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美國《技術評論》雜志每年都會評選出10項可能改變世界面貌的新興技術。今年,榜上有名的包括實時搜索、社會化電視、綠色水泥等等,其中有些技術可能『小荷纔露尖尖角』,比如『雙效抗體』等;另外一些技術已經成為業界人士腦海中的熱門詞匯,比如雲計算。無論如何,這些技術必將會在2010年的世界『攪動一池春水』,有望讓我們的生活更加健康和美好。
1.實時搜索
時下,以Twitter為代表的實時網絡成為互聯網最熱門的應用領域之一,正是基於網民對新興資訊速度和實時性的更高要求,搜索引擎領域應需而動,『實時搜索』概念應運而生。眾多國外搜索巨頭相繼推出了相應服務。
谷歌表示,網絡上每天都會產生出超過10億條的即時信息,而此前著重於『歷史搜索』的技術難以及時捕獲最新信息。鑒於此,谷歌今年1月1日推出了『實時搜索』服務,力爭在海量信息中,為用戶提供某個時刻他最需要的信息。
微軟公司搜索技術中心的負責人肖恩·薩切特則認為『實時搜索』這種說法太局限,他表示,微軟公司的『必應』搜索服務不僅可以從社交網站過濾出用戶所需要的數據,而且也能夠將這些數據進行擴展,最終,通過人們鍵入的關鍵字,為人們提供一對一的交流。
2.社會化電視
雖然近年來實時電視節目的收視率有逐年下降的趨勢,但是諸如冬奧會和格萊美音樂頒獎禮等重大事件卻吸引了越來越多的觀眾,出現了比之前更多的新聞和評論。電視業正在慢慢復蘇,這或許可以歸結於一些新的『觀看』方式的誕生:人們在觀看電視節目的同時,還使用智能手機或筆記本電腦來傳輸文本、發送信息、實時提供明星的緋聞逸事等。
麻省理工學院電子研究實驗室的科學家蒙特佩蒂正在研究『社會化電視』——把促進電視節目質量的『社會化網絡』和更加被動的傳統電視收視習慣進行無縫連接。這樣做的目標是:使看電視成為不同地方的觀眾們能夠相互分享和討論,並且讓每個觀眾能更快地找到他們想要看的節目。
蒙特佩蒂希望將不同的通訊系統連接在一起,尤其是將手機和寬帶服務連接在一起,來創造一種優雅的用戶體驗。她正在同英國電信公司著手研發這套系統,BT公司向英國和愛爾蘭的1500萬人(其中一半是數字電視的訂戶)提供寬帶連接服務。今年2月,蒙特佩蒂的團隊向BT公司提交了該系統的精簡版本。BT公司大學戰略研究部門的負責人傑夫·帕特摩爾說,這樣的一套系統可能將於今年橫空出世。
3.綠色水泥
英國《衛報》去年公布的數據顯示,全世界每年生產20億噸水泥,而每生產1噸普通水泥,就釋放出近1噸二氧化碳。並且,人們對水泥的需求量還直線上昇,法國農業信貸銀行的一份報告預測,到2020年,全球水泥需求量將比現在增加50%。
就在各國面對水泥引發的環保問題一籌莫展的時候,英國Novacem公司首席科學家瓦拉斯普魯斯表示:『我們生產的水泥獨特之處在於,它是碳負性的。在生產過程中,它排放出的二氧化碳遠遠小於它在被使用時吸收的空氣中二氧化碳量。』Novacem公司最近還打算同英國最大的私人建築公司萊恩·奧羅克公司合作,嘗試著讓該行業更多地使用『綠色水泥』。在2011年,該公司將收到150萬美元的資助,其中一部分來自英國皇家學會,Novacem公司計劃建造一個新的試驗工廠來制造其最新式的水泥。
4.改造乾細胞
美國威斯康星大學麥迪遜分校醫學與公共衛生院教授詹姆斯·湯姆森實驗室於2007年與其他研究人員同時制造出了人類誘導性多功能乾細胞。湯姆森手中的小塑料瓶中裝著超過15億個心髒細胞,而這些細胞來自於一種新的乾細胞。湯姆森認為,這種乾細胞能夠改進人類的疾病研究並且改變我們的藥物研發和藥物測試模式。
