自2001年以來，每年一些科技領域專家都會挑選出“十大突破技術”的產品。大家也會問到我，你所說的“突破”到底是什麼意思？這是一個有趣的問題。相較於之前，突破性技術已經發現，但是其技術還沒有完全廣泛推廣，但是它會在不久的未來推廣。什麼是不久的未來，最多5年。不是什麼幾百年後幾十年後那種。哈哈，那個叫做“安排”（哈哈，開個玩笑啦）
大家在我之前的文章中可以找以前關於倫敦帝國大學關於機械假肢的文章，這其實只是新技術的一小部分。而今天我為大家大概總結了一下幾個突出的新技術。
1.3D金屬打印
雖然3D打印已經發展了好幾年，但它其實還是在設計師和藝術家手中的塑料製品，不具有太大的工業或者其他實用價值。用塑料以外的東西打印，比如金屬，不僅代價高昂，速度還特別的慢。
然而現在，這項技術的成果變得越來越便宜和容易，成為一種潛在實用的零件製造方式。如果被廣泛採用，它將改變許多產品的生產經營模式。在短期內，製造商將不需要有多少庫存，假設有人需要，他們就可以簡單地打印物體，比如老化汽車的替換部件，一些微小零件等等。
從長遠來看，大規模生產零部件的工廠可能會被生產更多品種、適應客戶不斷變化的需求的，規模較小的工廠所取代。這項技術可以創造更強和更復雜形狀的零件，與傳統金屬製造方法截然不同。它還能更精確地控制金屬的微觀結構。2018年3月，來自勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的研究人員宣佈，他們開發了一種3D打印方法，用於製造不鏽鋼部件，其強度是傳統制造效率的兩倍。
其實早在2017年，3D印刷公司馬克鍛造以不到10萬美元的價格發佈了全球首款3D金屬打印機。另一家波士頓地區的初創公司，臺式金屬，於2017年12月開始交付第一臺金屬原型機。該公司計劃開始銷售更大的打印機器，比舊的金屬印刷方法快100倍。
金屬零件的印刷越來越容易。計算機方面也開始提供關於打印金屬的軟件，以產生設計腳本最終服務與3D打印。用戶告訴程序他們想要打印的東西規格，軟件產生一個適合打印的計算機模型，這樣可以更快速更有效率的打印金屬。
以上提到的公司將於2018年年底2019年年初開始銷售金屬打印機。
2.人工胚胎
英國劍橋大學的胚胎學家們在一項新的突破中重新定義瞭如何創造生命，他們只使用幹細胞，最終培育出了老鼠胚胎。沒有卵字，沒有精子，更沒有受精卵（老鼠和人也許不一樣，在這裡我做了一個比喻）。
在不使用卵子或精子細胞的情況下，研究人員僅從幹細胞中製造出類似胚胎的結構，為創造生命提供了一條全新的途徑。為什麼這項研究很重要呢？人造胚胎將使研究人員更容易研究人類生命的神秘起源，但是這項實驗也引起了生物倫理爭論。
在之前實驗中，研究人員把這些細胞放置在一個支架上，然後觀察。因為他們開始發生變化，幾天後鼠胚胎的獨特子彈形狀就出現了。
“我們知道幹細胞的巨大潛力非常神奇。我們沒有意識到他們能夠如此完美地進行自我組織。”領導團隊的MagdelenaZernia-Goetz當時對身邊的朋友說。
而團隊成員澤尼克-戈茨提出了擔憂，“合成”胚胎最終可能不會生長成老鼠。儘管如此，MagdelenaZernia-Goetz還是有很大的信心繼續堅持下去。團隊表示，如果小老鼠能夠成長。下一步是利用人類幹細胞製造一個人造胚胎，這項工作正在密西根大學和洛克菲勒大學進行。
然而，人造胚胎提出了倫理問題。如果它們和真正的胚胎沒有區別呢？它們在實驗室裡能長多長時間才能成長起來還是會半路夭折？生物倫理學家提出了很多問題，我當時沒有具體看這一部分，所以這裡就不給大家多說了。不過團隊最終表示我們會在成果之前解決這些問題。
