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科普:2024全球十大突破性科技技術(shù)

發(fā)布時(shí)間：2024-06-14 18:39:00

第一，AI無(wú)所不在。我們已進(jìn)入人工智能的新紀(jì)元，數(shù)億用戶直接與ChatGPT等生成工具互動(dòng)，這些工具能夠根據(jù)指令創(chuàng)造未來(lái)，豐富了多樣化應(yīng)用。它們已經(jīng)重塑了科技領(lǐng)域，使Open AI廣為人知，并促進(jìn)了谷歌、Meta和微軟等公司在此技術(shù)領(lǐng)域的大規(guī)模投入。2023年讓人們深刻認(rèn)識(shí)到了AI的力量，生成式AI已經(jīng)從一個(gè)鮮為人知的好奇心轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)數(shù)人生活中的切實(shí)力量。隨著數(shù)十億人親身體驗(yàn)到AI的努力，我們需要進(jìn)一步探索這個(gè)數(shù)字全球的細(xì)微差別以及其對(duì)社會(huì)的深遠(yuǎn)影響。AI的討論已經(jīng)不再是關(guān)于它是否會(huì)影響我們，而是我們?nèi)绾芜m應(yīng)、監(jiān)管和與我們創(chuàng)造的合成智能共存的方式。

科普:2024全球十大突破性科技技術(shù)(圖2)

第二，高能太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能在全球范圍內(nèi)迅速推廣，是全球減排努力的重要部分。但目前太陽(yáng)能板吸收的陽(yáng)光大部分未被轉(zhuǎn)化為電能。增加一層鈣鈦礦微型晶體可顯著提高太陽(yáng)能板的效率。新型太陽(yáng)能技術(shù)在效率方面取得了突破性的進(jìn)展。這種太陽(yáng)能電池將傳統(tǒng)的硅材料與具有獨(dú)特晶體結(jié)構(gòu)的材料層疊在一起?？茖W(xué)家們?cè)谶^(guò)去十年中一直在研究鈣鈦礦太陽(yáng)能技術(shù)，并且它不斷刷新著自己的效率記錄。鈣鈦礦材料能夠吸收硅電池不同波長(zhǎng)的光線，而硅電池目前占據(jù)的太陽(yáng)能市場(chǎng)的96%。當(dāng)硅和鈣鈦礦在串聯(lián)太陽(yáng)能電池上共同工作時(shí)，它們可以利用更多的太陽(yáng)光譜，從而使每個(gè)電池產(chǎn)生更多的電能。硅基電池的技術(shù)效率最高只能達(dá)到30%，而單獨(dú)的鈣鈦礦電池在實(shí)驗(yàn)中的效率已經(jīng)達(dá)到了約20%多。但是，鈣鈦礦串聯(lián)電池在實(shí)驗(yàn)中的效率已經(jīng)超過(guò)了33%。這種技術(shù)的誘人之處在于，如果大規(guī)模應(yīng)用，鈣鈦礦串聯(lián)電池可以以更低的成本產(chǎn)生比傳統(tǒng)太陽(yáng)能電池更多的電能。

科普:2024全球十大突破性科技技術(shù)(圖3)

第三，蘋果公司的先進(jìn)視覺(jué)設(shè)備——VisionPro。蘋果公司今年將推出其領(lǐng)先的一款混合現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備VisionPro，被稱為空間計(jì)算機(jī)。這款設(shè)備具有創(chuàng)新的高分辨率顯示屏。Apple VisionPro的頭戴設(shè)備通過(guò)將數(shù)字內(nèi)容疊加到真實(shí)環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)混合現(xiàn)實(shí)的效果。設(shè)備內(nèi)置的攝像頭和傳感器可以捕捉周圍環(huán)境的情況，并在每只眼睛的屏幕上重新創(chuàng)建出來(lái)，然后頭戴設(shè)備添加您選擇的任何數(shù)字內(nèi)容，讓您在實(shí)際沙發(fā)的前方看到。蘋果是否會(huì)繼續(xù)帶來(lái)劃時(shí)代的應(yīng)用尚未可知，雖然之前的面部計(jì)算機(jī)產(chǎn)品如Google Glass、Microsoft HoloLens和Meta的Quest系列都未能取得成功，但蘋果公司希望通過(guò)Apple Vision Pro能夠改變這一局面。這一家全球市值領(lǐng)先的公司已對(duì)此進(jìn)行了大膽的投資。

