世界經(jīng)濟論壇今年3月發(fā)布了全球十大突破性的技術成果，旨在促使人們關注技術的潛力及其蘊藏的風險。而毫無疑問，這些新興技術對幫助解決世界當前面臨的迫切挑戰(zhàn)有著巨大的潛力。

    今年入選的十大新興技術體現(xiàn)了創(chuàng)新在改善人們生活、推動行業(yè)變革和維護地球生態(tài)方面的巨大力量。其中，飛行機器人和仿人腦芯片等突破性技術都入選了2015 年度十大新興技術。

    在編制十大新興技術榜單的過程中，世界經(jīng)濟論壇新興技術跨界理事會汲取了論壇各社區(qū)的智慧，力求選出最新、最重要的技術發(fā)展趨勢，旨在幫助人們了解這些技術的發(fā)展?jié)摿Γ瑥浹a投資和監(jiān)管方面的不足，促進公眾的認知，從而推動人類的進步。

    世界經(jīng)濟論壇資深總監(jiān)兼全球知識網(wǎng)絡負責人馬丁表示，技術是推動當今世界變革的最大力量，但是要想充分地釋放技術的影響力，就必須對其進行投資，對其進展實施有效監(jiān)管并獲得公眾的支持，我們希望今年發(fā)布的十大新興技術能引起各利益相關方的關注，使其最大程度地造福世界，并緩解技術可能帶來的任何負面作用。

    一、以氫氣為燃料的零排放汽車

    燃料電池汽車這一概念早就被人提出。它的優(yōu)勢徹底壓倒了電力和混合動力車型。不過直到最近，這項技術才開發(fā)到了可以讓汽車公司考慮將其投入市場的地步。首次推出的燃料電池汽車的售價大概在7萬美元左右，未來隨著產(chǎn)量的上升，價格才會大幅下降。

    一般的電池需要借助外部電源才能充電，但燃料電池利用諸如氫或天然氣這樣的燃料直接自發(fā)產(chǎn)生電力，供給動力。實際上，燃料電池的燃料和電池合二為一。燃料電池發(fā)電并按照電機所需要帶動汽車的要求來儲電。燃料電池因此也可以被視為是混合動力。

    每一缸燃料（燃料往往被壓縮成了氫燃氣）大概能跑到650公里。氫燃料只需要3分鐘即可再次充滿，燃燒的時候非常干凈，排出的廢棄物只有水，所以燃料電池驅動的汽車可以說在真正意義上實現(xiàn)了零排放，從而最終徹底降低困擾人們生活的空氣污染。

    目前要將廉價的氫能源作為主流能源進行大規(guī)模使用的話，仍面臨重大的技術難題。由于氫能源的基礎設施建設缺乏，因此氫能源無法替代目前市面上的加油站或者加氣站。利用氫能源進行長距離的運輸也缺乏經(jīng)濟可行性。不過，隨著氫能源存儲技術的進步，比如有機液體載體不再需要高壓條件，長途運輸成本將得以降低，與天然氣存儲有關的風險，比如天然氣的無意泄漏風險也將降低。

    為了打開燃料汽車市場的前景，從經(jīng)濟可行性到大規(guī)模與之相關的基礎設施，無一不是人們所必須克服的障礙。

    二、實時在線的移動機器人

    人們曾想象機器人在不久的將來接管人們的日常工作，但如今的機器人大部分仍然局限在工廠中，它們對于操作員來說還具有一定的安全風險，人們得用安全網(wǎng)將它們隔離開來。

    性能更加優(yōu)秀，造價更加便宜的傳感器賦予了機器人更加強大的功能，使這些機器人能夠更好的去理解周圍的環(huán)境，并且給予更加優(yōu)秀的反應；機器人的身體正在變得更加具有適應性和靈活性；機器人與機器人之間也變得更加互聯(lián)。由于云計算的進步，使得遠程進行指令和信息的互通成為可能，再也不用像過去那樣必須按照一個完全獨立的單元單獨進行編程了。

    在屬于機器人的新時代中，曾經(jīng)被局限在工廠中的機器人將真正從那里的裝配線上走出來，去勝任更多樣的任務。在日本，機器人已經(jīng)開始試運行在護士崗位上。它們幫助病人下床，通過加強中風病人的四肢來讓他們重獲運動能力。更加小巧靈活的機器人，如Dexter Bot,Baxter 以及LBR iiwa，更易于編程，能處理一些對于人類來說艱苦，或者不適合的工作。