3.數據城市
許多智能城市的計劃都被推遲了，他們取消了這些宏偉目標。多倫多的一個名為Quayside的新項目希望改變這種失敗模式，從根本上重新思考一個新模式的城市社區，並圍繞最新的數字技術對其進行重建。多倫多社區的目標，是第一個成功地將尖端城市設計與先進的數字技術相結合的地方。為什麼這很重要呢？其實智能城市可以使城市地區更經濟、更宜居、更環保。
2017年10月宣佈的項目，工程會在2018年4月開始。位於紐約市的城市社區實驗室正在與加拿大政府合作進行高科技項目，該項目將在多倫多的工業濱水區進行。
該項目的目標之一是將有關設計、政策和技術建立在擁有傳感器的智能網絡設備之上，這些傳感器收集從空氣質量到噪音水平到人們的活動等所有方面的數據。該計劃要求所有車輛都是自主和共享的。機器人也會在地下漫遊，做一些日常工作，比如送郵件送快遞等等。該實驗室表示，它將開放其正在開發的軟件和系統，以便其他公司能夠在其基礎上構建服務，相互學習和改進，就像人們為手機開發應用程序源碼一樣。畢竟眾人拾柴火焰高。
該公司打算密切監控公共基礎設施，這引起了人們對數據治理和隱私的擔憂。但紐約社區實驗室相信，它可以和地方政府合作，以緩解這些擔憂。負責城市系統規劃的主管裡特·阿加瓦拉說：“我們做的事情與眾不同，這個項目不僅雄心勃勃，而且我們有一定程度的謙遜個恭卑態度。這種態度可能有助於城市避免困擾，得到更多人民的支持。”
4.專屬人工智能
Alphabet附屬實驗室有一個雄心勃勃的項目，它可以重塑我們在城市社區的生活、工作和娛樂方式。
每個人專屬的人工智能
到目前為止，人工智能主要是亞馬遜，NVIDIA、谷歌和微軟等大型科技公司以及一些初創企業在做相關探索。對許多其他公司和經濟部門來說，人工智能系統太昂貴，太難以至於難以全面實施。 而最近有了新的突破，基於雲計算的人工智能正在使這項技術更便宜、更容易使用。
為什麼這很重要呢？目前使用人工智能的公司相對較少，但作為一種基於雲的服務（就像雲計算與雲存儲，大家不明白這裡可以去看看雲計算的概念，雲存儲說的low一點就是某網盤，雲計算就比較麻煩了），它可以被更多的人廣泛使用，從而推動經濟發展。
參與者：亞馬遜，谷歌，微軟
基於雲的機器學習工具正在將人工智能帶給更廣泛的公司和普通家庭。到目前為止，亞馬遜憑藉其AWS子公司主導了雲人工智能。谷歌正在挑戰TensorFlow，這是一個開源的人工智能庫，可以用來構建其他機器學習軟件。與此同時，谷歌也宣佈了CloudAutoML，這是一套經過預先培訓的系統，可以使人工智能更易於使用。
微軟擁有自己的人工智能雲平臺Azure，它正與亞馬遜合作，提供一個開源的深度學習庫Gluon。Gluon是用來建立神經網絡的，這是人工智能中的一項關鍵技術，可以粗略地模仿人腦的學習方式，這就像構建智能手機應用程序一樣簡單。
目前還不確定這些公司中哪一家將成為提供人工智能雲服務的領軍企業。 但對於贏家來說，這是一個巨大的潛力無比商機。如果人工智能革命要想在經濟的不同領域更廣泛地傳播，這些技術革新必不可少的。
目前，人工智能主要用於科技行業，創造了效率，擁有了新的產品和服務。現在其他企業和行業也一直在努力利用人工智能的進步。醫藥、製造業和能源等行業如果能夠更充分地應用這項技術，並大幅提高經濟生產率，也可以在最後得到進一步的革新。
然而，大多數公司仍然不知道如何使用雲人工智能。因此，亞馬遜和谷歌也在設立諮詢服務。一旦利用雲將這項技術普及到幾乎所有人的手中，真正的人工智能革命就可以開始了。—傑基·斯諾（人工智能學家）
