可能改变世界的这10种技术,你恐怕没有听过

神译局·2021-10-27
世界需要新技术。

神译局是36氪旗下编译团队,关注科技、商业、职场、生活等领域,重点介绍国外的新技术、新观点、新风向。

编者按:人类的进步还是要靠科技,但现在的科技有停滞的迹象,或者说已经开始减速。今天我们列举10大科技创新,有些你可能没听过,它们可能会改变世界。本文来自翻译。

CRISPR、量子计算、 石墨烯、智能微尘(smart dust)、数字化双胞胎(Digital Twins)、元宇宙……所有这些概念你可能都听过,看到过,阅读过相关资料。在你面前,这些技术没有什么神秘的。吃饭时,工作时,你可能谈到过,你关注未来创新。

然而,技术是不断变化的,这些宝贵知识必须得到管理,必须定期更新。我今天列出10大技术,它们可能会改变未来,但今天大家还不怎么关注。

飞秒投影打印

——是什么?

在过去10年里,3D打印虽然热度上升,但它现在还只能解决特定问题,还没有找到目标受众。一方面,对于普通人来说3D打印还是太贵了,另一方面,3D打印并不复杂,进步速度很快,大型制造企业可以引入了。

未来几年我们可能就会看到大变革,研究人员找到一种新方法,他们用激光同时在3d打印材料上投射数百万个点,而不是一次投射一个点。

科学家管这种技术叫飞秒投影打印技术,简称FP-TPL。为了方便理解,你可以这样想像:用100万根加热的针融化一根蜡烛,而不是用一根针。如此一来,那些超级微小的结构就可以用3D打印技术以超快速度打印,比现在的速度快1000倍,质量同样好。

——如何改变世界

到目前为止,这种技术的研究团队主要瞄准柔性电子与微光学。不过因为材料(包括液体和固体)的快速发现使研究人员认为,他们能够在不久的将来建造小型但难以想象的结构。一旦可以大规模使用并控制好质量,我们也许能用这种技术制造与健康有关的纳米机器人,从分子层面治疗各种疾病。

LiFi

——是什么?

LiFi用光将信息从A点传输到B点。这项技术的工作原理是对数字数据进行编码,并以人类无法注意到的速度快速打开和关闭LED。光传到光受感器,然后解码,将数据转化为更常见的频率,比如WiFi、4G或者5G。

LiFi技术有很多优势,比如,因为使用光,它的传输速度超级快,可以达到100 Gbit/s,理论上比5G快5倍。还有,因为我们周围有无数LED灯泡,未来它们可以变成无数个廉价数据接入点。作为LiFi基础的光波不能穿透墙壁,但可以被墙壁反射。相比WiFi,想黑入LiFi会更难。在使用LiFi时必须靠近光源,它覆盖的范围有限,其它光源也可能会干扰信号。

——如何改变世界

到今天,LiFi技术的使用范围有限,光感受器的尺寸和价格是限制普及的一大因素。关键使用场合主要是在那些对黑客和/或电磁干扰特别敏感的场合,如医院、飞机、军事行动……有人说无人操纵水下设备也可以引入,还有街灯、智能汽车通信。

储能砖

——是什么

研究人员想将能量存储到便宜的红砖内,用在建筑中,这样的梦想已经存在几百年。为什么能实现呢?有两个原因:砖块是多孔的,里面含有一种叫做赤铁矿的物质(使其具有颜色)。

为了让砖块存储并释放能量,研究人将砖块加热到160度,用盐酸和一种叫做EDOT的有机化合物喷涂砖块表面,它们与赤铁矿反应后会形成新的塑料纳米纤维涂层,也就是PEDOT。聚合物被禁锢在砖的多孔表面,在砖的各表面形成持续导电层,如此一来红砖就能充电导电。

就目前的技术来说,红砖存储的能量有限,但概念是可行的。60块砖提供的能量可以让小灯泡燃50小时,并不多,但是你要知道给这些砖充满电只要13分钟。充电砖寿命很长,经过1万次充放电循环砖仍能保持原始电量的90%。

——如何改变世界

当我们住的房子铺上太阳能面板,充电红砖就有意义了。多余的电量可以存到红砖内,这样能让可再生能源更平顺。有了高科技红砖,我们的房子在能源方面可以增强自给自足,降低对电网、锂电池的依赖。目前欧洲和美国的几家公司正在考虑,看看如何将充电红砖商用,下一步红砖的存储能力也许可以提升很多。

机器人蜜蜂

——是什么

气候对蜜蜂并不友好。我们的作物有35%需要蜜蜂授粉,我们需要食物。怎么办?我们可以制造机器人蜜蜂,让它们像真蜜蜂一样授粉。蜜蜂将涂有离子液体凝胶的马鬃附着在微型无人机上,然后就能采集花粉向下一个目的地移动。

