【行业资讯】2018年“全球十大突破性技术”发布！来看看都有哪些？-天堂硅谷重爱轻友包容 和谐 快乐 创新// 点击上方订阅 //《麻省理工科技评论》最

【行业资讯】2018年“全球十大突破性技术”发布！来看看都有哪些？-天堂硅谷重爱轻友
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《麻省理工科技评论》最近正式揭晓 2018 年“全球十大突破性技术”（10 Breakthrough Technologies）笑肉面，这份全球新兴科技领域的权威榜单至今已经有 17 年的历史蜜见。
相比过去几年的上榜技术，越来越多的人工智能相关技术入选榜单，其中包括：2008 年机器学习、2009 年的 Siri、2013 年的深度学习、2014 年的神经形态芯片、2016 年的语音接口与知识分享型机器人，以及 2017 年的自动驾驶卡车与强化学习。

图 |2018 年《麻省理工科技评论》全球十大突破性技术榜单
技术的强大和普及，将促进相关领域科研及社会经济的发展，但不可讳言的是，技术发展带来的负面影响也不容忽视，比如 GAN 能创造出以假乱真的图片及视频来混淆视听，这是伴随技术突破发展而来的全新挑战。因此，对于一手打造 GAN 技术的 Ian Goodfellow 而言，他当前的研究重心就在于 GAN 滥用问题，就如同父亲对待孩子一样，希望 GAN 技术不至误入歧途。
清洁能源一直都是被高度关注的议题十城魔兽 ，而在今年我们看到了一个新的机会，一家位于在美国德州中心点的试点工厂，正在积极的发展一项完全干净无污染的天然气发电技术，在可预见的未来，无污染的天然气发电将成为最主要的能源供应来源。
2018 年十大突破性技术榜单重磅解读
中国新兴科技势力不容忽视
麻省理工科技评论的年度“十大突破性技术”榜单有一个明显的特点，除了列出技
术的入选理由、突破点、重大意义、成熟期之外，还会列出全球范围内主导技术研发的“主要研究者”（Key Players）。其中最经典的案例就是 2017 年“十大突破性技术”中的“刷脸支付”（Paying With Your Face），这项技术可谓专为中国定制，主要研究者也均为国内一线厂商。
同样，在 2018 年“十大突破性技术”榜单中，《麻省理工科技评论》中美编辑部经过深入调研与反复斟酌后，在针对中国发布的榜单内容中，为了避免以偏概全，也加入了来自中国本土的主要研究者，尤其是在人工智能相关领域等。不可否认，中国的科技研发能力已经成为全球最重要的势力之一，在某些领域已经可以与全球顶尖科技公司一决高下。
需要说明的是湖北大鼓，“十大突破性技术”榜单中所列出的“主要研究者”并非一个奖项，而是在入选技术的领域具有代表性的机构、公司或个人，供读者参考。编辑部在此也希望广大读者们更多的去关心我们甄选出的十大技术趋势，而不是去过分解读背后的厂商及其商业意义。
除了发布 2018 年《麻省理工科技评论》全球十大突破性技术榜单，DeepTech 深科技也邀请多位专家参与解读此次公布的十大突破性技术，杞人忧天是什么意思其中包括 Innovators Under 35 China 首届获奖人丛乐、王旭、韩壁丞、沈亦晨、陈成猛、朱明杰、曾晓东、李林鲜、韦福如等，另外还有多位国内重量级科技企业代表，如商汤－香港中大联合实验室教授李鸿升、达闼科技创始人兼 CEO 黄晓庆、台湾工研院雷射中心副主任洪基彬、阿里巴巴、科大讯飞等，以及 DeepTech 深科技内部专家群，逐一针对十项突破性技术进行深度剖析探究——这一板块的详细内容我们将集结成书在《科技之巅》系列丛书中出版。
实用型 3D 金属打印机
入选理由：新型设备首次让 3D 打印金属零部件成为实用型技术
技术突破：3D 金属打印机实现了低成本快速金属物体打印
重大意义：按需打印大型复杂金属物体的能力将为制造业带来变革
