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《麻省理工科技評論》2021年全球十大突破性技術

關鍵字：麻省理工科技評論；MIT；十大突破性技術；mRNA疫苗；量子計算；AI；自然語言
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科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2021年3月2日
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圖、《麻省理工科技評論》2021年全球十大突破性技術
 
《麻省理工科技評論》於2021年2月25日公布“十大突破性技術”（TR10），包括：mRNA疫苗，GPT-3，數據信託，鋰金屬電池，數位接觸追踪，超精密定位，遠程技術，多技能AI，TikTok推薦算法，綠色氫能。
 
摘要如下重點：

mRNA疫苗

重大意義：mRNA新冠狀疫苗有效值約為95％，可能從未用於醫藥領域，可能帶來醫藥領域的巨大發展。
主要研究者：BioNTech公司，綠光生物科技公司，Moderna，Strand Therapeutics公司
成熟期：現在
目前進展：
  1. 在全球，新冠病毒已奪去200多萬人的生命。目前，多種不同類型的新冠狀疫苗已經上市，美國所注射的新冠狀疫苗完全依賴於Moderna的疫苗，以及BioNTech和輝瑞合作開發的疫苗。以上兩款疫苗有個共同點：都採用了mRNA技術。
  2. mRNA疫苗與傳統疫苗有效機製完全不同，傳統疫苗使用活病毒，死病毒，或者病毒外殼部分物質，以訓練人體免疫系統。而細胞吸收mRNA並產生某種病毒蛋白，免疫系統會及時產生抗體和T細胞來抵抗禦病毒的入侵。
  3. mRNA若想用作藥物治療，建立切實可行的經濟模型，還面臨以下幾個巨大挑戰：如何將足夠數量的mRNA輸送到體內的正確位置？如何降低或避免mRNA帶來的替代？包裝脆弱的RNA分子？

GPT-3

重大意義：學習自然語言的大型計算機模型，朝著建立可理解人類，並與人類世界互動的AI邁出的一大步。
主要研究者：OpenAI，Google，Facebook
成熟期：現在
目前進展：
  1. 繼DeepMind的AlphaGo和IBM的DeepBlue之後，GPT-3成為AI領域最能引發公眾想像的存在。
  2. GPT-3是一種“大型語言模型”，由舊金山的研究實驗室OpenAI創建。所謂的“大型語言模型”指的是一種利用深度學習的算法，通過大量書籍和互聯網的大量文本進行訓練GPT-3於2020年正式發布，能夠逼真模仿人類書寫文本。
  3. 但有科研人員指出，GPT-3雖稱得上是AI中的翹楚，但同時也集合了一些糟糕的問題，例如GPT-3耗電巨大，會加劇氣候變化； GPT-3會吸收網上的很多不實信息和偏見，並能按需複制； GPT-3為機器生成的文本披上人性外衣，能夠輕易獲得人們的信任。數月前，該機器人在幾天內發布了幾個條評論，並與幾個名用戶進行互動，直到最後才被發現並非真人。
 
數據信託

重大意義：面對個人數據被濫用情況，數據信任可以幫助更好的地管理數據。
主要研究者：Google Sidewalk Labs
成熟期：2-3年
目前進展：
  1. 谷歌的姊妹公司“人行道實驗室”建議創立一個公民數據信託-希望在其智能社區Quayside入駐的公司必須申請收集和使用數據的許可證，並由社區成員組成的審查委員會對數據收集和使用進行監督，以保證這些數據能為用戶產生價值。雖然，在2020年5月放棄了Quayside項目，但其數據信任的替代為數據管理提供了思路：關於智能城市，公共衛生計劃等更多公共事務收集到的數據，可以創建數據信託並進行進行管理。
  2. 對於數據引發的隱私，安全性等問題，數據信任不是唯一的解決方法，但能夠控制數據，讓數據共享造福人類的數據治理是十分必要的。
 
鋰金屬電池

重大意義：鋰金屬電池能量密度高，充電速度快，而且安全可靠，使電動汽車像汽油汽車一樣方便和便宜。
主要研究者：QuantumScape公司，卡耐基梅隆大學，橡樹嶺國家實驗室
成熟期：5年
目前進展：
  1. 目前，電動汽車普遍使用的是鋰離子電池，這種電池昂貴，笨重，能量密度低，並且其所依賴的液體電解質在碰撞時極易起火。續航低，充電慢，而且還存在安全隱患，這些正是讓眾多車主對電動汽車望而卻步的原因。
  2. 矽谷初創公司QuantumScape已被開發出全新的鋰金屬電池，其採用固體電解質（陶瓷）克服了傳統鋰離子電池存在的這些缺陷。
  3. QuantumScape公司展示了一個尚未在實驗室階段的單層電池，可在15分鐘內充電至80％以上的電量，續航里程達數万英里，而且在冰點溫度下也能正常工作。該公司表示，這種電池將使電動汽車的行駛里程提高80％以上，現在一次充電可以行駛250英里的汽車，使用這種電池後可以搬運450英里。
 