    機器人對于兩種工作特別勝任：其一是重復性的工作；其二是危險性的工作。與人力相比，它們的勞動成本更加便宜，并且可以一天24小時滿負荷工作。現(xiàn)實中，新一代的機器人并非以取代人力為目標，而是要與人類以更好的方式進行協(xié)作。即使考慮到了設計和人工智能在未來即將取得的進步，人類角色都會一直處在一個非常重要的地位上。當然，不排除機器人將有一天把人類的工作徹底接管過來的可能。幾十年以來，人們都在恐懼這些相互聯(lián)網(wǎng)的機器人終有一天會聯(lián)合起來脫離人類的掌控，但是，研究表明，機器人將在未來更好的與人類分工協(xié)作，各自都做最擅長的事情，這才是最有可能出現(xiàn)的未來。

    三、 可循環(huán)利用的熱固性塑料

    熱固性塑料加熱和塑性只能進行一次。但由于其耐久性，在如移動手機、電路板以及航空領域的一些材料中就利用到熱固性塑料。但是難以回收的特點，使越來越多的垃圾開始出現(xiàn)，通常的填埋法還是給環(huán)境帶來了非常嚴峻的挑戰(zhàn)，現(xiàn)在當務之急是在熱固性塑料領域尋找到可以回收的解決辦法。

　　2014年該領域出現(xiàn)了突破性進展。在Science 期刊上的一篇論文宣布已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了某種全新的能回收的熱固性聚合物！這種被稱之為polys或者PHTs的物質，可以在高酸度環(huán)境中被分解，將聚合物的鏈狀結構打破成一些單體，這些單體能夠重新組合起來形成新的產(chǎn)品。盡管回收率不能達到百分之百,但肯定會將塑料垃圾從目前堆填式的處理方法給轉變過來，這就向未來循環(huán)經(jīng)濟邁進了一大步。在未來五年的時間里，更多的可回收的熱固性聚合物將能夠替代不可回收的熱固性聚合物，到2025年這種材料將能看到被廣泛地應用。

    四、精密基因工程技術

    傳統(tǒng)的基因工程一直以來備受爭議。新開發(fā)的基因工程技術能直接修改種植物的基因代碼，使它們能變得更加富有營養(yǎng)，或者更有能力抵御氣候變化所帶來的影響。

    農(nóng)業(yè)中利用根癌土壤桿菌技術可以使人們將所需的DNA轉移到目標基因中。這雖然引起了一些擔憂，但在科學界內(nèi)部已達成這樣的共識，即從基因層面來修改種植物的做法，與傳統(tǒng)的雜交技術相比，并不會帶來更多的風險。由于這種技術十分有用，所以近年各種基因合成技術在不斷創(chuàng)新突破。這其中包括了 ZFNs、TALENS 及CRISPR-Cas9系統(tǒng)。

    在基因工程領域的另外一個即將獲得重大進展的是對RNA介入（也就是RNAi）在作物方面的應用。RNAi 是抵御病毒以及病原真菌的最有效的方式，并能夠保護莊稼遠離蟲害，降低了對化學殺蟲劑的需要。例如，病毒基因用來保護番木瓜樹遠離環(huán)斑病，據(jù)稱在夏威夷進行了這種基因改良后，長達十年的時間里面番木瓜樹并沒有自身產(chǎn)生任何免疫作用。RNAi還能讓大多數(shù)糧食作物受益，使麥子不得稈銹，稻谷免于枯萎，西紅柿不得萎蔫病。

    許多創(chuàng)新對發(fā)展中國家的小農(nóng)場主尤其有用。當人們通過它享受到收入的提升，以及成百萬人因為食用而獲得營養(yǎng)的改善時，基因工程將變得不那么有爭議。另外，更加精準的基因序列修改可以降低公眾的恐懼，尤其是如果由于沒有外部基因物質的介入，動植物就沒有理由被認為是所謂的轉基因產(chǎn)物時。

    五、增材制造產(chǎn)業(yè)

    增材制造業(yè)和減材制造業(yè)是兩個相對的概念。后者是人們采用的傳統(tǒng)方法，如將木頭、金屬、石頭等大塊物料進行材質層級之間的分離、提取，使之成為人們想要的形狀。而增材制造業(yè)則是將一些如液體和粉末之類的分離狀態(tài)的材料，通過數(shù)字模板將其聚合塑型成為3D產(chǎn)品。