5.人腦神經網絡
人工智能正在變得非常擅長於識別事物。比如給它展示一百萬張圖片，它能以驚人的準確性告訴你，哪一幅畫描繪了行人過街道的畫面。但是人工智能本身自己生成行人圖像方面是無望的，簡單來說，只會看圖說話卻不會畫畫。如果它能做到“畫畫”這一點，它將能夠創造一堆真實合成的圖片，描繪行人在各種環境中的圖片。
兩個人工智能系統可以相互pk，創造出超現實的圖像或聲音，這是機器以前從未做過的事情。為什麼這很重要呢？這給機器帶來了一種類似於想象的感覺，想象對於人類來說都彌足珍貴更不用說人工智能系統了。這可以幫助他們減少對人類的依賴，但同時也把它們變成了強大得驚人的數字偽造工具，也會有不少科學隱患。
參與者：Google Brain，DeepMind，NVIDIA
2014年，蒙特利爾大學的博士生伊恩·古德費羅(在一次學術辯論中首次想到了一個有趣的實驗。這種方法被稱為生成對抗性網絡，即GAN，它採用兩個神經網絡，讓他們在一個貓和老鼠的遊戲中互相對抗。
這兩個網絡都接受相同數據集的培訓。其中一個被稱為生成器，它的任務是在它已經看到的圖像上更改變化，比如說一個人多了一隻胳膊的照片。第二種被稱為鑑別器，要求它識別看到的圖片是不是之前看到的圖片的圖像，還是由生成器改變過的假圖像。
隨著實驗的進行，發生器變得擅長於產生假圖像，以致於鑑定器最終無法識別假象。從本質上講，發生器已經被教導了“想象”，然後創造真實的外觀的行人形象。簡單來說，它明白了人有幾個胳膊，並且胳膊放對了位置。而剛開始，它只是瞎修改而已。
Gauss已經被用來創造真實的聲音和假圖像。在一個例子中，芯片製造商Nvidia的研究人員用名人照片為GAN做了素材，為不存在的人創造了數百張面孔，他們都以假亂真。另一個研究小組製作了看起來像梵高的作品。簡單來說，Gauss可以用不同的方式重新想像。
6.實時翻譯耳機
在科幻片“銀河系旅行者指南”中，把一個東西塞進耳朵，馬上就能得到翻譯。在現實世界中，谷歌提出了一個臨時解決方案：一款售價159美元的耳機，名為PixelBuds。這些產品與Pixel智能手機和谷歌翻譯應用程序一起工作，以產生實際的實時翻譯。現在，出現了實時翻譯耳機，適用於大部分的語言，而且易於使用。為什麼這很重要呢？在一個日益全球化的世界裡，語言仍然是溝通的障礙。
一個人戴著耳塞，另一個人拿著手機。戴耳機的人用他的語言說話。耳機需要設置英語是默認的，這個應用程序就可以翻譯對話了，並在耳機裡大聲播放。換句話說，你不知道他說的什麼語言，那可就沒辦法了，哈哈。
7.零碳天然氣
現在世界電力的22%都需要天然氣。雖然它比煤更清潔，但它仍然會釋放大量的碳。位於休斯敦郊外的一家試點發電廠正在測試一項技術，該技術可以使天然氣清潔能源成為現實。該公司有50兆瓦的相關項目，相信它可以產生很多無汙染零排的天然氣。其實就是發電廠高效、廉價地捕捉燃燒天然氣所釋放的碳，避免溫室氣體排放。
參與者：8河資本；Exelon世代；CB&I
該工廠將燃燒天然氣所釋放的二氧化碳置於高壓和高溫下，使用產生的臨界CO2作為驅動特製渦輪機的“工作流體”。大部分二氧化碳可以被持續循環利用，其餘的可以也可以被捕獲。
NETPower的技術不能解決所有的天然氣問題，特別是在開採方面。但只要我們在使用天然氣，就要儘可能無汙染的使用它。在所有發展中的清潔能源技術中，淨能源公司是承諾在減少碳排放方面取得更大進步的最遙遠的技術之一。
8.完美的網上隱私
