MIT TR榜单发布，2022全球十大突破性技术，哪些与生物相关？
编译 | 徐 冉
2月23日，著名 科技 杂志《麻省理工 科技 评论》推出了年度“十大突破性技术”（10 Breakthrough Technologies）。
这一榜单已创办了21年之久，榜单上的科学家、企业家凭借着自己的远见，眼光独到地预测了自动驾驶、新能源、癌症基因、人工智能等领域的蓬勃发展。这一榜单是 科技 领域不可多得的风向标，也是很多机构将科研内容走向产业化的哨塔。
其中不乏高精尖技术，它们能改变我们生活的方方面面，让我们的生活逐渐智能化、科学逐渐产业化。
例如，近期大热的CRISPR基因编辑农作物技术，早在2016年就位列当年的突破性技术榜单。这些年人们深入研究的脑机接口，则于2001年就进入了当年评议员的视线中。
今天，透过前沿科学人的眼睛，我们来详细了解一下今年发布的榜单，畅想2022年之后 科技 的产业。
01
新冠肺炎口服药
随着新冠疫情的反复及病毒变异的逐渐升级，注射疫苗也很难保证能够完全摆脱新冠病毒的威胁，并且，通常需要注射2-3针疫苗才能发挥功效。
与此同时，还需要全球众多国家 *** 相关部门安排大量人力物力以及大量的医护人员，此举无疑大大增加了 *** 的开支和企业成本。
那目前有没有一条路可以打破现有的防疫僵局呢？
有。通过研发新冠口服药，人们只需要在家服用药物就可以显著降低重症住院的可能性。
不仅降低了 *** 的各项开支，也减少了人们一次次打疫苗所耽误的时间精力以及不可预知的感染风险，一举多得。
辉瑞、默克等公司看到了新冠口服药物的利好，已经开发出了一种名为Paxlovid的小分子药物。2021年12月14日，辉瑞公司通过分析治疗数据，证明了Paxlovid针对住院的高危病人，能够降低89%的死亡率，拥有十分惊人的效果。
因此，流行病口服药是制药企业、国家和人民三方共赢的关键研究，世界各国也必然会投入大量的资金，建立对应的研发机构来推进口服药物的研究。
02
疟疾疫苗
2015年，屠呦呦凭借青蒿素获得诺贝尔奖，青蒿素能享誉国际，就是因为它能够有效治疗非常可怕的一种疾病——疟疾。
有多可怕呢？这么多年来，疟疾在全球范围内的流行仍很严重，世界人口约有40％生活在疟疾流行区域。
在非洲，疟疾是最严重的疾病，该国约有5亿人口生活在疟疾流行区，每年全球约有1亿人出现疟疾的临床症状，其中90％的患者生活在非洲大陆，而每年死于疟疾的人数超过200万人。
因而，疟疾疫苗的研发亟不可待。
2021 年 10 月，世界卫生组织批准了之一种疟疾疫苗——葛兰素史克公司(GSK)研发的RTS疫苗。研究结果显示，各年龄段疟疾感染率显著下降，年龄越小，保护力度越强，防止感染的有效率甚至高达46%。
但，该疫苗目前仍存在一定的局限性：它只能在婴儿期和幼童期投入使用来进行防治。
或许未来的某一天，当 科技 再一次往前迈步的时候，我们就能迎来新的“成人版”疟疾疫苗了。
03
AI蛋白质折叠
蛋白质一直是科学家研究方向中的重中之重。
举个例子，近期充斥在大家生活中的新冠病毒也涉及到了这一领域。新冠病毒表面的糖蛋白可以诱发免疫应答，科学家们可以通过研究这一糖蛋白，从而进行mRNA疫苗的研究。
事实上，大量免疫和抗体的研究都和蛋白质息息相关，研究蛋白质折叠的形成，将是打开未来生物之门的钥匙。
2020 年末，英国DeepMind公司发布研究报告称，可以使用深度学习模型预测蛋白质折叠，结果和真实蛋白质结构高度吻合，这一 科技 进展震惊了生物学界。
这项研究的发展是生物革命性创举的关键，不仅可以应用于流行病、肿瘤、疫苗等与人民 健康 息息相关的议题，甚至可以应用于任何生命体的研究。
生物和计算机领域的碰撞，将在未来发挥难以想象的作用和价值。
04
不再使用密码