　　3D產(chǎn)品能夠高度自定義，根據(jù)終端客戶的要求而隨時變換。一家名叫Invisalign的公司通過電腦制圖來模擬客戶的牙齒，最終生成某種外人幾乎察覺不到的隱形牙套。在醫(yī)療方面,通過3D打印可以直接制造人類細胞。在藥物安全性檢測領域，現(xiàn)在已經(jīng)找到了可能的方案能夠直接制造生物組織，最終達到組織修復和再生的功能。生物打印方面的一個早期例子是 Organovo的打印生物細胞層的應用案例，它被用來進行藥物測試，最終能夠生成可移植的器官。現(xiàn)在，生物打印已經(jīng)被用來制作皮膚和骨頭，同時還有心臟組織和血管組織，這對于未來可以私人訂制藥物打下了堅實牢靠的基礎。

　　增材制造技術的下一個重要階段就是涉及電子部件的3D打印，比如電路板。納米級別的電腦部件（比如處理器）之所以無法按照現(xiàn)有的技術進行制造，就是因為目前很難把電子部件和其他來源的材料進行融合。4D打印技術能夠引入一種全新的產(chǎn)品，它能夠隨著環(huán)境的變化（比如溫度和濕度）而改變自身。在醫(yī)療產(chǎn)品方面，人們可以通過在人體植入某種產(chǎn)品，使得它能夠根據(jù)環(huán)境的變化而獲得相應的變化。這對人類生活將產(chǎn)生重大的影響。

    增材制造產(chǎn)業(yè)無疑將給傳統(tǒng)的制造業(yè)以及供應鏈帶來的極大的沖擊。但如今它仍然是處于萌芽狀態(tài)，其應用目前主要分布在汽車制造業(yè)，太空領域和醫(yī)療領域。可以預見，未來十年它將獲得快速增長，當它在市場上越來越占據(jù)主流地位的時候，越來越多的商機和越來越多的技術創(chuàng)新也就應運而生。

    六、自然發(fā)生的人工智能

    人工智能就是用電腦和機器來勝任人所能做的一切工作。近年，人工智能的發(fā)展非常快速。絕大多數(shù)人使用的智能手機就是一個極為明顯的例子：比如手機能夠識別人們的語音。無人汽車和無人機現(xiàn)在還在測試階段，但將很快普及。在某些學習和記憶領域，其實機器已經(jīng)做的比人類還要好了。Watson，這款人工智能的電腦系統(tǒng)，已經(jīng)在猜謎游戲Jeopardy 中打敗了人類選手。

    人工智能比之正常的軟件硬件能對變化的環(huán)境進行感知和回應。而自然人工智能在這一基礎上又往前邁進了一步，能通過學習和消化大量的信息來實現(xiàn)成長過程。其中一個例子就是卡內(nèi)基梅隆大學的NELL項目。電腦系統(tǒng)不僅能夠讀取成百上千萬的網(wǎng)頁信息，并且能夠在這個過程中不斷的提升自己的閱讀和理解能力，使得自身在未來的表現(xiàn)更加優(yōu)秀。

　　和下一代的機器人一樣，被改良后的人工智能將大大促進人們的生產(chǎn)力，在一些任務上比人類更加出色。大量證據(jù)表明，自駕駛汽車將大大降低交通事故發(fā)生率，避免人員傷亡。過去駕駛員注意力的轉移，或者視野盲區(qū)這些風險全部不再出現(xiàn)。智能機器，同樣能夠以更快的速度接觸到海量信息，并且在沒有人類情感因素的作用下進行高效率的反饋，真正保證了機器比人類在執(zhí)行任務上更加優(yōu)秀。Watson 系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)應用在腫瘤學領域，幫助醫(yī)生分析或者診斷。

    長期以來，人們都對人工智能心懷恐懼，如今科學家們正在以最嚴謹嚴肅的態(tài)度來研究這個問題。由于具有人工智能的機器開始大規(guī)模普及，隨之就要取代人力，這勢必會加大社會的兩極分化，帶來嚴重的就業(yè)問題。2015年，一些科學家在由未來生活研究所發(fā)起的公開信上簽名表示，要將人工智能引導到更加光明的未來，而避免它對人類所帶來的風險。

