光陰似箭，日月如梭

轉眼間，2019年即將過去

這一年經歷了許多事情

不知不覺，生活中出現了社交機器人

實現大型能源儲存使可再生電網成為可能

AR和VR技術以及逐步發展的5G技術

讓距離對我們的影響更加小了

……

每一個瞬間都能察覺到世界因為科技而改變

近日，《科學美國人》與世界經濟論壇

聯合釋出

“2019年十大新興技術”

生物塑料可解決一個主要的汙染問題

根據世界經濟論壇的資料，2014年工業產生了3.11億公噸的垃圾，這些垃圾的大部分處理方式都是焚燒，且只有不到15%能夠被回收利用。

生物降解塑料能夠起到塑料包裝的作用，並最終又能夠被微生物分解掉的大分子。

這種生物降解塑料一般可通過玉米、甘蔗等製成，但是效能難以與傳統的塑料相比。

最新的研究發現，通過一些廢棄的植物（如蘆葦）中提取的纖維素和木質素可製成一種新型的生物降解塑料。

對環境的另一個好處是，纖維素和木質素可以從非食用植物中獲得，比如巨型蘆葦或者廢棄的木材和農業副產品。

智慧肥料減少環境汙染

施肥可能會提高農作物的產量，但也有可能導致汙染環境的產生。

現在，更環保的肥料已經出現，而且施肥這件事情也變得越來越智慧。

肥料中的營養物質，短時間內只有少量會進入植物體內。

肥料中的物質如氨水、尿素在與水反應時會產生氮，碳酸鉀或其它礦物顆粒與水反應會產生磷。

大量的氮以溫室氣體的形式進入大氣，而磷大部分會進入水域，引發藻類的過度生長。

因此，優化肥料的配方是關鍵。

最近，研究人員開發出了可以隨著土壤溫度、酸度或溼度的變化調節外殼，以植物生長所需的方式改變營養釋放速率的“控釋肥料”。

控釋技術提高了肥料的使用效率，但化肥產品仍然包括氨、尿素和鉀肥，生產過程依舊會導致溫室氣體的排放。

社交機器人

在工業和醫學領域，機器人可以做組裝、分解和檢查的工作。

社交機器人則是為了跟人建立更多的情感聯絡，是通過攝像機和相關感測器來接收訊號並完成指令動作的。

但是與工業機器人不同的是，他們可以將人的思想感受通過面部和情緒的演算法轉化為自己能夠識別的訊號和聲音，能夠適應複雜的口頭表達以及暗示、眼神交流等並做出相應的反饋。