主要研究者：Markforged、Desktop Metal、GE等
成熟期：现在
虽然 3D 打印技术已经存在了几十年，但它之前仍然局限在业余爱好者和设计师的小圈子内，只是用来制造一次性原型。而且，之前的 3D 打印技术使用任何非塑料材料（尤其是金属）时，成本非常昂贵，速度也慢得让人无法接受。
不过现在，随着成本越来越低，使用也越来越简单，这项技术有望成为可用于零部件生产的实用技术。如果它被广泛应用，将有可能改变我们大规模量产产品的方式。
短期来看，有了这项技术后，制造商们将不再需要维持大量的库存，他们可以按需地打印一个部件。比如说，当顾客需要给旧车替换一个零部件的时候，就可以立即提供给他。
长期来看，那些大规模生产某一特定零部件的大工厂将会被产品线丰富的小工坊所取代闭月是谁。这些小工坊将能按照顾客的需求随时打印出各种各样的零部件。
这项技术的优势在于它可以生产出更轻、更坚固的金属零部件，以及用传统金属加工方法无法制造出来的复杂形状的零部件。它甚至还可以在制造过程中精确调控金属的微观结构。
完美的网络隐私
入选理由：原本为加密货币的交易过程开发的一种工具，现在能让你在上网时避免透露任何非必要信息
技术突破：计算机科学家正在完善一款加密工具，可以在不透露非必要信息的前提下完成验证。
重大意义：如果你需要透露个人信息以在网上完成某件事，这个方法可以让你在免除隐私泄漏或身份被盗窃风险的同时轻松实现
主要研究者：Zcash、摩根大通、荷兰国际集团等
成熟期：现在
多亏一款新工具的出现，真正的互联网隐私终于可以实现了。举个例子，该工具可以让你不用透露出生日期就能证明自己年满 18 岁，或者不用透露自己的银行余额或其他细节，就能证明自己在银行有足够的存款可以完成金融交易。这样就大大降低了隐私泄漏或身份盗用的风险。这款工具是一种叫做“零知识验证”（zero-knowledge proof）的新密码协议。
尽管研究人员已经研究了几十年，但直到去年人们对零知识验证的兴趣才开始暴增，某种程度上，这要得益于人们对加密货币日益增长的热情，以及大多数加密货币都为机构所拥有的的现实。同时，很大一定程度上也得益于 2016 年末建立的电子货币——Zcash 把零知识验证应用于实际。Zcash 的研发人员使用一种叫做 zk-SNARK（简明非交互零知识验证）的方法让用户进行匿名交易。通常，这在比特币以及其他公共区块链系统中是不可能实现的，比特币以及其他公共区块链系统中的交易对所有人都是公开透明的。
尽管理论上来说罗子雄，这些交易都是匿名的，但通过与其他数据进行结合，还是可以追踪到甚至识别出交易人。世界第二大区块链网络以太坊创始人 Vitalik Buterin 将 zk-SNARK 称为一项“彻底改变游戏规则的技术”。对银行来说，这样就可以在支付系统中使用区块链了，同时还能保护客户隐私。
零碳排放天然气发电
入选理由：一种针对天然气发电厂的新工程学方法，将二氧化碳回收再利用
技术突破：一家发电厂能够以廉价高效的方式捕捉天然气燃烧释放的碳元素，避免了温室气体的排放
重大意义：天然气发电为美国提供了近 32% 的电力，其碳排放量也达到电力部门总碳排放量的 30%
主要研究者：8 RiversCapital、Exelon 电力公司、CB&I等
成熟期：3-5 年
在可预见的未来，我们可能要一直将天然气作为主要的发电能源之一。现成又便宜的天然气发出的电占美国总发电量的 30%, 全世界发电量的 22%。天然气虽然比煤炭清洁得多，仍造成了大量的碳排放。
在美国炼油工业区的中心休斯顿城外出现了一家前沿发电厂，他们正在测试一项可以实现清洁天然气能源的技术。这家公司拥有 50 兆瓦特的项目，他们就是 Net Power。该公司相信他们能捕获天然气发电过程中释放的所有二氧化碳，同时又能够以低廉的成本发电，至少和标准天然气发电厂的成本相同。