——如何改变世界

如果机器人蜜蜂的运营成本持续下降,我们将会看到未来几年有很多机器人参与授粉工作。不过这种技术也有不少缺点。例如,小型农场可能无法承担机器人蜜蜂使用费,还有我们也不知道机器人蜜蜂会给真蜜蜂带来怎样的影响。

新动态神经网络技术

——是什么

神经网络利用隐藏层将信息分解,变成可以理解的组件,这样计算机就能预测输入信息想说的是什么。神经网络之所以有这样的能力,主要是因为它用数据和数学模型训练过。神经网络的运行和我们的大脑类似。老实说神经网络不是什么新技术,科学界一直在探索,研究人员想用更快更高效的方法利用神经网络推动物联网革命。

例如,有人认为可以将训练数据、数学模型存储到网络隐藏层(节点),创造一个库,它可以用来训练其它设备。如果你真的读懂上面这句话,就会明白它与大脑很接近了。

——如何改变世界

首先,新技术降低了对计算资源的要求,更环保。如果能够优化神经网络的速度、精准度、能耗,许多领域就可以引入,比如监控、高级驾驶辅助系统、自动驾驶汽车、视觉引导机器人、无人机、增强现实和虚拟现实、声学分析以及工业物联网等。

海水燃料

——是什么

海洋有很多能源,只是现在我们无法利用。研究人员称,海洋快就会能为船舶提供燃料。研究人员设想用一种碳化钼催化剂从海水中抽取二氧化碳,通过RWGS反应将它变成一氧化碳,一氧化碳又可以通过Fischer-Tropsch化合反应变成碳氢化合物。船舶可以用这种碳氢化合物航行。

——如何改变世界

将二氧化碳变成化学原料和高价值燃料,给无数船舶使用,就可以减少温室气体排放。但在使用之前还有一些问题要解决。首先,从海水中提取二氧化碳大约每升能提取100毫克。换言之,从4500万立方米水中提取的二氧化碳能让游艇航行一周。处理的水越多,对食物链的影响越大。其次,最终燃料燃烧之后会向空中排放二氧化碳。你可能会说,从海水中提取二氧化碳,利用后又变成二氧化碳,二者是中和的,对环境没什么破坏。真是这样吗?当然不是。

20分钟水

——是什么

大众提供20分钟干净的水,让他们可以洗澡,这也是一种进步。怎么做呢?利用碳纳米管和银纳米线做一套系统,价格不贵,将它们放在溶液中,再将棉花浸在里面。通上20伏的电流就能杀死大部分细菌,过滤的水甚至可以直接喝,不需要耗电的水泵。有些没有被电流杀死的东西可以用银来中和。

——如何改变世界

这样的技术对发展中国家有利,他们使用的水往往没有处理过。每年全球有30万名不到5岁的孩子因为水疾病死亡,全球有22亿人没有水处理系统。和今天所举的其它创新相比,20分钟水系统没有什么缺点,价格也不贵。用于纳米线的银数量很少,成本可以忽略不计,所需的电力可以由一块小型太阳能电池板或一对12伏汽车电池提供。过滤时细菌会被杀死,水可以以更快的速度流过,不容易堵塞。

零知识验证

——是什么

计算机科学家认为未来会出现一种新加密工具,不需要披露底层信息就可以验证身份,这样的技术能保护隐私。

——如何改变世界

新的身份验证技术可以找到用武之地。例如,当你想完成一笔交易时,App会预知你的账户有没有足够的存款,它瞬间就能知道,但不给出数字。不需要出生证明,App就能知道你的身份,当你进入受限网站时也不需要显示出生日期。这种技术在不披露交易信息的前提下就可以为加密交易提供凭证。

YOLOv5

——是什么

有没有听说过实时对象检测技术,它可以识别视频中的对象。未来很多行业都能用上这种技术,比如无人驾驶汽车、无现金商店。YOLO是“You Only Look Once”的缩写,它指的是实时对象检测、标签模型。V5代表模型的最新版本,它是用PyTorch编写的,可以兼容移动端,运行速度很快,每秒可达140帧,精准度高。

——如何改变世界

有了YOLOv5创新技术就可以实时分析对象,以每秒140帧的速度侦测并贴上标签。之前的模型不够强,只能达到每秒10帧。有了超高速度,你可以在很多领域引入AI技术,比如医疗、体育。不只如此,无人驾驶汽车的侦测能力也能上一个台阶。

4D打印

——是什么

4D打印实际上就是一件3D打印物品,但施加特定刺激时它可以改变属性。4D的第四个D指的是时间。4D打印技术的关键是找到真正的智能材料,它可以满足多种用途,比如形状记忆聚合物。类似的研究科学家做了很多,但技术离消费者还有些遥远。

——如何改变世界

4D打印技能会改变一些产业,比如医疗保健(达到特定温度就能激活的药片)、时尚(冷时衣服会更紧一些)、家庭用品(特定刺激下家具会变得更坚硬)。

译者:小兵手

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