    不過，人工智能將使那些專屬于人類的技能，如創(chuàng)造力、情感以及人際之間的關系更加備受重視。當機器開始在人類智能領域出現(xiàn)，機器和人之間的差別開始不斷縮小，利弊同時降臨，我們對于人的定義也會隨之慢慢改變。

    七、分布式制造技術

    傳統(tǒng)的制造業(yè)將原材料收集到一起，在一個集中化的工廠里面組裝成完全一致的成品，然后再派發(fā)到客戶的手中。但在分布式制造業(yè)中，原材料的裝配和制造是去中心化的，最終制造出來的成品會離客戶非常近。

    從本質上來說，分布式制造業(yè)就是利用數(shù)字信息科技來替換大部分的傳統(tǒng)物資供應鏈。以就生產(chǎn)椅子為例，分布式制造將椅子的各個部分進行分解，各部分從四面八方匯聚到當?shù)氐闹圃鞓I(yè)中心，利用電腦化的切割工具，比如CNC來進行加工。這個成品的組裝可以由消費者或當?shù)氐慕M裝工廠來完成。這種制造實際上依托于目前的DIY潮流。很多科技愛好者希望能夠通過自家的3D打印機來制造圖樣，然后依靠本地的材料制造出來自己想要的產(chǎn)品。這其中發(fā)揮主導作用的是開放式思維，用戶能根據(jù)自己的需要和喜好來自定義產(chǎn)品。這種去中心化的模式，使得具有創(chuàng)意的設計元素能夠顯現(xiàn)。當越來越多的消費者都開始走進商品設計自定義的環(huán)節(jié)時，顛覆性的革命意義就會顯現(xiàn)出來。

    分布式制造業(yè)將大大提升資源的利用率，通過降低資本拉低了產(chǎn)業(yè)門檻，使人們更容易制造出第一個原型產(chǎn)品，從而鼓勵了創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)。同時，因為信息在互聯(lián)網(wǎng)上流動，降低了傳統(tǒng)制造業(yè)在環(huán)境上的影響。信息通過網(wǎng)絡傳輸，而非通過公路、鐵路和傳播，原材料也在當?shù)亟鉀Q，進一步減少了運輸中的環(huán)境污染。

    如果它在未來變成主流的生產(chǎn)模式，那么傳統(tǒng)的勞動力市場以及傳統(tǒng)制造業(yè)的經(jīng)濟格局將徹底被顛覆。當然，它也會帶來管理上的風險，此外，并非所有產(chǎn)品都是能通過分散式制造來完成的。在很多最為重要性及復雜的消費產(chǎn)品上，傳統(tǒng)制造業(yè)和供應鏈仍將占據(jù)不可動搖的地位。

    規(guī)模化已經(jīng)不是工廠追逐的目標。分布式制造業(yè)將大大促進商品的多樣性，而非如今智能手機和汽車的標準化生產(chǎn)。英國公司 Facit Homes，利用自定義的設計和3D打印設計出來的自定義的房屋針對性地滿足了某些客戶的需要。這些都是傳統(tǒng)制造業(yè)完全無法做到的事。

    八、能“感知和躲避”的無人機

    近年，無人汽車和無人機在軍事領域的應用變得非常重要，也備受爭議。它們也使用在農(nóng)業(yè)、攝影、以及其他需要大面積航拍的任務上。不過至今這些無人機仍然是需要駕駛員的，不同的地方在于，有些駕駛員是在飛機內(nèi)部，有些則是在地面上。

    下一步無人機的技術突破就將體現(xiàn)在此。飛機將自行飛翔，這將讓它推向更加廣闊的應用領域。為了做到這一點，飛機必須對當?shù)氐沫h(huán)境進行感知和反應，為了避免與其他物體碰撞，它還得自行降低高度和調(diào)整飛行軌跡，如大自然中成群結隊飛行的鳥、蟲團隊對環(huán)境的反饋。

　　有了可靠的自控性能以及避免碰撞的機制，無人機可以進行一些對于人類來說特別危險，或者是特別遙遠的任務。比如在緊急狀況中遞送藥品，比如檢測電力傳輸線路。無人機總是能夠在開始飛行前，找到最佳的飛行線路抵達終點。在農(nóng)業(yè)領域，無人機能夠在空中采集和處理大量的視覺信息，使日后的灌溉和施肥變得更加合理和精確。

