2024前瞻：全球瞩目的十大科技突破
发表时间: 2024-05-25 14:22
第一，AI无所不在。我们已进入人工智能的新纪元，数亿用户直接与ChatGPT等生成工具互动，这些工具能够根据指令创造未来，丰富了多样化应用。它们已经重塑了科技领域，使Open AI广为人知，并促进了谷歌、Meta和微软等公司在此技术领域的大规模投入。2023年让人们深刻认识到了AI的力量，生成式AI已经从一个鲜为人知的好奇心转变为无数人生活中的切实力量。随着数十亿人亲身体验到AI的努力，我们需要进一步探索这个数字全球的细微差别以及其对社会的深远影响。AI的讨论已经不再是关于它是否会影响我们，而是我们如何适应、监管和与我们创造的合成智能共存的方式。
第二，高能太阳能电池。太阳能在全球范围内迅速推广，是全球减排努力的重要部分。但目前太阳能板吸收的阳光大部分未被转化为电能。增加一层钙钛矿微型晶体可显著提高太阳能板的效率。新型太阳能技术在效率方面取得了突破性的进展。这种太阳能电池将传统的硅材料与具有独特晶体结构的材料层叠在一起。科学家们在过去十年中一直在研究钙钛矿太阳能技术，并且它不断刷新着自己的效率记录。钙钛矿材料能够吸收硅电池不同波长的光线，而硅电池目前占据的太阳能市场的96%。当硅和钙钛矿在串联太阳能电池上共同工作时，它们可以利用更多的太阳光谱，从而使每个电池产生更多的电能。硅基电池的技术效率最高只能达到30%，而单独的钙钛矿电池在实验中的效率已经达到了约20%多。但是，钙钛矿串联电池在实验中的效率已经超过了33%。这种技术的诱人之处在于，如果大规模应用，钙钛矿串联电池可以以更低的成本产生比传统太阳能电池更多的电能。
第三，苹果公司的先进视觉设备——VisionPro。苹果公司今年将推出其领先的一款混合现实头戴设备VisionPro，被称为空间计算机。这款设备具有创新的高分辨率显示屏。Apple VisionPro的头戴设备通过将数字内容叠加到真实环境中，实现混合现实的效果。设备内置的摄像头和传感器可以捕捉周围环境的情况，并在每只眼睛的屏幕上重新创建出来，然后头戴设备添加您选择的任何数字内容，让您在实际沙发的前方看到。苹果是否会继续带来划时代的应用尚未可知，虽然之前的面部计算机产品如Google Glass、Microsoft HoloLens和Meta的Quest系列都未能取得成功，但苹果公司希望通过Apple Vision Pro能够改变这一局面。这一家全球市值领先的公司已对此进行了大胆的投资。
第四，体重管理药品。全球体重超标率的增加已被全球卫生组织称为流行病。Mounjaro和Wegovy等药品成为帮助个体和医生共同管理体重的有力手段。研究显示，这些药品甚至有助于预防心脏疾病和中风。这些药品并不完美，许多患者需要终身使用这些药品来保持体重，而这些医疗的长期影响尚不明确。此外，这些药品价格昂贵，每月费用超过一千美元，而且大多数保险计划不覆盖体重管理医疗。目前有大约七十种药品在申请行政赔偿，其中六种正在等待监管审查。预计在未来一年，随着需求的激增，将会有更多公司进入最后阶段的临床试验并寻求批准。
第五，新型地热能源系统。地热能源清洁、稳定且几乎无限供应。地热能在全球可再生能源容量中所占比例不到1%，但是增强型地热系统的出现，可以让我们在更多地方利用地下的热能。由于工程上的挑战，其潜力尚未被充分开发。新型钻探技术能深入以往无法达到的地层，释放更多的地球热能，用于产生清洁能源。
第六，芯片模块作为一种突破性技术，可以帮助电子行业在摩尔定律的节奏下保持性能提升。随着晶体管尺寸的不断缩小，变得越来越困难，工程师们需要探索新的方法，使计算机更快、效率更高。芯片模块是小型专用芯片，它们通过互联可以完成传统芯片的所有功能，甚至更多。2022年，美国的CHIPS法案将527亿美元用于先进半导体研究，并创建了一个国家先进封装制造计划，以促进学术界和工业界的合作。到目前为止，芯片模块的采用受到封装技术缺乏技术标准的阻碍，但现在情况正在改变。该行业已经接受了一个名为“Universal Chiplet Interconnect Express”的开源标准。理论上，这个标准将使不同公司制造的芯片模块容易组合在一起，这可能给芯片制造商在人工智能、航空航天和汽车制造等快速发展的领域带来更多自由。
第七，首次基因编辑疗法。基于CRISPR技术的新疗法经过多年研究，到2023年底，位于波士顿的Vertex公司的一款基因编辑医疗产品成为首次在英国和美国获得监管批准的产品。它能够医治生命威胁性的镰状细胞贫血病。在对患者的骨髓进行编辑后，几乎所有参与试验的患者不再感到疼痛。但是，目前这种基因编辑医疗的预期价格为二百到三百万美元，而且Vertex目前没有立即在非洲提供这种医疗，尽管镰状细胞贫血在非洲最为常见且仍然在大量导致儿童去世。该公司表示，这是因为医疗方案迫于复杂，它涉及住院、医疗团队会取出骨髓、编辑细胞，然后再进行移植。在那些仍然难以满足基本医疗需求的国家，这个过程仍然过于繁琐。随着技术的进化，未来可能会出现更简单、更便宜的CRISPR的递送方式，预计还会有更多此类疗法问世。
第八，高性能超算计算机。2022年5月，全球超算计算机排名被颠覆。Frontier是目前全球上最快的超算计算机，每秒可以执行超过一百万亿（10的18次方次）浮点运算，这相当于你后面跟着18个0，也被称为艾克萨。简而言之，Frontier可以在一秒钟内执行十万台笔记本电脑相当的运算量。随着Frontier的发布，位于田纳西州奥克李奇国家实验室的艾克萨计算时代正式开始。还有几台类似的艾克萨计算机即将加入其行列。在美国，研究人员正在安装两台将比Frontier快两倍的机器——加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的EI Capitan和伊利诺伊州阿贡国家实验室的Aurora。预计欧洲的第一台艾克萨超级计算机将于2024年底上线。据报道，我们国家也拥有艾克萨计算机，尽管尚未公布标准基准测试的结果。这些新型超算计算机处理科学数据的能力将使科学家能进行更精细的气候、核裂变、湍流等模拟分析。
第九，热泵技术。热泵是一种能提供建筑物供暖和冷却的电气设备。目前，许多建筑物仍然使用化石燃料，特别是天然气进行供暖。热泵的广泛应用有望显著减少碳排放。全球销量不断增长，欧洲的增长最为显著，通过2022年的热泵安装增长了40%。这主要是由于大额乌克兰战争引发的能源危机以及摆脱天然气的努力推动。但在美国，热泵的销量首次超过了燃气。新型高温热泵还有望在工业去碳化方面发挥作用。
第十，分散式社交平台。埃隆·马斯克在2022年收购了某网站，此后该网站的方方面面发生了巨大变化。它裁剪了大部分员工，已经取消了内容审查，导致广告商和用户纷纷离去。构建一个分散式社交平台，分散式社交平台是一种不依赖于中心化平台的社交媒体模式，它允许用户更好地掌控自己的数据和隐私。现在，随着公司如Friends Master、Down和Discord等新兴平台的崛起，在推动分散式社交媒体的发展和创新方面发挥了重要作用。原有的中心广场已逐渐转变为私密社交空间。
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