2007年,日本京都大學的山中伸彌團隊和湯姆森/俞君英團隊,通過插入4個特定基因,第一次成功地將普通的人體皮膚細胞直接改造為功能與胚胎乾細胞類似的『誘導多能乾細胞(iPS)』。得到的iPS細胞具有胚胎乾細胞的兩個確定的特征:能夠不斷地自我復制;能夠如變色龍一般變身為人體內的任何細胞類型。
科學家們相信,iPS細胞和乾細胞能夠替代人類受損或者有缺陷的身體組織。但湯姆森認為,他們最重要的貢獻將是為人類發展和疾病研究提供前所未有的窗口。科學家能夠使用罹患各種不同病癥的病人的細胞來制造乾細胞,並且誘導這些細胞變成因為疾病而遭到破壞的細胞,這或許會讓研究人員更好地防患於未然,在疾病初露端倪時檢測到疾病,並且追蹤讓其扭曲的分子過程。
5.植入式電子設備
下一代植入式醫療設備將不再依賴由工廠中制造的材料,而是使用蠕蟲肚子中培育出的高科技材料。美國塔夫斯大學的生物醫學工程師菲奧裡澤·奧蒙特使用蠶絲制作了一些可植入的光學和電子學設備,這些設備將成為生命特征的監視器、血液檢測儀、圖像中心和醫務中心,而且在不需要時,可以輕而易舉地將這些植入人體的設備銷毀。
植入式電子設備可以提供更加清晰的人體內部狀況圖片,讓醫生更好地了解病人體內的情況,或者幫助監視患者的慢性病發展情況或術後身體恢復情況,但生物相容性等問題也限制了植入設備的使用,許多在電子設備中廣泛使用的材料被植入人體後會引發免疫反應。另外,目前大部分植入芯片需要通過外科手術植入人體,而在不需要的時候,還得通過手術取出,因此,只有在關鍵時刻,人們纔會選擇植入式電子設備。
奧蒙特列舉了一些應用:一個蠶絲光纜可以從一個LED陣列傳輸光線到植入人體的蠶絲傳感器,蠶絲傳感器通過改變顏色來告訴人們癌癥又復發了。另外,這些設備還能控制人們服用藥物的劑量。利用一根蠶絲光纖,還可將一些信息傳輸到人體的皮膚表面,再使用手機將這些信息讀出。奧蒙特說,制造這些設備的材料都已經具備,只要把這些材料放到一起,一根小小的蠶絲就能幫助我們拯救生命。
6.移動3D
《阿凡達》使3D電影方興未艾。澳大利亞的動態數碼景深公司(DDD)正在將3D帶到智能手機和其他移動設備上。
三星生產了一款手機看起來像是典型的傳統智能手機,但是一旦將屏幕從豎屏轉為橫屏時,不可思議的事情發生了:屏幕上的圖像由2D變成了3D。這種景深感效果是由DDD的首席技術官弗拉克發明的,該技術有望解決3D領域的最大瓶頸,力爭能夠做到不戴特殊眼鏡就可享受觀看3D節目的樂趣。
這項技術將會運用在已經開始被大肆炒作的3D電視機上,但是最適合使用這項技術的對象則非智能手機莫屬,因為該技術的視角范圍較小,手機用戶更便於選擇最佳觀看角度,這也是為什麼手機多媒體設備能夠搶佔先機,引領3D技術成為主流的原因。市場調研機構Display Search最近預測,到2018年,全球將會有7100萬這樣的移動設備。
7.直接制造生物燃料
美國投資機構旗艦風投公司的首席執行官努巴·阿費彥曾表示:『生物燃料都是來自於二氧化碳和水,那麼是否存在一種方式可以將二氧化碳直接轉變為我們所需要的燃料,而不用費事利用玉米、柳枝或者海藻來獲取呢?』
對於阿費彥創辦的新興公司朱爾生物技術公司來說,答案似乎是肯定的。去年,該公司宣布,他們設計出了新的方法,可以從喂養陽光與二氧化碳的轉基因微生物中提煉出乙醇與其他液態燃料。
不同於一般的生物燃料公司,朱爾公司稱,其『日光養殖』系統不需要藻類或者其他植物等生物原料就可以運作,在這個系統下,微生物在鹽水裡透過光合作用獲得成長所需要的動能,然後直接分泌出燃料或者商用化學物質。實驗室測試和小規模的嘗試讓阿費彥估計,使用這種方法每畝地獲得的液體燃料是使用玉米來制造乙醇的100倍,是使用其他農業肥料獲得的生物燃料的10倍,其同化石燃料相比,非常具有競爭力。
8.雲編程