传统密码存在一定的泄露风险，安全性能较低。
因此，谷歌、微软等公司研究了很多免使用密码就可以登陆的方式，大大简化数据时代繁琐的密码记忆流程。
与此同时，这项研究也能让用户的信息在大数据时代更加安全。
05
权益证明取代货币计算
加密货币建立在开源公共区块链上，来实现去中心化的点对点支付系统。为达到保证用户资产安全，防止黑客入侵的目的，世界前两大加密货币比特币（Bitcoin）和以太坊（Ethereum）都使用了工作量证明（POW）算法，但这些计算都需要大量的电能。
2021年，比特币 *** 电消耗了超过 100 太瓦时（注：1太瓦时=10亿度电），比芬兰的年度电能消耗还要多。
而权益证明可以减少大量能源消耗，以太坊正打算在2022上半年逐渐从工作量证明算法转移到使用权益证明来保证用户安全。
专家预估，以太坊这一转型可以节约99.95%的电量消耗，这极大地推进了全球环保的进程，未来也会为更多的加密货币所使用。
06
AI数据综合分析
我们知道，单一的数据常常会存在不确定性。如果能够有效综合大量的数据，就可以得到更精准的计算结果。例如，无人驾驶技术就需要综合分析大量的道路和路况数据。
目前Syntegra，Datagen等公司正在推进这项技术，致力于得到更优质的数据应用在各项生产实践中。
07
长时电网储能电池
低碳和节约能源一直以来是环保方向上的重要议题。人们不断发掘新的可再生能源、清洁能源。廉价、持久的铁基电池成为了人们新的选择之一。
去年，美国俄勒冈州的 ESS 公司和马萨诸塞州的 Form Energy 公司都选择使用铁基电池作为他们新电网的主要产生能源。
铁基电池不仅拥有良好的储电性能，而且得益于铁是地球上的富集元素， *** 铁基电池的成本更低，能够大大减少相关企业的支出，成为了企业和环保双赢的选择。
08
除碳工厂
目前，全球变暖已经成为了环保领域亟待解决的问题。为了减缓温室效应，众多公司都投入了大量的精力来应对二氧化碳过剩的问题。如Climeworks公司，他们正在试图从空气中清除多余的二氧化碳。
尽管这家公司每年可捕获 4000 吨二氧化碳，但放眼全球过渡排放的二氧化碳，这只是冰山一角。因此，更多的国家和企业正在投入精力节能减排，同时建立更大的工厂来减缓温室效应。
随着捕捉碳技术和相关工厂的建立，地球的生态环境正朝着可持续发展的方向迈进。减碳，是人类未来发展过程中必须考虑的要点之一。
09
新冠病毒变异的跟踪
近期，奥密克戎变异株引起了全球人民的广泛关注，2022年1月4日，世卫组织表示已有128个国家和地区报告发现了奥密克戎变异株。
2022年1月，美疾控中心表示，奥密克戎感染病例占全美新增病例的99.9%。
随着新冠病毒的日益变化，治疗它的难度也日益增加。这是由于新冠病毒常常在“更新换代”的过程中，对疫苗的逃逸能力逐渐增强、传染的力度和速度也不断激增。
病毒株这些不确定性的变异，容易造成新冠病毒的二次、三次大流行。
因此，研究新冠病毒的变异倾向，能够有效预测未来可能的疫病发展趋势。
10
实用型聚变反应堆
1986年4月25日，切尔诺贝利核电站发生核泄露，截至1992年已有7000多人死于这次核污染事故中，周围7千米内的树木都逐渐死亡。整个欧洲大陆都笼罩于核污染的阴影中。
所以目前国际热核聚变实验反应堆（ITER）、托卡马克能源公司（Tokamak Energy）、通用聚变公司（General Fusion）希望能在未来10年间实现核聚变发电。
如果研究人员能在地球上实现可控且持续的“太阳上的核聚变”，那么也许，未来的某一天我们的地球就可以拥有无限的能源，这也能减少地球上的各种环境污染。
结束语
以上的这些技术都是目前 科技 领域最有价值、最前沿的研究，它们也预示着人们对未来发展的憧憬。前人在 科技 领域迈出的每一步，都是未来 科技 工作者们的指路灯。
