2017年十大科技成果

麻省理工公布本年度十大科技成果，其中包括幫助癱瘓患者重新邁步、「刷臉」成為支付手段、人工智慧逐步興起……這些科技成就與經濟、政治、醫學等領域息息相關。有些技術已日漸成熟，有些還需假以時日才能實現。但無論如何，你總該對它們有所了解。

1. 癱瘓患者的福音

預計實現時間：10至15年內

圖為附有電極的大腦讀取晶元。

電極可刺激脊髓。

近年來，用人腦控制機器的實驗屢見不鮮。如今科學家希望更進一步，為癱瘓患者帶來福音。研究人員計劃將腦部讀取設備與安裝在身體上的電刺激裝置直接相連，打造「神經旁路」，使大腦得以控制軀體的行動，賦予癱瘓病人重新行走的權利。

美國凱斯西儲大學研究團隊在一名高位截癱患者腦部植入了兩枚信息記錄裝置。該裝置由硅製成，大小還不足一張郵票，表面布滿上百根頭髮絲粗細的金屬探測絲，可以「聽到」神經元發出的指令。此外，該研究團隊還將超過16枚纖細的電極植入該患者的手部與雙臂肌肉中，構成完整的「神經旁路」。

在該系統的幫助下，這名患者可以緩緩抬起胳膊，控制雙手開合，甚至還能舉起水杯。科學家希望將該技術運用於多種感官。除治療癱瘓之外，失明、失憶等病症或許也能從中受益。

2. 自動駕駛卡車

預計實現時間：5至10年內

駕駛員可按下方向盤右邊的紅色按鈕，中斷自動駕駛模式。

奧托公司稱至少在十年內無意讓自動駕駛卡車完全取代人類司機。

已有多家公司對自動駕駛卡車展開了測試。雖然仍有許多技術問題尚未解決，但支持者稱自動駕駛安全性更高、成本更低廉。與自動駕駛汽車相比，自動駕駛卡車可產生更大的經濟效益，但技術挑戰也更棘手。此外，由於此類卡車將影響人們就業，也引發了諸多爭議。

美國的奧托公司（Otto）正在著手研發自動駕駛卡車。其技術核心在於卡車安裝的激光雷達系統，利用激光獲取周邊環境的詳細信息。卡車裝有一台由液體冷卻的、吐司盒大小的定製微型超級計算機，可快速處理大量信息，並以此控制卡車各部件的行動。此外，車上還配有中斷自動駕駛模式按鈕。

3. 面部支付技術

預計實現時間：已實現

公司員工可通過掃描面部進入企業大樓。

近年來，計算機面部識別技術取得了明顯進步。一家名叫「曠視」（Face++）的初創企業估值達數十億美元。包括支付寶、滴滴在內的數個APP平台都已採用了曠視的面部識別支付系統。

面部識別技術在安保領域具備巨大潛力。公安機關可利用該技術識別公共場所錄像中的犯罪嫌疑人。

除曠視之外，還有多家公司正著手研發面部識別技術，百度就是其中之一。利用一套由百度研發的系統，乘客只需掃描面部，即可取出訂購的火車票。

4. 實用量子計算機

預計實現時間：4至5年內

荷蘭代爾夫特理工大學的量子計算機技術處於世界領先地位，或許幾年內就能將該技術發展到實用階段，使編碼技術、材料科學、醫藥研究和人工智慧等領域取得突破性進展。

科學家對量子計算機的鑽研從未停歇，但多年來始終停留在理論階段。但2016年，多項理論設想終於變為現實。谷歌、IBM、因特爾、微軟等公司也紛紛慷慨解囊，為技術研發提供資金支持。

代爾夫特理工大學研究團隊指出，目前量子計算機遭遇的最大挑戰在於，量子比特（量子信息的基本單元）需同時實現量子重疊和量子糾纏，而它們極易受噪音、震動和電場等因素影響、出現誤差。而該研究團隊藉助2012年剛剛發現的「准粒子」（quasiparticles），有效提高了量子計算機的穩定性。

5. 360度全方位攝像技術

預計實現時間：已實現

目前市面上的大多數業餘全景相機都虛有其表，效果平平。但最先進的360度相機則能充分展現鏡頭前景象，使觀看者宛若身臨其境。這一技術在醫療教學、體育運動、災難救援等領域擁有光明的發展前景。甚至還能對虛擬現實行業有所助益。