數位接觸追踪

重大意義：在不獲取個人位置信息的情況下，手機用戶可獲知知自己是否與新冠病毒感染者接觸。
主要研究者：蘋果，谷歌等
成熟期：現在
目前進展：
  1. 新冠疫情之下，科技為公共衛生調查人員更換感染者的行踪提供新思路-數位接觸追踪。使用該技術，衛生調查人員不再需要患者的記憶轉移行踪進行追踪，這緩解了對疾病監控的壓力。
  2. 具體而言，“曝光通知”不會追踪用戶的位置，甚至使用藍牙來匿名連接附近運行同一應用程序的手機設備，從而保證健康數據的匿名性和隱蔽性。
 
超精細定位

重大意義：當定位技術精確度達到毫米級或更高水平，將開創全新的產業。
主要研究者：中國科學院空天信息創新研究院，ColdQuanta
成熟期：現在
目前進展：
  1. 全球衛星定位系統的精度正在從“米”提高到“厘米”級別，這將為自動駕駛汽車，運送機器人等在街道上安全行駛提供足夠的支撐。
  2. 其實，全球衛星定位系統（GPS）精度提升都需要通過地面設施來提高定位精度。在目前廣泛使用的方法中，一種是實時動態（Real Time Kinematic，RTK）定位，精度可達性3cm以下；另一種是精確點定位（Precise Point Positioning，PPP），也可以達到厘米級的精度。優勢，有望在幾年後從事使用。
  3. 除衛星系統之外，量子技術也被納入定位和導航。專家認為，當原子冷卻到接近絕對零度時，會達到一種對外力特別敏感的量子態。如果已知一個物體的初始位置，並能測量原子的變化，可以據此找到物體的實時位置。目前，量子技術公司ColdQuanta開發的量子定位系統早期版本已經在國際空間站上運行。
 
遠程技術

重大意義：2020年疫情期間，醫療保健和教育發生的很大變化，對人們的整體福祉和生活質量產生了巨大影響。因為遠程會議和遠程醫療早已存在。
主要研究者：中國香港在線輔導公司Snapask，作業幫，印度Byju's
成熟期：現在
目前進展：
2020年四月，全球疫情進入高峰期，170餘個國家的學校關閉，受到影響的學生規模高達16億。在線輔導公司Snapask的用戶需求激增。
 
多技能AI

重大意義：“多模態”系統能解決更多複雜的問題，讓機器人能夠實現與人類真正意義的上交流和協作。
主要研究者：艾倫人工智慧研究所，北卡羅來納大學，OpenAI
成熟期：3-5年
目前進展：
  1. 2012年底，人工智能科學家首次弄清瞭如何讓神經網絡“擁有視覺”，隨後，他們還掌握瞭如何讓神經網絡模仿人類推理，聽覺，語言和寫作的方式。變得非常像人類，甚至是超越人類，但它仍然沒有人類大腦的“替代”，即人腦可以在一種情境中學習技能，轉化其應用到另一種情境中。
  2. 從長遠來看，“多模態”系統取得的重大進展可以幫助突破人工智慧的極限，既會解鎖新的人工智慧應用，也會讓它們的應用變得更加安全可靠，更加精密的多模態總而言之，多模態系統可能會成為第一批我們可以真正信任的人工智慧。
 
TikTok推薦算法

重大意義：TikTok不僅能夠精準地為用戶推薦感興趣的視頻，還能通過推薦算法幫助他們拓展擁有有交集的新領域。
主要研究者：TikTok
成熟期：現在
目前進展：
總體而言，TikTok增強了用戶粘性的技能，越來越多“爐火純青”，既能夠精準地為用戶推薦投資者的視頻，還能通過推薦算法幫助他們拓展擁有交聯的新領域。
 
綠色氫能

重大意義：綠色渦輪是綠色的碳中性能源，是可再生風能和太陽能的擴展，有可能成為未來低碳化的核心燃料。
主要研究者：綠色氫聯盟蒂森克·伯伯集團，國際能源署，麥肯錫諮詢公司
成熟期：預計2030年
  1. 隨著風能和太陽能成本的不斷下降，以及綠色空氣生產的規模經濟效應的出現，空氣的生產成本也有望迎來降低。通過碳捕集技術的發展，在不排放大量二氧化碳的條件下，可從天然氣中提取更多的氟化碳，綠色二氧化碳也將有可能成為未來低碳化的核心燃料。
  2. 利用燃料電池的方法使用氫氣，利用水電解的逆反應，通過氫氣和氧氣反應來生成水和電，同時又不產生氮氧化物。可以，通過把氫和碳結合起來，能生產比氫更容易處理的液態合成碳氫燃料。各種液體燃料更清潔，可以替代汽油或柴油。
  3. 空氣可以吸收儲存可再生能源生產的電能，當風力減弱，雲層遮擋太陽或用電量需求增加時，這些能量可以重新轉化為電能並輸入電網。(2773字；圖1)
 

參考資料：
權威發佈《麻省理工科技評論》2021年“全球十大突破性技術”。麻省理工科技評論，2021/2/24。 
《麻省理工科技評論》公布2020年十大突破性技術。科技產業資訊室 (iKnow)，2020/2/27。 


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