雲計算為我們提供了無限的計算和存儲能力。然而,程序員們似乎並不知道怎樣最大限度地利用這種能力。因為,當前大部分程序員們都傾向於改造已有的程序,使其可以在雲端運行,而不是直接編寫一個為雲量身定做的應用程序。而且,在跟蹤數據和獲取程序在雲上運行的狀態方面,雲做得還不夠好。
加州大學伯克利分校的約瑟夫·海勒斯太因認為,他可以開發出一套軟件來很好地追蹤數據和密切監視雲端的動向,使得編寫復雜的雲端應用程序變得簡單明了。他的想法是,修改各種數據庫編程語言,並用其來快速搭建任何雲端應用,包括社會化網絡、通訊工具、游戲等等。通過好幾年的測試和修改,這些語言現在已經可以很好地從大型數據庫中讀取和寫入數據。如果這其中的任何一種語言可以很好地實現雲端友好化,那麼,程序員們就真的不用再花大力氣處理各種細微的數據了,只需要關注他們想要的結果就可。
海勒斯太因的主意已經結了果實:Bloom語言。Bloom語言降低了應用開發的難度,可以讓更多程序員們參與到雲應用的開發中來,從而創造出更多更強大的雲應用。海勒斯太因團隊將於2010年晚些時候發布Bloom。他們也在向外界展示如何將Bloom應用於實時的應用程序中,比如在線的多玩家游戲、監測地震或者海嘯的警報信息等。
9.新型光伏發電
1995年,凱利·卡切波爾完成了她的物理學本科學業後,決定進入一個停滯不前的領域:太陽能電池。2006年,已經成為博士後的卡切波爾獲得了一項重大的發現,推開了制造光電轉換率更高的薄膜太陽能電池的大門。
薄膜太陽能電池一般用非晶硅或者碲化鎘制造,與常規的由更厚而且更昂貴的硅晶片制造的太陽能電池相比,成本更低。當然,薄膜太陽能電池的效率也更低,因為,如果一個電池的厚度比射入光線的波長還短時,光線就更難被吸收和轉換。
當金屬表面的電子被入射的光線刺激後,會形成等離子體振蕩。在傳統的硅基太陽能電池的制造中,很多人都利用等離子體效應,從而保證電池更加高效,但是卻沒有人利用這個效應來制造薄膜電池。卡切波爾發現,她敷在一塊薄膜太陽能電池表面的銀納米粒子,並不會像鏡子一樣完全反射直接照射到其表面的光線。相反,粒子表面上形成的等離子體將使光子偏斜,這樣,這些光子會在薄膜電池內部來回反射,以便於長波長光的吸收。
卡切波爾的測試設備的光電轉化效率比普通的薄膜太陽能電池高30%左右。如果卡切波爾能把她的納米粒子技術和大規模制造薄膜電池結合起來,很可能會改變太陽能電池技術領域的平衡,加速太陽能取代傳統化石燃料能源的步伐。薄膜太陽能電池不僅能獲得更多的市場份額,同時,也會加速整個光伏產業的發展。
10.雙效抗體
在美國基因技術公司位於舊金山的總部,資深科學家傑瑪尼·弗一直在重新設計該公司最賺錢的兩種抗癌藥物。一種是抗體赫賽汀,主要對抗位於乳癌細胞上的Her2抗原;另一種是阿瓦斯丁,它能夠阻止腫瘤自制血管,使其無法吸收養分而餓死。
傑瑪尼·弗的目標是證明,通過使一個抗體緊密地結合到兩個不同的抗原上,她能夠為那些正在與乳腺癌做斗爭的患者帶來更大的勝算。去年,她和同事證明,一個經過改造後的赫賽汀抗體不僅能夠關閉老鼠身上的Her2受體,而且也能夠鎖住血管內皮生長因子。設計出這樣一種『雙效』抗體能夠幫助解決化療藥物存在的一個主要問題:癌細胞通常會對化療藥物產生免疫力,變異使得癌細胞能夠適應藥物的攻擊。因此醫生們常常將不同的化療藥物混合在一起,在癌細胞找到『逃生路線』之前殺死癌細胞。這樣,設計出一種能夠對癌細胞進行多方『攔截』的藥物將能夠讓治療變得更加簡單方便。
一個單細胞繁殖的抗體能夠承擔兩個抗體的工作具有很好的商業前景,可能讓治療的費用減半、縮短治療時間。基因技術公司也已經開始進行試驗,以確認是否赫賽汀和阿瓦斯丁合作能夠比單獨使用其中一種藥物更好地戰勝乳腺癌。 (據《科技日報》)