360度全方位相機離不開智能手機的興起和其它技術的進步。例如，360度相機耗能更大、產熱更多，但智能手機使用的高效晶元可以出色解決這一問題。

大多數360度相機都未配備顯示屏和取景器，但相機製造商研發了相關APP，方便使用者選景並瀏覽所拍照片。

6. 熱能太陽能電池

預計實現時間：10至15年內

傳統的太陽能電池板往往體型笨重、成本高昂、效率較低。但麻省理工學院的科學家們研發了一種新型太陽能設備，可大大提升太陽能轉換效率。該設備原理是，先將陽光轉化為熱能，再將熱能轉化為可被太陽能電池利用光譜範圍內的光線。這樣一來，太陽能電池便可吸收更多能量，效率大大提升。

該方法目前還存在一定問題，如只能在真空中使用、成本過高等。但隨著其效率不斷提升，該裝置將更加物有所值。

此外，研究人員還在探索另一種太陽能熱光電轉換方法。由於熱能比電能更易儲存，若產生的熱能過多，便可儲存起來，留待陰雨天氣轉化為電能。若研究人員能發明合適的熱能儲存設備，再進一步提升能量轉換效率，該系統便可為我們源源不斷地帶來清潔、廉價的能源。

7. 第二代基因療法

預計實現時間：已實現

數十年來，科研人員從未放棄過對基因療法的孜孜追尋。他們計劃用經過改造的病毒將健康基因送至病人體內，替換引發病變的基因。但研究之路備受挫折。如今，科學家終於解決了基因療法面臨的「攔路虎」，為嚴重複合型免疫缺乏症（簡稱SCID）和其它基因疾病患者帶來了康復的希望。

早期基因療法之所以反覆失敗，是因為基因的輸送機制不夠合理。在部分實驗中，病毒將攜帶的基因輸送給了錯誤的基因組，導致患者罹患癌症或器官衰竭，最終死亡。

如今，研究人員找到了一些輸送基因效率更高的病毒，有效解決了上述問題。但該技術仍面臨幾大挑戰。在治療SCID等疾病時，涉及基因較少，科學家能夠精準「用藥」；但在對付阿爾茨海默症等成因不明的疾病時，該技術仍稍顯欠缺。

8. 人體細胞圖冊

預計實現時間：5年內

生物學家正準備開展一項超級計劃：利用現代基因學與生物學技術，對人體內的數百萬個細胞進行精準測定和詳細分析，繪製人體「細胞圖冊」。這將為生物學家提供更加精細複雜的生物學模型，加速新型藥物研發。

人體細胞多達37.2萬億。為給它們歸類，世界各國科學家將賦予每個細胞特定的「分子簽名」，並給每種細胞設定「郵政編碼」。

此前研究顯示，人體內約含有300種不同細胞，但真正的數字遠不止於此。為開展正確歸類，科學家運用了三種技術。其一為分子微流體技術；其二是採用高效測序儀器，識別單個細胞中的活性基因；其三是先進的標示與染色技術，可根據細胞的基因活動，準確定位該細胞處於人體中哪一器官或組織。

9. 物聯網「殭屍網路」

預計實現時間：已實現

圖為2016年美國一次大型「殭屍網路」攻擊事件的影響範圍。

早在2000年，黑客們就開始侵入連接了互聯網的計算機，從中央系統對這些計算機進行大規模控制，形成了所謂的「殭屍網路」。如今，能夠聯網的電子設備越來越普及，更是為黑客提供了可乘之機。

唯一的防禦措施是，只在聯網設備上運行安全軟體，這將從根本上杜絕殭屍網路的出現。但物聯網設備在設計之初並未考慮安全因素。

利用「殭屍網路」，黑客可干擾互聯網廣告盈利模式，為廣告商提供錯誤信息；或是竊取物聯網用戶的賬號信息，轉手給犯罪組織。但該技術最常被用來使某些網站無法打開，政治組織常用這種手段讓自己不喜歡的網站「禁言」。

10. 增強學習

預計實現時間：一至兩年內

增強學習技術幫助AlphaGo成功擊敗了頂尖圍棋玩家李世乭。

年前名聲大噪的AlphaGo採用的便是增強學習技術。除用來改善自動駕駛技術之外，增強學習還可幫助機器人快速學習新知識，大大促進人工智慧發展。

增強學習概念源於自然界。一個多世紀以前，一名心理學家做了一個實驗。他將幾隻貓放入盒子中，壓下控制桿即可逃出。在偶然壓下控制桿之後，貓咪們逐漸將這一行為與「逃出籠子」聯繫在了一起，逃出籠子的速度也越來越快。

增強學習技術的研發一度障礙重重，成果甚微。但去年AlphaGo成功擊敗頂尖圍棋玩家李世乭，標誌著該技術取得了重大進步。

增強學習已在眾多領域中得到運用，如改進自動駕駛技術等。但該技術同樣面臨許多挑戰，如需要大量數據才能起效、需經歷多次練習才能成功等。