科普:2024全球十大突破性科技技術(shù)(圖4)

第四，體重管理藥品。全球體重超標(biāo)率的增加已被全球衛(wèi)生組織稱為流行病。Mounjaro和Wegovy等藥品成為幫助個(gè)體和醫(yī)生共同管理體重的有力手段。研究顯示，這些藥品甚至有助于預(yù)防心臟疾病和中風(fēng)。這些藥品并不完美，許多患者需要終身使用這些藥品來(lái)保持體重，而這些醫(yī)療的長(zhǎng)期影響尚不明確。此外，這些藥品價(jià)格昂貴，每月費(fèi)用超過(guò)一千美元，而且大多數(shù)保險(xiǎn)計(jì)劃不覆蓋體重管理醫(yī)療。目前有大約七十種藥品在申請(qǐng)行政賠償，其中六種正在等待監(jiān)管審查。預(yù)計(jì)在未來(lái)一年，隨著需求的激增，將會(huì)有更多公司進(jìn)入最后階段的臨床試驗(yàn)并尋求批準(zhǔn)。

科普:2024全球十大突破性科技技術(shù)(圖5)

第五，新型地?zé)崮茉聪到y(tǒng)。地?zé)崮茉辞鍧?、穩(wěn)定且?guī)缀鯚o(wú)限供應(yīng)。地?zé)崮茉谌蚩稍偕茉慈萘恐兴急壤坏?%，但是增強(qiáng)型地?zé)嵯到y(tǒng)的出現(xiàn)，可以讓我們?cè)诟嗟胤嚼玫叵碌臒崮?。由于工程上的挑?zhàn)，其潛力尚未被充分開(kāi)發(fā)。新型鉆探技術(shù)能深入以往無(wú)法達(dá)到的地層，釋放更多的地球熱能，用于產(chǎn)生清潔能源。

科普:2024全球十大突破性科技技術(shù)(圖6)

第六，芯片模塊作為一種突破性技術(shù)，可以幫助電子行業(yè)在摩爾定律的節(jié)奏下保持性能提升。隨著晶體管尺寸的不斷縮小，變得越來(lái)越困難，工程師們需要探索新的方法，使計(jì)算機(jī)更快、效率更高。芯片模塊是小型專用芯片，它們通過(guò)互聯(lián)可以完成傳統(tǒng)芯片的所有功能，甚至更多。2022年，美國(guó)的CHIPS法案將527億美元用于先進(jìn)半導(dǎo)體研究，并創(chuàng)建了一個(gè)國(guó)家先進(jìn)封裝制造計(jì)劃，以促進(jìn)學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的合作。到目前為止，芯片模塊的采用受到封裝技術(shù)缺乏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的阻礙，但現(xiàn)在情況正在改變。該行業(yè)已經(jīng)接受了一個(gè)名為“Universal Chiplet Interconnect Express”的開(kāi)源標(biāo)準(zhǔn)。理論上，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將使不同公司制造的芯片模塊容易組合在一起，這可能給芯片制造商在人工智能、航空航天和汽車制造等快速發(fā)展的領(lǐng)域帶來(lái)更多自由。

科普:2024全球十大突破性科技技術(shù)(圖7)

第七，首次基因編輯療法。基于CRISPR技術(shù)的新療法經(jīng)過(guò)多年研究，到2023年底，位于波士頓的Vertex公司的一款基因編輯醫(yī)療產(chǎn)品成為首次在英國(guó)和美國(guó)獲得監(jiān)管批準(zhǔn)的產(chǎn)品。它能夠醫(yī)治生命威脅性的鐮狀細(xì)胞貧血病。在對(duì)患者的骨髓進(jìn)行編輯后，幾乎所有參與試驗(yàn)的患者不再感到疼痛。但是，目前這種基因編輯醫(yī)療的預(yù)期價(jià)格為二百到三百萬(wàn)美元，而且Vertex目前沒(méi)有立即在非洲提供這種醫(yī)療，盡管鐮狀細(xì)胞貧血在非洲最為常見(jiàn)且仍然在大量導(dǎo)致兒童去世。該公司表示，這是因?yàn)獒t(yī)療方案迫于復(fù)雜，它涉及住院、醫(yī)療團(tuán)隊(duì)會(huì)取出骨髓、編輯細(xì)胞，然后再進(jìn)行移植。在那些仍然難以滿足基本醫(yī)療需求的國(guó)家，這個(gè)過(guò)程仍然過(guò)于繁瑣。隨著技術(shù)的進(jìn)化，未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)更簡(jiǎn)單、更便宜的CRISPR的遞送方式，預(yù)計(jì)還會(huì)有更多此類療法問(wèn)世。