　　在 2014年1月，英特爾聯(lián)合Ascending Technologies 發(fā)布了一款無人機原型，它能夠自動導航，繞開眼前的各種障礙物，如果有人擋住了它的去路，它也會自動繞開。這款機器使用了英特爾的 Ascending Technologies 鏡頭模塊，其重量只有8克，厚度不超過4毫米。這種規(guī)避了碰撞的技術將迎來一個天空中滿是無人機的未來，它們在天上翱翔，正如地上的人們川流不息卻相互不會碰撞。并且下一代機器人技術上所獲得一些技術創(chuàng)新也會加速推動無人機的應用前景。

    九、神經(jīng)數(shù)字芯片

    即便是最為高級的電腦都無法比擬人腦的精巧。大腦的組成部分是以非常復雜的方式相互連接的，邏輯和情感之間的快速傳遞，其傳輸?shù)念l率和速度是現(xiàn)代電腦的幾十億倍。而神經(jīng)數(shù)字芯片的目標就是擺脫傳統(tǒng)硬件處理信息的方式，真正模擬大腦的結構來處理信息，最終大幅度的提升電腦的思考和反應水平。

    想要將數(shù)據(jù)持續(xù)不斷地在存儲芯片以及中央處理之間來回傳遞，需要耗費大量的電力并且產(chǎn)生高溫，這樣一個技術瓶頸制約了進一步的技術創(chuàng)新。相比之下，神經(jīng)芯片能夠在耗能上更有效率，也更加強大，將數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理這兩部分融合到同一個相互串聯(lián)的模塊組中。從某種意義上來說，這樣的一個系統(tǒng)模仿了相互連接的數(shù)以億計的神經(jīng)元，最終模仿出一個數(shù)字化的大腦。

    神經(jīng)芯片將是計算機技術發(fā)展的下一步創(chuàng)新，為機器學習提供超快的數(shù)據(jù)處理能力。

    2014年8月，IBM 發(fā)布的TrueNorth 芯片在處理某些任務時就擁有超級強大的能力，是目前傳統(tǒng)的中央處理器運算能力的幾百倍。更小的耗能，更小的體積，帶來的是更強大的計算能力，這樣一種技術創(chuàng)新勢必讓數(shù)字微縮化以及人工智能領域進一步發(fā)展。

    這一技術的潛在應用領域包括對視覺信息進行處理和反饋的無人機；功能更加強大以及更加智能化的攝像機和智能手機；在金融市場和天氣預測方面大數(shù)據(jù)的深度挖掘，探尋從前不可能獲取的真相和事實；電腦將能更好的學習和預測，而并非以提前編程好的方式來響應和執(zhí)行。

    十、數(shù)字化基因組

    32億組DNA基因組第一次排序成功花費了很多年的時間，也花了上千萬的美金，這一切的付出如今看來都是值得的。現(xiàn)在基因組可以在幾分鐘內(nèi)排序并且數(shù)字化，而花費僅僅是幾百美元。這個結果可以通過 USB 棒傳輸?shù)诫娔X上，并且通過互聯(lián)網(wǎng)輕松分享。這樣的成果在更私人化，也更具有效率的醫(yī)療保健領域中具有非常深遠的積極影響。

　　許多健康問題，如心臟病和癌癥，其實都是基因層面出現(xiàn)了問題。癌癥就是被醫(yī)生準確地形容為基因的疾病。現(xiàn)在有了基因的數(shù)字化，醫(yī)生能很快地過腫瘤基因的排列方式來迅速針對疾病做出相應的治療方案。這種對于基因的深入了解同樣也能使得病人的服藥達到精細化，更加科學化，尤其對于與癌癥作斗爭的病人們來說意義重大。

    當然，基因信息跟其他私人信息一樣都需要被妥善保管，因為這牽涉到個人隱私。鑒于現(xiàn)在個人基因組已經(jīng)建成檔案，相應帶來了很多風險和挑戰(zhàn)。人們在更加了解基因疾病所帶來的風險之后會如何反應？保險公司的老板們會如何看待這些信息？如何進入和利用這些信息？這些問題都懸而未決。但總的來說，利肯定大于弊。因為私人定制后的醫(yī)療方案肯定會給各種疾病的治療帶來突破。