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2020年十大黑科技:新冠肺炎疫苗最好 脑机接口引领潮流

发布于:2020-12-19

2020年还有十几天,AI、芯片、云计算、区块链、工业互联网、量子计算等技术变革给我们带来了颠覆性的体验。那么2020年哪些黑技术会占据C位呢?技术将如何改变世界?腾讯科技梳理了2020年十大黑技术。让我们回顾一下这个特殊年份的演变。

新冠疫苗

新冠肺炎疫苗的研发即将结束。12月11日,继英国之后,美国FDA宣布授权美国辉瑞公司和德国生物技术公司联合研制的SARS-CoV-2疫苗,对16岁以上人群进行疫苗接种。在黑暗隧道中挣扎的世界终于看到了一丝曙光。

从疫苗研制到临床使用批准不到一年,打破了所有历史记录。此前,业内许多专家认为不可能在一年内批准新冠肺炎肺炎病毒疫苗。要知道,从研制到之前的疫苗获批,用了好几年,甚至几十年。

疫苗有很多种。用病毒本身制成的疫苗包括灭活疫苗和灭活疫苗。还有用病毒本身的片段和一些蛋白质成分合成的疫苗。近年来,有一些由病毒的DNA序列合成的腺病毒载体疫苗。

新冠肺炎疫苗的所有流程都缩短到不到一年,从识别未知新病毒、分离测序、设计、合成、预试验、临床三期试验、提交申请到批准临床使用,在不到12个月的时间里取得了前所未有的突破。这一切都归功于本世纪生物技术的飞速发展。

疫苗研发的成功只是防止这场全球性灾难进一步蔓延的第一步。但却是2020年最伟大的黑技术研发之一。

人造太阳

12月4日14时02分,新一代“人造太阳”装置————中国循环器2号M装置(HL-2M)在成都建成并首次放电。“东方超级环”是中国自主设计开发的磁约束核聚变实验装置,也被称为“人造太阳”,因为它的目标是像太阳一样产生核聚变,为人类提供能量。相比2018年第一次1亿度的温度,这一创举实际上维持了近10秒的1亿度,是东方超环的重大突破。如果1亿度的高温能长期保持下去,真的离解决核聚变的商业应用不远了。

自20世纪50年代以来,我国一直致力于建设“人造太阳”。经过多年的发展,我国已经建成了“中国循环器-2号”、“东方超级环”等一批科学仪器,掌握了“人造太阳”的一些关键技术,积累了大量的研究成果。“与上一代相比,该装置采用了更先进的结构和控制方式,等离子体体积是国内现有装置的2倍以上,等离子体电流容量提高到2.5兆安培以上,等离子体离子温度可达1.5亿度,相当于太阳核心温度的近十倍。它可以实现高密度、高比压和高自举电流工作。太阳能带来光和热,因为热核聚变反应总是在它内部发生。如果人类能够控制这种反应,就意味着他们将有无限的、清洁的能源供后代使用。

北斗

11月23日,在第11届中国卫星导航年会上,发布了采用22nm技术的北斗高精度芯片GNSS芯片。北斗导航系统是中国自行开发的全球卫星定位导航系统,也是继美国GPS系统、俄国GLONASS系统、欧盟伽利略系统之后第四个成熟的全球定位系统,已经成为联合国认可的全球定位供应商。该芯片不仅服务于公共应用,还满足智能驾驶、无人机等应用的要求。

2020年7月,中国利用长征火箭完成北斗导航系统组网,宣布北斗三号全球卫星导航系统全面建成。在投入使用的短时间内,北斗的定位水平和性能超过了其他导航定位系统,实力与GPS相当。这种芯片被称为何新星云四号,是最新一代的全系统全频率厘米级高精度导航芯片。在芯片技术达到22nm的同时,首次在单芯片上实现了基带射频高精度算法的集成。与上一代芯片相比,该芯片在性能、尺寸和功耗上取得了突破性进展,支持全球所有卫星导航系统和频点。

苹果2020年发布的iPhone 12系列内置GPS、GLONASS、伽利略、QZSS和北斗卫星支持。

脑机接口

科幻电影中,可以在大脑中插入几个电极,让人类进入电脑世界,只有一个想法可以改变现实;知识不需要记忆,通过在大脑中植入芯片可以获得无限的技能.现在这些电影所描绘的科幻场景,都是基于“脑机接口”的合理假设。

说到脑机接口,你可能会想到几个月前埃隆马斯克在发布会上展示的脑机接口技术——,这大概是大多数人对脑机接口印象最深刻的一个。

2020年初,浙江大学完成了国内首例植入式脑机接口临床改造研究。患者可以利用大脑皮层的信号精确控制外部机械臂和机械手,实现三维空间的运动,因此属于侵入性范畴。

这位72岁的实验患者之前在一次车祸中完全瘫痪,但现在借助脑机接口设备,他可以用自己的“头脑”完成吃喝。病人用油条对准一个杯子,让机械手张开手指,握住杯子,取回杯子。虽然移动过程并不顺利,有时向左或向右,但患者必须“努力思考”“向左”或“向右”来调整机械臂的方向。但对于高位截瘫患者,利用脑机接口技术实现部分独立是有价值的。

脑机接口最初设想用于军事领域:士兵通过大脑直接控制武器,甚至遥控战斗机和无人机作战。这样会大大提高军队的战斗力。但是现在国内对脑机接口的研究更加广泛。不用说,在医疗领域,在日常生活娱乐中,也可以代替传统的鼠标键盘等手控操作来完成玩电脑、玩游戏、看电视等操作,大大增加了生活的趣味性。