科技 与环境之间平衡并进的议题，更是人类 社会 存在的机遇与挑战。
未来5年哪些技术将雄霸天下？
3月19日-22日，IBM将召开IBM Think 2018大会，这个全球性的盛会将汇集40000多个高科技爱好者，会议主题将涵盖人工智能、数据分析以及物联网等诸多热点话题，旨在“让商业世界更智能”。
在这次活动中，IBM将给出他们对于未来五年的技术发展的预测，并解答有关新技术创新的问题以及这些创新会如何影响我们的生活。这五大技术预测包括Crypto-Anchors、Quantum Computing、Hacking、AI Bias、 AI Microscopes。
1. Crypto-Anchors
造假者人人喊打，而Crypto-Anchors和区块链结合起来能够有效打假。据悉，因经济欺诈全球每年会损失超6000亿美元，而IBM开发的防篡改数字指纹可嵌入产品中并与区块链链接以帮助证明真实性。
例如，Crypto-Anchors可以帮助证明拯救生命的药物是合法的，而不是伪造的。原本的疟疾药片可以涂上一层可食用的磁性墨水，只需简单扫描一下智能手机，医生或患者就可以立即发现该药片是安全和真实的。
除此之外，Crypto-Anchors还可以与特殊的光学设备、人工智能算法相结合，以识别物体的结构和标签，以验证它们是否真的如他们所说的。例如，一瓶1982年的波尔多葡萄酒或者昂贵的金属。
IBM设计了世界上最小的计算机，据了解这款电脑比我们平时见到的盐粒还要小，计算机能力可以达到1990年x86 PC的性能。
Crypto-Anchors的之一批模型可能会在未来18个月内推出，未来五年内，它们将推动各个领域的创新和进步。
2.量子计算
现在量子计算已经备受研究人员的青睐，五年内，量子计算必将成为主流，帮助开发人员解决之前一度被认为无法解决的问题。据IBM表示，量子计算只是将成为所有科学和工程计算的先决条件，大学教育将纳入量子计算的教学，量子算法和经典算法会同时教授。
而这些进步将推动着量子时代的到来，量子计算机将能够模拟更大的分子、化学反应和原子结合，这有助于新型材料的创造、个性化药物的开发以及更高效和可持续能源的发现。
未来，量子计算机不再是神秘的，会被普通大众所接受，未来五年内，业界将实现量子计算机和传统计算机共同解决特定问题的应用。
3.黑客
未来，量子计算机能够快速筛选出所有可能的安全概率，并且解密最强大的加密。目前IBM正在开发一种基于格密码的安全 *** ，它会将数据隐藏在格的复数代数结构中。
在数学领域，lattice存在很难解决的问题，而这个困难问题对于密码学家来说很有用，它可以用来保护数据，即使是在量子计算机中。
在数学领域，晶格存在很难解决的问题。这个困难对密码学家来说很有用，因为它可以用来保护信息，即使黑客在量子计算方面也是如此。基于格的密码术也是完全同态加密（FHE）的基础，而这可以在不查看敏感数据的情况下在文件上执行计算，从而防止受到攻击。通过FHE，信用报告机构可以在不解密个人数据的情况下分析和生成信用评分，初级保健医生可以在不透露患者身份的情况下共享医疗记录和相关数据。
目前我们的安全措施是严重不足的，未来五年，我们要在安全方面应该有更多的突破。
4. AI偏见
人工智能偏差将在未来五年内爆发。人工智能系统只与我们输入的数据保持一致，如果我们输入具有某些种族，性别或意识形态偏见的数据，那么人工智能偏见就会产生。不幸的是，许多AI系统现在都在接受这些不良数据的培训。IBM研究人员正在考虑如何确保人为偏差不会影响AI。