如果此举真的可以实现，就意味着从此就可以以合理的价格从化石燃料中获得零碳能源。这样的天然气发电必会改善能源供给的局面，因为它既不像核能那样成本高企，也不像可再生能源那样供给不稳。
人造胚胎
入选理由：科学家们已经开始通过干细胞制造胚胎
技术突破：在不使用卵细胞或精子细胞的情况下，研究人员仅从干细胞中就可以培育出类似胚胎的结构，为创造人造生命提供了一条全新的途径
重要意义：人造胚胎将为研究人员研究人类生命神秘起源提供更方便的工具，但该技术正在引发新的生物伦理争议
主要研究者：剑桥大学、密歇根大学、洛克菲勒大学、中国科学院等
成熟期：现在
英国剑桥大学的胚胎学家们在一项重新定义了如何创造人造生命的突破性研究中，利用干细胞培育出了一种逼真的小鼠胚胎。该胚胎并不是由卵细胞与精子结合而来的，只使用了从另一个胚胎中得到的细胞。
研究人员将这些细胞小心翼翼地放在三维支架上观察，细胞随后彼此开始联结，并且排列成几天大的老鼠胚胎独有的子弹形状，研究人员被这一景象吸引住了。“我们知道干细胞有着极其强大的潜能，可以展现出近乎魔法般的能力。然而，我们没有意识到，他们可以如此完美地实现自组织”，团队负责人 Magdelena Zernicka -Goetz 表示。
人工合成的人类胚胎将是科学家们的福音，这可以让他们梳理出胚胎在早期发展中经历的过程。而且，由于这些胚胎是从易操作的干细胞发展而来的，实验室将能够使用各种工具，例如基因编辑技术，在它们生长的过程中对它们进行研究。
对抗性神经网络
入选理由：两个 AI 系统通过玩“猫捉老鼠”游戏来获得想象力
技术突破：两个 AI 系统可以通过相互对抗来创造超级真实的原创图像或声音，而在此之前，机器从未有这种能力
重大意义：这给机器带来一种类似想象力的能力，因此可能让它们变得不再那么依赖人类，但也把它们变成了一种能力惊人的数字造假工具
主要研究者：Google Brain、DeepMind、英伟达、中科院自动化所、百度、阿里巴巴、腾讯、商汤科技、依图科技、云从科技、旷视科技等
成熟期：现在
人工智能识别物体的能力已经越来越强了：给它看一百万张图片，它就可以用惊人的准确度来告诉你究竟哪张里面有个行人在过马路。但是 AI 几乎不可能独自生成行人的图片。如果它可以实现这一点，它将可以创造大量看似真实的合成图片，把行人放在各种环境下。而自动驾驶系统或许足不出户就能使用这些图片进行训练。
但问题在于，从无到有创造一个东西需要想象力，而这正是人工智能技术一直难以实现的能力。这项技术已经成为了在过去十年最具潜力的人工智能突破，帮助机器产生甚至可以欺骗人类的成果。
给所有人的人工智能
入选理由：将机器学习工具搬上云端，将有助于人工智能更广泛的传播
技术突破：基于云端的人工智能正在降低这项技术的使用难度和价格
重大意义：目前，人工智能的应用是受到少数几家公司统治的。但其一旦与云技术相结合，那它将可以对许多人变得触手可及，从而实现经济的爆发式增长。
主要研究者包括：亚马逊、谷歌、微软、百度、腾讯、阿里巴巴、科大讯飞、第四范式等
成熟期：现在
人工智能一直以来都只是亚马逊、百度、谷歌和微软等大型科技公司，以及少数初创公司的玩物。对于其他领域的众多公司来说，人工智能太贵也太难，无法全面普及。
这个问题该如何解决？基于云端的机器学习工具正在将人工智能带给更广泛的群体。如今，亚马逊旗下的 AWS 子公司几乎统治了云 AI 市场。谷歌则试图通过 TensorFlow 这款可以开发机器学习系统的开源人工智能框架来挑战它的地位。而谷歌近日刚公开的 Cloud AutoML 也是一套经过预先训练，可以让人工智能变得更容易使用的系统。
以 Azure 平台加入云服务大战的微软则选择与亚马逊合作，推出了一款开源深度学习框架 Gluon。在理论上，Gluon 可以让创建神经网络——一款试图复制人脑学习方式的重要人工智能技术——变得和开发手机 APP 一样简单。