卫星互联网

星链是SpaceX坚持了5年的项目。该公司已经向太空发射了800多颗卫星,未来将向低地球轨道发射数万颗小型卫星,实现全球互联网接入。

2020年10月28日,SpaceX正式宣布将邀请部分早期用户参加其Starlink互联网服务的公测,以此邀请华盛顿州、威斯康星州和爱达荷州的申请人参加测试。该邮件称:“预计未来几个月,我们将看到数据传输速度达到50Mbps至150Mbps,延迟将降至20至40毫秒。”这个速度可以在30分钟到1小时内下载一部全长电影。

SpaceX表示,随着该公司发射更多卫星并安装更多地面站接收卫星信号,延迟和数据传输速度将大大提高。该公司还指出,将继续更新其网络软件,预计到2021年,延迟将减少到16至19毫秒。根据测试计划,2020年的初始服务将针对美国和加拿大。到2021年,它将迅速扩大到几乎覆盖全球人口的水平。"

飞行汽车

2020年10月28日,飞行车Liberty获准在欧洲道路上行驶,这是世界上第一辆获准上路的飞行车。这款飞行车是荷兰厂商PAL-V打造的,从向外展示的图片来看,这款飞行车采用了三轮结构,很好的兼顾了在路上驾驶和起降的稳定性。这辆飞行汽车使用螺旋桨起飞和降落。平时在地面行驶时,螺杆和叶片可以折叠在屋顶上,减少了占用空间。当你需要在空中飞行时,你可以像小型直升机一样伸展桅杆,起飞和降落。据说飞行车可以在空中停留4.3小时。

不过这款车如果要在天空中飞行,还是需要获得欧洲航空安全局的航空认证,据说有望在2022年完成审批。多年来一直想象的汽车黑色技术终将成为现实。

超级高铁

疫情期间,超级高铁成为热门话题。它可以运送更少的乘客,速度可以与飞机相当甚至更快,从而缓解人们对高密度人口聚集的恐慌。虽然每条超高速铁路一次只载30-40人,但是速度很快,所以单位时间往返很多,实际乘客量也差不多。

维珍Hyperloop是目前超级高铁领域资本最雄厚的公司,也是唯一成功完成全尺寸样机测试的公司。根据维珍Hyperloop官网数据,他们已经完成了400次测试,最高时速387 km/h,并于11月份首次对其超高速运输系统进行了载人测试。

这是维珍Hyperloop的重要成就。该公司成立于2014年,旨在实现特斯拉和SpaceX CEO埃隆马斯克(elon musk)对未来交通系统的愿景,即在几乎没有空气的管道中以760英里/小时(1223公里/小时)的速度“飞行”。

基因编辑技术

2020年诺贝尔化学奖授予两位发明CRISPR基因编辑技术的女科学家。他们共同发现了crRNA的定位能力和CRISPR/Cas9系统中Cas9蛋白的切割。在应用过程中,crRNA和tracrRNA融合形成单链导向RNA(sgRNA),可以简单准确地识别和编辑目的基因序列,显著增加了基因编辑的应用前景。

CRISPR-Cas9基因剪刀技术给作物育种带来了革命性的变化,可以用来生产更能抵抗不同病害的作物。其主要突破是生产抗病性和环境适应性强的水果作物,提高水果品质。另一方面,CRISPR技术在治疗不同类型的癌症方面具有惊人的潜力。

据英国杂志《新科学家》网站报道,通过CRISPR技术对骨髓干细胞进行基因编辑后,2例地中海贫血患者和1例镰状细胞病患者不再需要输血。这是首次利用CRISPR基因编辑技术治疗遗传病的实验结果。

量子计算机:九章

12月4日,中国科学技术大学宣布,由潘建伟、卢朝阳组成的研究团队与中国科学院上海微系统研究所、国家并行计算机工程与技术中心合作,构建了一个76光子的量子计算原型。

经典计算机只能处于0或1状态,而量子计算机可以同时处于0和1两种状态。由此衍生出来的量子算法可能会大大超过目前的超级计算机。2019年,谷歌推出53台超导量子位计算机“悬铃木”,其效率远超当时世界上最快的超级计算机,率先实现“量子优势”。“九章”实现了“高斯玻色采样”任务的快速求解。处理5000万样本的高斯玻色采样问题,“九章”只需要200秒,而世界上最快的超级计算机需要6亿年;处理100亿个样本需要10个小时,超级计算机需要1200亿年。

这是中国首次实现“量子计算优势”,这一突破使中国成为世界上第二个实现“量子优势”的国家。

折叠屏手机

2020年是折叠屏手机面向市场,走向大众的一年。使用可折叠OLED软屏,手机就像“变形金刚”。屏幕组合起来还是传统手机大小,方便携带。打开后就变成了平板电脑,兼具娱乐和办公功能,迎合了现在消费者对便携性、多样性和功能统一性的需求。

随着三星、华为、苹果等手机巨头的进入,折叠屏将不可避免地成为未来几年手机行业的趋势之一,可能会有更多令人惊叹的新创意,但它既不是主流,也不代表智能手机的未来。

但折叠屏手机并不代表手机行业的未来。并不代表折叠屏就是鸡肋技术。折叠屏的阶段不会局限于手机。所有需要兼顾大屏幕和便携的场景都是折叠屏的真星和海。目前继续探索是因为没有其他更好的探索方向。折叠屏的黑技术还没有进化成完整的体,还有潜力可挖。

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