MIT-IBM Watson AI实验室正在研究使用计算认知建模来构建在决策中应用某些人类价值观和原则的机器，这其中的一个关键原则是避免偏见和歧视。IBM研究人员开发了人工智能算法，通过从之前被认为具有歧视性的数据中学习，减少了训练数据的偏差。IBM科学家还在开发一种无偏差的AI服务，a)补偿数据偏差，b)跟踪训练集中的偏差，或者c)引入偏差。最终用户可以确定每个场景中的可信度和偏差程度。
在未来的五年内，减少人工智能系统的偏差将是人类信任人工智能的关键，而且只有无偏差的人工智能才能生存。
5. AI显微镜
2025年，世界将有一半以上的人口生活在水资源紧张的地区，因此科学家们正在努力收集相关数据以防止这种情况发生。但即使是能够探测到水环境和化学物质的专门传感器，也不会无法预测意想不到的情况。
而检测浮游生物是一种感知水生健康的有效 *** ，但因为它们的微观大小，研究这些生物是困难的。IBM的研究人员正在建造小型、自主、人工智能的机器人显微镜，可以监测浮游生物，更好地了解浮游生物的行为，以及它们如何应对环境变化，并预测供水威胁。显微镜的芯片可以捕捉浮游生物的影子，从而产生一个健康的数字样本，而不需要聚焦。
在未来5年内，这些显微镜将发展的足够先进，能够在本地和实时分析解释数据。
未来几年内互联网发展趋势
为了解决这些新元素给互联网带 来的问题，美国的计算机科学家们已经开始考虑修改互联网的整体结构，这些措施涉及了IP地址，路由表技术以及互联网安全等等多方面的内容。尽管如何修改我 们的互联网结构是一个仁者见仁，智者见智的问题，但在业界也存在几个普遍公认的互联网发展趋势，以下我们便将其中的11项列出，和大家一起来看看10年后 的互联网会发生一些什么样的变化。 1. 互联网的用户数量将进一步增加： 目前全球互联网用户总量已经达到17亿左右，相比之下，全球的总人口数则为67亿。很显然，2020年以前会有更多的人投身到互联网中。据国家科学基金会(National Science Foundation)预测，2020年前全球互联网用户将增加到50亿。这样，互联网规模的进一步扩大便将成为人们构建下一代互联网架构的主要考量因素之一。 2. 互联网在全球的分布状况将日趋分散： 在接下来的10年里，互联网发展最快的地区将会是发展中国家。据互联网世界(Internet World)的统计数据：目前互联网普及率更低的是非洲地区，仅6.8%;其次是亚洲(19.4%)和中东地区(28.3%);相比之下，北美地区的普及率则达到了74.2%。这表明未来互联网将在地球上的更多地区发展壮大，而且所支持的语种也将更为丰富。 3. 电子计算机将不再是互联网的中心设备： 未来的互联网将摆脱目前以电脑为中心的形象，越来越多的城市基础设施等设备将被连接到互联网上。据CIA公布的2009年版世界统计年鉴显示( CIA World Factbook 2009), 目前连接在互联网上的计算机主机大概有5.75亿台.但据国家科学基金会预计,未来会有数十亿个安装在楼宇建筑,桥梁等设施内部的传感器将会被连接到互联网上,人们将使用这些传感器来监控电力运行和安保状况等.到2020年以前,预计被连接到互联网上的这些传感器的数量将远远超过用户的数量. 4. 互联网的数据传输量将增加到exabyte,乃至zettabyte级别: 由于高清视频/图片的日益流行,互联网上传输的数据量最近年出现了飞速增长.据思科公司估计,在2012年以前,全球互联网的流量将增加到每月10亿GB，比目前的流量增加一倍有余，而且不少在线视频网站的流行程度还会进一步增加。为此，研究人员已经开始考虑将互联网应用转为以多媒体内容传输为中心，而不再仅仅是一个简单的数据传输 *** 。 5. 互联网将最终走向无线化： 目前移动宽带网的用户已经呈现出爆发式增长的迹象，据Informa统计，今年第二季度，这类用户的数量突破了2.57亿人。这表明3G，WiMAX等高速无线 *** 的普及率已经比去年同期增长了85%左右。