虽然我们不知道究竟哪家公司将会成为人工智能云服务市场的领头羊，但赢家一定会获得巨大的商业机会彭冠期。
基因占卜
入选理由：大规模基因研究将让科学家能够预测普通疾病及人格特征
技术突破：科学家们现在可以利用你的基因组数据预测你患心脏病或乳腺癌的几率，甚至你的智商也能被预测
重大意义：基于 DNA 的预测技术可能公共健康领域下一个重大突破，但它将增加歧视的风险
主要研究者：Helix、23andMe、Myriad Genetics、UKBiobank 、Broad Institute、华大基因、奕真生物、WeGene等
成熟期：现在
将来有一天，婴儿出生时就会得到一份 DNA 检测报告。这些报告将提供婴儿患心脏病或癌症的几率、是否对烟草上瘾，以及是否比一般人更聪明的预测。由于大型基因研究（部分研究涉及人数超过 100 万人）的开展以及科学进步，这样的报告很快就会从概念变成现实。
事实证明，最常见的疾病和人们的许多行为和特征，包括智力水平，都不是一个或几个基因影响的结果晒证女，而是许多基因作用的结果。利用正在进行的大型基因研究的数据，科学家们正在创造他们所谓的“多基因风险评分”指标。
尽管新的 DNA 测试只是提供了概率推断，而不是直接得出诊断结论，但依然可以极大地造福医学的发展。例如，如果那些患乳腺癌几率高的女性做更多的乳房 X 光检查，而患病几率低的女性做更少的乳房 X 光检查，那么这些检查可能会发现更多真正罹患癌症的患者，也能降低假警报发生的几率。制药公司还可以在针对阿尔茨海默病或心脏病等疾病的预防性药物的临床试验中使用这些分数指标。通过挑选患病风险更高的志愿者，他们可以更准确地测试药物的效果。
传感城市
入选理由：Alphabet 旗下的 Sidewalk Labs 计划创建一个高科技社区来重新思考到底应该如何建设和运营一座城市
技术突破：多伦多的一个街区有望成为全球首个成功将尖端城市设计与前沿科技融合在一起的地方
重大意义：智慧城市会让都市地区变得更加可负担、宜居、环保
主要研究者：Alphabet 旗下的 Sidewalk Labs、多伦多 Waterfront、阿里巴巴等
成熟期：项目 2017 年 10 月对外公布石燕湖门票 ，预计在 2019 年开始施工建设
如今都市回收霸主，全球很多智慧城市计划都已搁浅，要么下调了曾经雄心勃勃的目标，要么因为生活成本原因逼走了超级富豪之外的普通居民。而多伦多的一个叫 Quayside 的项目，却希望从头开始重新设计一个社区，用最新的数字技术将其重建，打破现有的失败局面圆白菜炒饼。
Alphabet 旗下位于纽约市的 Sidewalk Labs 将和加拿大政府进行合作，让这一高科技项目落地在多伦多 Waterfront 工业区。
该项目的目标之一就是让一切关于设计、政策以及信息科技的决策都以一个巨大的传感器网络为基础。这个网络将收集各种信息：空气质量、噪声水平以及人们的行为等数据。
在该规划中，一切车辆都是自动驾驶的共享车辆，地下也将跑着负责送快递这种低级体力劳动的机器人。Sidewalk Labs 表示，他们计划让正在设计的软件与系统开源，房仕德可以允许其他公司在其上创建服务，类似为手机开发 APP 的做法。
巴别鱼耳塞
入选理由：虽然现有硬件并不那么好用，但谷歌 Pixel Buds 却展示了实时翻译的前景
技术突破：近实时翻译适用于多种语言，而且使用起来很方便
重大意义：在全球化日益发展的今天，语言仍是交流的一大障碍
主要研究者：谷歌、科大讯飞、百度、腾讯、搜狗、清华大学、哈尔滨工业大学、苏州大学等
成熟期：现在
在风靡一时的科幻经典《银河系漫游指南》中丁果科技，你把一条黄色的巴别鱼塞到耳朵里，就可以听到实时翻译。在现实世界中，谷歌已经研究出了一个过渡性的解决方案：一副叫做 Pixel Buds 价值 159 美元的耳塞e领卡盟。这副耳塞可以在 Pixel 智能手机上通过谷歌翻译应用进行实时翻译。需要一个人佩戴耳塞，另一个人手持手机。
