《麻省理工科技評論》2021年全球十大突破 - 工程師

《麻省理工科技評論》2021年全球十大突破性技術

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《麻省理工科技評論》於2021年2月25日公布“十大突破性技術”（TR10），包括：mRNA
疫苗，GPT-3，數據信託，鋰金屬電池，數位接觸追踪，超精密定位，遠程技術，多技能
AI，TikTok推薦算法，綠色氫能。

摘要如下重點：

mRNA疫苗

重大意義：mRNA新冠狀疫苗有效值約為95％，可能從未用於醫藥領域，可能帶來醫藥領域
的巨大發展。
主要研究者：BioNTech公司，綠光生物科技公司，Moderna，Strand Therapeutics公司
成熟期：現在
目前進展：
在全球，新冠病毒已奪去200多萬人的生命。目前，多種不同類型的新冠狀疫苗已經上市
，美國所注射的新冠狀疫苗完全依賴於Moderna的疫苗，以及BioNTech和輝瑞合作開發的
疫苗。以上兩款疫苗有個共同點：都採用了mRNA技術。

mRNA疫苗與傳統疫苗有效機製完全不同，傳統疫苗使用活病毒，死病毒，或者病毒外殼部
分物質，以訓練人體免疫系統。而細胞吸收mRNA並產生某種病毒蛋白，免疫系統會及時產
生抗體和T細胞來抵抗禦病毒的入侵。

mRNA若想用作藥物治療，建立切實可行的經濟模型，還面臨以下幾個巨大挑戰：如何將足
夠數量的mRNA輸送到體內的正確位置？如何降低或避免mRNA帶來的替代？包裝脆弱的RNA
分子？

GPT-3

重大意義：學習自然語言的大型計算機模型，朝著建立可理解人類，並與人類世界互動的
AI邁出的一大步。
主要研究者：OpenAI，Google，Facebook
成熟期：現在
目前進展：
繼DeepMind的AlphaGo和IBM的DeepBlue之後，GPT-3成為AI領域最能引發公眾想像的存在
。

GPT-3是一種“大型語言模型”，由舊金山的研究實驗室OpenAI創建。所謂的“大型語言
模型”指的是一種利用深度學習的算法，通過大量書籍和互聯網的大量文本進行訓練
GPT-3於2020年正式發布，能夠逼真模仿人類書寫文本。

但有科研人員指出，GPT-3雖稱得上是AI中的翹楚，但同時也集合了一些糟糕的問題，例
如GPT-3耗電巨大，會加劇氣候變化； GPT-3會吸收網上的很多不實信息和偏見，並能按
需複制； GPT-3為機器生成的文本披上人性外衣，能夠輕易獲得人們的信任。數月前，該
機器人在幾天內發布了幾個條評論，並與幾個名用戶進行互動，直到最後才被發現並非真
人。

數據信託

重大意義：面對個人數據被濫用情況，數據信任可以幫助更好的地管理數據。
主要研究者：Google Sidewalk Labs
成熟期：2-3年
目前進展：
谷歌的姊妹公司“人行道實驗室”建議創立一個公民數據信託-希望在其智能社區
Quayside入駐的公司必須申請收集和使用數據的許可證，並由社區成員組成的審查委員會
對數據收集和使用進行監督，以保證這些數據能為用戶產生價值。雖然，在2020年5月放
棄了Quayside項目，但其數據信任的替代為數據管理提供了思路：關於智能城市，公共衛
生計劃等更多公共事務收集到的數據，可以創建數據信託並進行進行管理。

對於數據引發的隱私，安全性等問題，數據信任不是唯一的解決方法，但能夠控制數據，
讓數據共享造福人類的數據治理是十分必要的。

鋰金屬電池

重大意義：鋰金屬電池能量密度高，充電速度快，而且安全可靠，使電動汽車像汽油汽車
一樣方便和便宜。
主要研究者：QuantumScape公司，卡耐基梅隆大學，橡樹嶺國家實驗室
成熟期：5年
目前進展：
目前，電動汽車普遍使用的是鋰離子電池，這種電池昂貴，笨重，能量密度低，並且其所
依賴的液體電解質在碰撞時極易起火。續航低，充電慢，而且還存在安全隱患，這些
正是讓眾多車主對電動汽車望而卻步的原因。

矽谷初創公司QuantumScape已被開發出全新的鋰金屬電池，其採用固體電解質（陶瓷）克
服了傳統鋰離子電池存在的這些缺陷。

QuantumScape公司展示了一個尚未在實驗室階段的單層電池，可在15分鐘內充電至80％以
上的電量，續航里程達數万英里，而且在冰點溫度下也能正常工作。該公司表示，這種電
池將使電動汽車的行駛里程提高80％以上，現在一次充電可以行駛250英里的汽車，使用
這種電池後可以搬運450英里。