目前，亚洲地区是无线宽带网用户最多的地区，不过用户增长率最强劲的地区则是在拉丁美洲地区。按Informa预计，到2014年，全球无线宽带网的用户数量将提升到25亿人左右; 6. 互联网将出现更多基于云技术的服务项目 互联网专家们均认为未来的计算服务将等多地通过云计算的形式提供。据最近 Telecom Trends International的研究报告表明，2015年前云计算服务带来的营收将达到455亿美元。国家科学基金会也在鼓励科学家们研制出更多有利于实现云计算服务的互联网技术，他们同时还在鼓励科学家们开发出如何缩短云计算服务的延迟，并提高云计算服务的计算性能的技术。 7. 互联网将更为节能环保： 目前的互联网技术在能量消耗方面并不理想，未来的互联网技术必须在能效性方面有所突破。据 Lawrence Berkeley国家实验室统计，互联网的能耗在2000-2006年间增长了一倍。据专家预计，随着能源价格的攀升，互联网的能效性和环保性将进一步增加，以减少成本支出。 8. 互联网的 *** 管理将更加自动化 除了安全方面的漏洞之外，目前的互联网技术更大的不足便是缺乏一套内建的 *** 管理技术。国家科学基金会希望科学家们能够开发出可以自动管理互联网的技术，比如自诊断协议，自动重启系统技术，更精细的 *** 数据采集， *** 事件跟踪技术等等。 9. 互联网技术对 *** 信号质量的要求将降低 随着越来越多无线网用户和偏远地区用户的加入，互联网的基础架构也将发生变化，将不再采取用户必须随时与 *** 保持连接状态的设定。相反，许多研究者已经开始研究允许 *** 延迟较大或可以利用其它用户将数据传输到某位用户那里的互联网技术，这种技术对移动互联网的意义尤其重大。部分研究者们甚至已经开始研究可用于在行星之间互传 *** 信号的技术，而高延迟互联网技术则正好可以发挥其威力。 10. 互联网将吸引更多的黑客 2020年，由于接入互联网的设备种类增多，心怀不轨的黑客数量也将大为增加。据Symantec公司的数据表明，2008年出现了160万种新的恶意代码，比过去几年来出现的恶意代码总量60万种还多了好几倍。专家们纷纷表示未来的黑客技术将向高端化，复杂化，普遍化的趋势发展。
黑客技术再升级 企业防范如何应对？
在全球经济仍不够景气的背景下，信息安全问题尤显重要。虽然信息安全技术仍在不断发展，但 *** 安全意识在普通民众(包括许多公司雇员)中仍很薄弱，而且黑客技术仍在不断地推陈出新，各种新伎俩你方唱罢我登场，从而使当前的安全状况雪上加霜。人们不禁要问，黑客技术背后的真正动机是什么?它从何而来，要走向何方?只有知道了黑客们的真正意图，安全阵营才能更好地实施保护和防御，也才能改善安全状况。本文将分析黑客技术的发展路线，看其未来的走势，并提出应对措施。从发展的眼光看，黑客行为遵循从低级向高级发展的规律。之一级：自得其乐其实，许多所谓的黑客还只是有点儿编程技术的“毛头小子”，他们常常使用高手编制的黑客程序来损害自己发现的任何系统，其目的纯粹是为了“找乐子”，所以其行为没有明确的目标。不过，不要低估这种低级黑客，他们有可能“瞎猫碰上死耗子”，说不定搞垮哪个大型系统。第二级：搭帮结伙其实，对这种黑客可描述为低级黑客的松散组织，当然，由于成了一个团伙，其力量要强大得多。此时，这种黑客组织往往有所谓的头领，在其领导下，这群人往往能够给企业的 *** 带来重大损害。如大名鼎鼎的黑客组织LulzSec就曾给索尼等公司带来重大损失。第三级：黑客主义者这种黑客有了所谓的信仰，他们往往有着明确的政治或社会目的。如Anonymous就是业界所熟知的一个黑客组织，该组织曾对北约、美国银行和不同国家的 *** 网站发动过攻击。