目前，社交機器人正扮演著越來越多的角色。

例如，一個名為Pepper的47英寸人形機器人（來自SoftBank Robotics）能夠識別人臉和基本的人類情感，並通過其“胸部”觸控式螢幕對話。

全球約有15,000名Pepper機器人，可以勝任酒店登記，機場客戶服務以及購物協助和快餐結賬等工作。

還有一種可以用於陪伴和幫助老人的治療型機器人。

PARO治療機器人，他看起來像一個可愛的海豹，旨在減輕阿爾茨海默病患者或其他患者的壓力，可以陪伴老人散步，提醒他們服藥，並可以打電話給家人。

2018年全球機器人銷售額估計達到56億美元，預計到2025年底市場將增長到190億美元，每年機器人銷售量超過6500萬臺。

微型透鏡使微型光學裝置成為可能

用傳統的玻璃切割和玻璃彎曲技術很難製造出微小的鏡片，而且玻璃鏡片中的元素通常需要堆疊起來才能正確對焦。

工程師們最近發現了更小、更輕的金屬替代品，這些透鏡可以使顯微鏡和其它實驗室工具、產品更加小型化。

在未來的幾年裡，這種微型鏡片可能會被用於製作小型且可批量生產的感測器和診斷工具，如內窺鏡成像裝置和光纖。

固有無序蛋白：藥物研發新靶點

內在無序蛋白（IDPs）會引起從癌症到神經退行性疾病在內的各種疾病。

然而，醫學研究人員還未能提出有效的治療方法。

因為目前正在使用的大多數藥物要靶向用藥，就需要目標是穩定的，但IDPs卻不能停留太長時間。

現在，科學家們正在利用生物物理學、計算能力以及對無序蛋白的理論知識，來識別能夠抑制這些蛋白質的化合物，其中一些已經成為真正的候選藥物。

隨著IDPs在稱為無膜細胞器的關鍵細胞部位中所扮演的角色越來越清晰，藥物清單將繼續增長。

這些細胞器會在特定的時間將重要的細胞分子（如蛋白質和RNA）聚集在一起，同時將其它分子分開。

而通過使用新型的分子操作工具，研究人員能控制液滴的形成。

這一發現很重要，因為在液滴形成和分解的過程中，IDPs能短暫維持，那麼藥物就能找到這一靶點。

遠端協同網路讓距離變得毫無意義

遠端協同網路，可能會改變我們當下的虛擬互動方式。

比如，來自不同地方的醫生可以遠端與患者溝通、朋友和家人能待在不同的地方，卻彷彿正在一起遊覽城市。

結合現有的AR和VR技術以及逐步發展的5G技術，人們的日常生活和工作也將發生翻天覆地的變化。

區塊鏈技術保障食品安全

根據世界衛生組織的資料顯示，每年有將近6億人會受食物汙染的影響，其中42萬人會因此喪命。

現代食品鏈環節眾多，從農場到餐桌要經歷包裝、儲藏、轉運等多個環節。

但各個部分的資料相對獨立，一旦出現食物汙染問題，調查汙染源將成為一大難題。

而區塊鏈技術的發展應用，將顯著改善資料追蹤的現狀。

利用區塊鏈雲端系統，食品製造商可以依次在計算機中上傳食品生產過程中的資訊，類似沃爾瑪的大型超市可以利用區塊鏈雲平臺在很短時間內就能找到問題所在。

此外，科學家還在開發一些，用於監測傳送帶、集裝箱或者獨立包裝中食品的品質和安全性的微型感應裝置。

一些廠商也會在食品包裝中放置溫度感應器，以檢測食品儲存溫度是否合規。

大型能源儲存使可再生電網成為可能

伴隨著風能和太陽能技術的更加成熟，獲取電力的方式正在逐步優化。

現在，相關科研人員正在尋找可以，將能源儲存在“口袋”裡，以便能在沒有Sunny和風平浪靜的時候使用。

這種需求正引起相關領域對儲能技術的興趣，尤其是鋰離子電池。

據專家們說，鋰離子電池可能將成為未來5到10年的主導技術，持續的改進將使電池能夠儲存4到8個小時的能量。

但是，要想讓可再生能源和能源儲存能夠滿足發電的基本負荷，需要更長的時間跨度，這意味著鋰電池還需要逐步的優化和提升。

目前，其它的替代性選項仍在開發中，研發人員致力於實現具有與鋰離子電池一樣足夠的可靠性、效率和成本競爭力。

更安全的核反應堆

幾十年來，商業核反應堆一直使用同樣的燃料：小的二氧化鈾芯塊堆積在鋯合金製成的核燃料棒內。

鋯能使二氧化鈾芯塊裂變產生的中子很容易地通過反應堆堆芯，實現可持續的熱核反應。

但是，如果鋯過熱，它將會與水反應併產生氫，引發爆炸。

譬如，2011年福島核電站事故就由此引起。

目前，全球科學家正從不同角度入手，以打造更安全的核反應堆：西屋電氣公司和法馬通等企業正在開發“事故耐受燃料”。

這種燃料與鋯結合後不容易過熱，也很少產生氫氣。

一些人正嘗試用其他材料取代鋯或者二氧化鈾，以提升安全性。

另一種思路是用液態鈉或熔鹽代替水來傳遞裂變產生的熱量，消除氫氣爆炸的風險。

DNA資料儲存比你想象的更接近現實

據收據統計，在去年：

谷歌每分鐘進行388萬次搜尋，人們在YouTube上觀看了433萬個視訊，傳送了1.6億封電子郵件，發了47.3萬次推特，在Instagram上釋出了4.9萬張照片。

如果持續下去，人類將正面臨嚴重的資料儲存問題。

到2020年，全球每年需要4180億個1TB容量的硬碟才能容納全部資料。

相比之下，一個邊長約1米的DNA立方體就足以容納等量資料。事實上，DNA資料儲存技術並不遙遠。

一種替代技術正在發展：基於DNA的資料儲存，它可以很容易地進行常規排序（讀）、合成（寫）和精確複製。

DNA能夠以遠超電子裝置的密度準確地儲存大量資料，一個邊長約一米的DNA立方體就可以滿足全世界目前一年的儲存需求。

但是，受限的條件之一則是：讀寫DNA的速度。