數位接觸追踪

重大意義：在不獲取個人位置信息的情況下，手機用戶可獲知知自己是否與新冠病毒感染
者接觸。
主要研究者：蘋果，谷歌等
成熟期：現在
目前進展：
新冠疫情之下，科技為公共衛生調查人員更換感染者的行踪提供新思路-數位接觸追踪。
使用該技術，衛生調查人員不再需要患者的記憶轉移行踪進行追踪，這緩解了對疾病監控
的壓力。

具體而言，“曝光通知”不會追踪用戶的位置，甚至使用藍牙來匿名連接附近運行同一應
用程序的手機設備，從而保證健康數據的匿名性和隱蔽性。

超精細定位

重大意義：當定位技術精確度達到毫米級或更高水平，將開創全新的產業。
主要研究者：中國科學院空天信息創新研究院，ColdQuanta
成熟期：現在
目前進展：
全球衛星定位系統的精度正在從“米”提高到“厘米”級別，這將為自動駕駛汽車，運送
機器人等在街道上安全行駛提供足夠的支撐。

其實，全球衛星定位系統（GPS）精度提升都需要通過地面設施來提高定位精度。在目前
廣泛使用的方法中，一種是實時動態（Real Time Kinematic，RTK）定位，精度可達性
3cm以下；另一種是精確點定位（Precise Point Positioning，PPP），也可以達到厘米
級的精度。有望在幾年後從事使用。

除衛星系統之外，量子技術也被納入定位和導航。專家認為，當原子冷卻到接近絕對零度
時，會達到一種對外力特別敏感的量子態。如果已知一個物體的初始位置，並能測量原子
的變化，可以據此找到物體的實時位置。目前，量子技術公司ColdQuanta開發的量子定位
系統早期版本已經在國際空間站上運行。

遠程技術

重大意義：2020年疫情期間，醫療保健和教育發生的很大變化，對人們的整體福祉和生活
質量產生了巨大影響。因為遠程會議和遠程醫療早已存在。
主要研究者：中國香港在線輔導公司Snapask，作業幫，印度Byju's
成熟期：現在
目前進展：
2020年四月，全球疫情進入高峰期，170餘個國家的學校關閉，受到影響的學生規模高達
16億。在線輔導公司Snapask的用戶需求激增。

多技能AI

重大意義：“多模態”系統能解決更多複雜的問題，讓機器人能夠實現與人類真正意義的
上交流和協作。
主要研究者：艾倫人工智慧研究所，北卡羅來納大學，OpenAI
成熟期：3-5年
目前進展：
2012年底，人工智能科學家首次弄清瞭如何讓神經網絡“擁有視覺”，隨後，他們還掌握
瞭如何讓神經網絡模仿人類推理，聽覺，語言和寫作的方式。變得非常像人類，甚至是超
越人類，但它仍然沒有人類大腦的“替代”，即人腦可以在一種情境中學習技能，轉化其
應用到另一種情境中。

從長遠來看，“多模態”系統取得的重大進展可以幫助突破人工智慧的極限，既會解鎖新
的人工智慧應用，也會讓它們的應用變得更加安全可靠，更加精密的多模態總而言之，多
模態系統可能會成為第一批我們可以真正信任的人工智慧。

TikTok推薦算法

重大意義：TikTok不僅能夠精準地為用戶推薦感興趣的視頻，還能通過推薦算法幫助他們
拓展擁有有交集的新領域。
主要研究者：TikTok
成熟期：現在
目前進展：
總體而言，TikTok增強了用戶粘性的技能，越來越多“爐火純青”，既能夠精準地為用戶
推薦投資者的視頻，還能通過推薦算法幫助他們拓展擁有交聯的新領域。

綠色氫能

重大意義：綠色渦輪是綠色的碳中性能源，是可再生風能和太陽能的擴展，有可能成為未
來低碳化的核心燃料。
主要研究者：綠色氫聯盟蒂森克·伯伯集團，國際能源署，麥肯錫諮詢公司
成熟期：預計2030年
隨著風能和太陽能成本的不斷下降，以及綠色空氣生產的規模經濟效應的出現，空氣的生
產成本也有望迎來降低。通過碳捕集技術的發展，在不排放大量二氧化碳的條件下，可從
天然氣中提取更多的氟化碳，綠色二氧化碳也將有可能成為未來低碳化的核心燃料。

利用燃料電池的方法使用氫氣，利用水電解的逆反應，通過氫氣和氧氣反應來生成水和電
，同時又不產生氮氧化物。可以，通過把氫和碳結合起來，能生產比氫更容易處理的液態
合成碳氫燃料。各種液體燃料更清潔，可以替代汽油或柴油。

空氣可以吸收儲存可再生能源生產的電能，當風力減弱，雲層遮擋太陽或用電量需求增加
時，這些能量可以重新轉化為電能並輸入電網。

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