佩戴耳塞的人用自己的语言讲话——默认是英语——然后谷歌翻译应用就会对所讲的话进行翻译，并在智能手机上大声播放歙县吧。手持手机的人回应后，回答被翻译，然后在耳塞中播放。
谷歌翻译之前就已经有了对话功能，其 iOS 和安卓版应用都可以自动识别说话者的语言，然后自动翻译。但背景噪音会增加应用理解话语的难度，同时也会让应用很难判断说话人何时停顿，何时开始翻译。Pixel Buds 有效解决了这些问题，因为佩戴人可以在说话的同时用手指点击和长按右边的耳塞。将交互分别放在智能手机和耳塞上，可以让双方都能控制麦克风，帮助讲者保持眼神交流，因为这样就不用来回传递手机了。
目前，Pixel Buds 因为低于行业平均水准的设计而备受抨击。耳塞看起来很不智能双视网，也不是很贴合耳朵，而且很难与手机进行适配。不过硬件笨拙还是有计可施的。Pixel Buds 让大家看到了近实时翻译跨语言障碍自由沟通的曙光，而且你还不用把一条巴别鱼塞到耳朵里。
在中国渔趣网，有许多公司也积极投入发展，科大讯飞、百度、搜狗可以说是这个领域的领先者，除了提供智能语音、翻译等服务外，也将技术引入硬件中，不过，相较于外国业者偏好以耳机作为切入点，中国企业则选择翻译机，像是科大讯飞推出晓译翻译机，百度则有共享 WiFi 翻译机，搜狗也在日前发表“旅行翻译宝”和“速记翻译笔”。
材料的量子飞跃
入选理由：研究者们最近开始使用量子计算机对简单分子进行建模，而这仅仅是开始
技术突破：IBM 采用 7 量子比特的量子计算机对小分子的电子结构成功地进行彷真计算
重大意义：借助该技术，科学家能了解分子的各个方面信息并以此开发出更有效的药物以及更高效生成或传输能源的新材料
主要研究者：IBM、Google、哈佛大学 Alán Aspuru-Guzik 教授、中国科技大学、中国科学院、浙江大学、阿里巴巴等
成熟期：5 到 10 年
新型量子计算机功能强大，不过它的发展道路上依然笼罩着一层迷雾：量子计算机有着当今计算机无法比拟的计算力，但是我们至今尚未弄清楚这种能力能被用来做什么。一个前景无限的应用方向正在向量子计算机招手：精确分子设计。
多少年来，化学家都梦想着能设计出新型蛋白质刘靖康，用于研制更有疗效的药物洪震南，或是设计出新型高效电池中的电解质、直接将太阳能转化为液态燃料的神奇化合物以及更高效的太阳能电池。然而，这些技术中的材料分子都难以在计算机上建模和彷真，遑论设计和合成了。即使彷真一个简单分子的电子形态这样的任务，都会复杂到让现有的计算机败下阵来。不过，这对于量子计算机而言就是小菜一碟了。
相比传统计算机那样采用“1”或“0”的数字比特（Digital Bits）作为计算和存储单元，量子计算机采用量子系统的量子比特（Qubits）作为运算单元。最近，IBM 的研究者应用 7 量子比特量子计算机针对一个三原子分子进行了彷真实验龙虎家族。
如今，科学家正在打造具有更多量子比特的量子计算机，量子算法也在提升，我们更感兴趣的大分子精确彷真计算也将成为可能。
实际上，中国在量子计算方面也有相当明显的成长，虽然目前的技术层次还无法与前面几家大企业相提并论，但是在产业、学术界，以及政府的通力合作之下，也正一步步追赶上领先者的脚步。
2017 年 5 月，中国科学院宣布由中科大、中国科学院──阿里巴巴量子核算实验室、浙江大学、中科院物理所等单位或公司联合研製的光量子电脑正式诞生。另外，同年 10 月 11 日，由中科院与阿里云合作发佈量子计算云平台，量子计算的商业化已经近在咫尺，速度毫不逊色于欧美的脚步。
（来源：杭州市经信委微信公众号；
DeepTech深科技）

全文详见：https://6596.org/10452.html

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