真正的網絡隱私會成為可能，這要歸功於一種新的工具。假如你在網絡上，讓你證明你超過18歲，不說你的出生日期或提供身份證明，你該怎麼做呢？
計算機科學家正在完善一種密碼工具來確定這些東西，而不透露證據背後的信息。
為什麼這很重要呢？如果你需要披露個人信息才能在網上完成一些事情，那你的隱私會有很大的風險，可能被盜用身份。
該工具是一種新興的密碼協議，稱為零知識證明。儘管研究人員已經研究了幾十年，但在過去的一年裡，大家的興趣突然激增，部分原因是人們對於加密貨幣越來越痴迷，而這些貨幣大多不是私有貨幣。
零知識證明的大部分功勞都歸於2016年末推出的一種數字貨幣zcash。zcash的開發人員使用了一種名為zk-snark的方法(用於“零知識簡潔、非交互的知識論證”)來賦予用戶匿名處理的權力。
這在比特幣和其他大多數公共區塊鏈系統中通常是不可能的，在這些系統中，每個人都可以看到交易。雖然這些事務理論上是匿名的，但它們可以與其他數據相結合來跟蹤甚至識別用戶。世界上第二受歡迎的區塊鏈網絡evulum的創建者Vitalikbuterin將zk-snarks描述為一種“絕對改變的技術”。
9.遺傳科學
有一天，嬰兒出生時就會拿到DNA報告卡。這些報告將預測他們患心臟病或癌症的幾率，以及比平均水平更聰明的幾率。科學家現在可以利用你的基因組來預測你患心臟病或乳腺癌等等其他疾病的幾率，甚至是你的智商。
為什麼這很重要呢？基於dna的預測可能是下一個偉大的公共衛生的進步，但它們將增加基因歧視的風險。
參與者：HELIX，23 andMe，Myriad Genetics，UK Biobank，寬帶研究所
事實證明，大多數常見的疾病和許多行為和特徵，包括智力，不是一個或幾個基因的結果，而是許多基因協同作用的結果。科學家們利用正在進行的大規模遺傳研究的數據，創造他們的“多基因風險評分”。
問題是，預測遠非十全十美。如果一個癌症風險分數低的人推遲了篩查，然後又發展成癌症，那該怎麼辦？
多基因的分數也是有爭議的，因為他們可以預測任何特徵，而不僅僅是疾病。例如，他們現在可以預測一個人在智商測試中10%的表現。隨著分數的提高，DNA智商的預測很可能會成為常規。但家長和教育工作者將如何利用這些信息？
對於行為遺傳學家埃裡克·特克海默來說，基因數據被用來做好事和壞事的可能性使這項新技術“既令人興奮又令人震驚”。安東尼奧·雷加拉多說到
10.材料量子躍遷
量子計算機的前景仍然是一個謎。他們將有能力完成今天的機器無法想象的計算壯舉，但我們還沒有弄清楚我們能用這些機器做些什麼。
ibm用一臺7量子位的量子計算機模擬了一個小分子的電子結構。為什麼這很重要呢？對分子的精確理解將使化學家能夠設計出更有效的藥物和材料的合理分配。
參與者：IBM，Google，哈佛大學的Aln Aspuru-Guzik小組
在未來有一種可能且興奮的可能性：我們可以利用量子計算機精確的設計分子。我們現在技術還達不到，因為分子很難在現在計算機上建模。試著模擬電子在一個相對簡單的分子中進行行為運動，你就會遇到複雜的問題，遠遠超出了當今計算機的能力。
當科學家用更多的量子位元和更好的量子算法建造機器時，應該有可能精確地模擬出更大更有趣的分子。
其實還有很多科學報道，想的比較多了，但是太多又不想寫了，哈哈。大概說說名字吧，外骨骼（幫助殘疾人），智能機械臂，人工心臟等等。天體物理學上主要是詹姆斯韋伯，登月競賽等等，這些計劃又牽扯出來了新的技術和飛行器。手機方面，摺疊屏和柔性oled，京東方大家懂得。等等吧，好多領域都有。
閱讀更多 宇宙與科學 的文章