显然，如果这种黑客被 *** 部门利用，往往会给其它国家的企事业单位和国家安全带来不可估量的破坏。第四级：黑帽专家这类黑客有着熟练的编程技术和坚定的信仰，因而他们往往能够在短时间内攻克目标。他们的目标往往并不是为了破坏或宣扬自己，而是研究攻克最强大目标的新 *** 。第五级：有组织的犯罪团伙这是更高级的黑客组织。它由专业的犯罪分子领导，并有着严格的规则，确保其活动不会受到 *** 和法律的追捕。应当用一个更准确的词来形容它：“团队”，它广泛招集能够编制复杂的高级代码的黑客，目的在于窃取有价值的数据，散布垃圾信息等。第六级：国家黑客敌对国家之间的利益冲突也往往反映到 *** 上。例如，现在有些发达国家已经开始组建自己的信息安全部队。而其中的精英，就是那些经过专门高级训练的黑客高手。由于有国家的支持，这些黑客往往能够挖掘敌对国家军事、金融等要害部门基础架构的漏洞，窃取情报，击毁其 *** 安全系统等。特别是近几年来，云技术的发展给企业和国家的发展带来机遇的同时，也产生了云环境下的新安全问题。这更为国家黑客组织提供了新的犯罪平台。第七级：自动工具自动化的黑客工具能够以极低的成本损害企业和个人。这种威胁有可能在未来的日子里给企业带来新的危害。其原因在于，可以访问企业资源的各种 *** 技术和 *** 应用程序的种类日益增多和普遍，任何应用程序(特别是移动设备中的应用程序)中的一个小漏洞都足以给整个架构中的系统带来灾难性的影响。例如，Abotnet就是一种能够利用僵尸计算机形成强大僵尸 *** 的自动工具，因而可以发动更大规模的攻击。此时，受到感染的用户很有可能并不知道自己已经成为了僵尸 *** 的一部分，造成其攻击力不断发展强大。僵尸 *** 攻击往往能够在短时间内向互联网发送大量的带有恶意链接或附件的垃圾邮件，其目标往往是根据它所发现的漏洞获得经济上的利益。当然，僵尸 *** 还可被用于发动DDoS攻击，用大量的垃圾通信造成公司服务器的瘫痪。自动工具的本质是一种如蠕虫病毒一样的程序，它一般兼容多种软硬件框架，因而能够感染尽可能多的计算机，便于构建自己的僵尸王国。它是黑客技术发展的一种极致，并可被上述不同等级的黑客用来实施攻击。面对恶意黑客，公司需要认识到其严重威胁，并与可信的安全公司合作，尽可能多的查找自身的软硬件漏洞，采取适当的防护措施：1、确保计算机系统运行可更新的软件，经常为 *** 应用程序打补丁，保持其最新。2、用更佳的安全实践教育员工，经常运用案例给不同层次的员工阐明实现安全过程的 *** 、对策和技术，如不要随意打开来历不明的邮件及附件等。3、采取措施防止社交工程的渗透，谨防内部人员泄密。4、经常进行渗透测试，查找修复系统漏洞，然后再测试，再修补。5、部署分层的安全机制，如反病毒工具、Web应用防火墙和垃圾邮件过滤器等。6、雇佣外部专家，帮助企业查找安全缺陷和部署安全措施。
黑客的未来会怎样
黑客组成的主要群体是年轻人，事实上也是如此。现在在 *** 上很难见到三十岁以上的老黑客了，许多黑客一般在成家以后都慢慢的在 *** 上“消失”了。这些人到什么地方去了呢？他们为什么要走？其实这些很容易理解，随着年龄的增长、心智的成熟，年轻时候的好奇心逐渐的脱离了他们，他们开始步入稳重期，生理上的体力和精力也开始下降，不象以前那样怎么熬夜，怎么做都不知道累的时候了。比如开始有了家庭的负担，要为生计和事业奔波。因为黑客这个行业，只有极少数是职业黑客，有很多还是业余的，他们做事等花大量的时间和精力是没有报酬的。所以当他们上些年纪以后“退出江湖”是理所当然的。当然有很多人对他们的黑客事业的兴趣也会执着一生。黑客在退隐以后一部分可能会去做安全行业，成为安全专家、反黑客专家，继续研究技术。也有一部分人会去做一些与黑客毫无关系的事业。
有兴趣的话可以去百度下： ★觉主黑客教程★
0条大神的评论