輸?shù)臍淠埽ㄉ踔列枰獨淠芴幱趬嚎s狀態(tài)），并無經(jīng)濟上的可行性。然而，創(chuàng)新性的氫能存儲技術，比如，不需要高壓存儲運輸?shù)挠袡C液體承運商，不久就會降低長途運輸成本，緩解氣體儲存、意外釋放的風險。

新一代機器人走下生產(chǎn)線

人們早就預見了一個由機器人全面接管日常繁重工作的未來世界。然而，這個機器人化的未來卻頑固地抵制變成現(xiàn)實。機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)嚴重依賴機器人（比如，汽車制造業(yè)），但由于機器人體型巨大，對與之合作的工人構(gòu)成威脅，它們不得不被安全設施隔離開。

機器人科技的長足進步使得日?，F(xiàn)實中的人與機器人的合作成為可能。更好、更便宜的傳感器能讓機器人更加“理解”環(huán)境并對之做出反應。受復雜生物結(jié)構(gòu)超凡靈活性、適應性的啟發(fā)（比如，人的手），機器人身體也變得更加靈活，適應性也更強。借助云計算革命，機器人能夠遠距離接收指令、信息，沒有必要將之設計成一個完全獨立的單元。

機器人新紀元將會讓這些機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。借助GPS技術，就像智能手機一樣，人們開始將機器人用于精準化農(nóng)業(yè)，比如清除雜草與收獲。在日本，機器人也被用于護理領域，比如幫助病人起床、加強中風患者肢體控制力。更小但更精巧的機器人，主要用來處理一些繁重或人類不宜完成的工作。

實際上，機器人很適合兩種工作：不斷重復或很危險的工作，它能連續(xù)工作24小時，薪水還比人工低。現(xiàn)實生活中，新一代機器人會和人類合作而不是取代他們。即使考慮到未來可能取得的設計進步以及人工智能的發(fā)展，人類參與和監(jiān)管仍然至關重要。

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。前者能夠反復多次加熱成型，從孩子玩具到洗手間馬桶，熱塑性塑料運用廣泛。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)代社會中，舉足輕重。他們被廣泛用于許多產(chǎn)品，從移動手機到電路板以及航空工業(yè)。但是，這個特點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)非常堅固，經(jīng)得起熱和硬物，在應用市場上，和它們不可循環(huán)利用的前輩們一樣，潛力巨大。

盡管無法實現(xiàn)100%回收，這種創(chuàng)新如果得到廣泛適用，將會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。我們期待在未來五年里，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年廣泛應用。

精準基因工程技術，以更少的爭議提供更好的農(nóng)作物

傳統(tǒng)基因工程一直備受爭議。最新技術通過直接修改“植物”基因編碼，讓植物更有營養(yǎng)、更能應對氣候變化。我們相信，這些優(yōu)點和修改的精準性，能將當前的擔心與質(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（ bacterium agrobacterium tumefaciens）將受到青睞的DNA轉(zhuǎn)入目標基因組。盡管公眾普遍存在恐懼情緒，但這一技術已被證明有效、可靠?？茖W界的共識是，較之傳統(tǒng)雜交技術，從基因?qū)用嫘薷霓r(nóng)作物，不會帶來更多的風險。

新技術對特定基因位點進行切割，將目標基因組變異為已知、使用者挑選過的序列。 這種技術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，還能將新DNA序列、甚至整個基因精準地插入基因組。

在基因工程領域，另外一個有望實現(xiàn)重大突破的是對農(nóng)作物使用RNAi 干擾（近幾年來RNAi研究取得了突破性進展，被《Science》雜志評為2001年的十大科學進展之一，并名列2002年十大科學進展之首）。RNAi能夠有效抵抗病毒和病原真菌，保護農(nóng)作物遠離病蟲害，減少化學殺蟲劑的使用。比如，病毒基因被用來保護木瓜抵制環(huán)斑病，在夏威夷，該技術經(jīng)過十來年的使用，木瓜自身并未進化出免疫力。RNAi也讓絕大部分糧食作物受益匪淺，比如，保護麥子抵制稈銹，谷物、土豆和香蕉抵制枯萎病。endprint