科普:2024全球十大突破性科技技術(shù)(圖8)

第八，高性能超算計(jì)算機(jī)。2022年5月，全球超算計(jì)算機(jī)排名被顛覆。Frontier是目前全球上最快的超算計(jì)算機(jī)，每秒可以執(zhí)行超過(guò)一百萬(wàn)億（10的18次方次）浮點(diǎn)運(yùn)算，這相當(dāng)于你后面跟著18個(gè)0，也被稱為艾克薩。簡(jiǎn)而言之，F(xiàn)rontier可以在一秒鐘內(nèi)執(zhí)行十萬(wàn)臺(tái)筆記本電腦相當(dāng)?shù)倪\(yùn)算量。隨著Frontier的發(fā)布，位于田納西州奧克李奇國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的艾克薩計(jì)算時(shí)代正式開(kāi)始。還有幾臺(tái)類似的艾克薩計(jì)算機(jī)即將加入其行列。在美國(guó)，研究人員正在安裝兩臺(tái)將比Frontier快兩倍的機(jī)器——加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的EI Capitan和伊利諾伊州阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Aurora。預(yù)計(jì)歐洲的第一臺(tái)艾克薩超級(jí)計(jì)算機(jī)將于2024年底上線。據(jù)報(bào)道，我們國(guó)家也擁有艾克薩計(jì)算機(jī)，盡管尚未公布標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)測(cè)試的結(jié)果。這些新型超算計(jì)算機(jī)處理科學(xué)數(shù)據(jù)的能力將使科學(xué)家能進(jìn)行更精細(xì)的氣候、核裂變、湍流等模擬分析。

科普:2024全球十大突破性科技技術(shù)(圖9)

第九，熱泵技術(shù)。熱泵是一種能提供建筑物供暖和冷卻的電氣設(shè)備。目前，許多建筑物仍然使用化石燃料，特別是天然氣進(jìn)行供暖。熱泵的廣泛應(yīng)用有望顯著減少碳排放。全球銷量不斷增長(zhǎng)，歐洲的增長(zhǎng)最為顯著，通過(guò)2022年的熱泵安裝增長(zhǎng)了40%。這主要是由于大額烏克蘭戰(zhàn)爭(zhēng)引發(fā)的能源危機(jī)以及擺脫天然氣的努力推動(dòng)。但在美國(guó)，熱泵的銷量首次超過(guò)了燃?xì)狻Ｐ滦透邷責(zé)岜眠€有望在工業(yè)去碳化方面發(fā)揮作用。

科普:2024全球十大突破性科技技術(shù)(圖10)

第十，分散式社交平臺(tái)。埃隆·馬斯克在2022年收購(gòu)了某網(wǎng)站，此后該網(wǎng)站的方方面面發(fā)生了巨大變化。它裁剪了大部分員工，已經(jīng)取消了內(nèi)容審查，導(dǎo)致廣告商和用戶紛紛離去。構(gòu)建一個(gè)分散式社交平臺(tái)，分散式社交平臺(tái)是一種不依賴于中心化平臺(tái)的社交媒體模式，它允許用戶更好地掌控自己的數(shù)據(jù)和隱私?，F(xiàn)在，隨著公司如Friends Master、Down和Discord等新興平臺(tái)的崛起，在推動(dòng)分散式社交媒體的發(fā)展和創(chuàng)新方面發(fā)揮了重要作用。原有的中心廣場(chǎng)已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樗矫苌缃豢臻g。

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