《科学美国人》发布了2019年全球十大新兴技术

绘图：Vanessa Branchi

《科学美国人》与世界经济论坛联合发布了 2019 年全球十大新兴技术。这份榜单由《科学美国人》、《科学美国人》全球顾问委员会、世界经济论坛全球专家网络、世界未来委员会共同选出，涵盖了生物医疗、农业、物理、人工智能等领域的最新技术。这些技术尽管仍处于发展早期，但它们吸引了众多研究团队的关注，并且广受投资者青睐。在未来3~5 年间，它们可能会对社会与经济产生重要影响。

该榜单自 2012 年开始评选。在此前的榜单中，3D 打印、CRISPR-Cas9、光遗传等技术已经成为我们生活、研究中的重要元素。而在今年的榜单中，又有哪些将改变人类的未来？

1、可循环的生物塑料

在现代社会中，人类对塑料的需求量正在迅速增加，但能够循环使用的塑料不足 15%。生物降解塑料是一种来源于生物质、又能转化为生物质的新型塑料，但目前的生物塑料仍无法达到标准塑料的强度和视觉特征。

利用纤维素或木质素生产的新型生物塑料有望克服这些缺点。纤维素是植物细胞壁的主要成分，是地球上最丰富的有机聚合物；而木质素也来自植物，其分解产物芳香族环能赋予塑料强度和其他理想特性。目前，研究人员以及开发出从木材和木本植物中分离、提取纤维素和木质素的方法。众多企业都展现出对这类生物塑料的兴趣，而成本、生产过程所需的土地和水将成为现阶段的主要挑战。

2、社交机器人走进生活

作为一类能与人类交流、建立情感联系的机器人，社交机器人的研究似乎达到了临界点：它们具有更强的交互能力、能执行比以往更多的任务。随着人工智能的发展，研究人员能够将关于认知、社交的心理学和神经科学知识转化为让机器人识别声音、面部和情绪的算法，并且让机器人能够理解语言和手势、进行眼神交流与对话、通过学习反馈来适应人们的需求。

随着人口老年化的到来，社交机器人将发挥更加重要的作用。具有减轻阿尔茨海默病患者压力、提醒老年人散布和服药等功能的社交机器人陆续出现。此外，社交机器人也越来越多地作为玩具吸引消费者。2018 年，全球的社交机器人市值约为 56 亿美元；到 2025 年底，这一数字预计将上涨至 190 亿美元。

　　3、超透镜打造微型光学器件

手机、电脑等电子产品变得越来越小，但传统的玻璃切割和玻璃弯曲技术却难以造出更小的光学部件。微型超透镜使用厚度不足 1 微米的平坦镜面，通过其中的纳米结构聚焦光线，从而替代庞大的传统曲面透镜。

近期，科学家陆续解决了超透镜聚焦光线时存在的色差、图像扭曲、模糊等问题。尽管目前其传输光线的效率尚不及传统透镜，但在不久的将来，超透镜将有望用于制造更小、更加易于操控的传感器、诊断工具和光纤等器件。超透镜的潜力已经吸引了众多政府机构和企业的关注和资助，未来几年内，超透镜产品或将进入市场。

4、固有无序蛋白：药物研发新靶点

数十年前，科学家发现了一类被称作固有无序蛋白（IDP）的特殊蛋白，这些蛋白与癌症和神经退行性疾病有密切联系。普通蛋白拥有固定的结构，但 IDP 的结构会随着微环境的改变而变化。因此，IDP 拥有更多的结合位点，可以影响更广泛的细胞功能，这让 IDP 成为药物开发的重点关注对象。

2017 年，法国和西班牙的科学家发现，一款用于精神紊乱和焦虑症的药物，可以抑制在胰腺癌中起作用的无序蛋白 NUPR1。而 Graffinity 制药公司发现了一些小分子，可以抑制在阿尔茨海默病有重要作用的无序蛋白。目前，科学家更加关注无膜细胞器中有功能的 IDP。未来3-5 年间，IDP 有望成为药物研发的新热点。

5、智能化肥减少环境污染

传统化肥中的氮、磷化合物被植物吸收的效率很低，未被利用的物质会导致水体富营养化、造成环境污染。最近，研究人员开发出一类智能的控释化肥。这类化肥被一层用特殊材料制作的胶囊包裹，可以根据土壤的温度、酸碱度及湿度条件调整释放营养素的速率。通过结合使用不同的胶囊，可以设计出用于不同作物类型和生长条件的特制化肥。这项技术可以显著提升化肥吸收效率、降低环境污染。此外，一些科学家正尝试研制环境友好的氮肥取代氨、尿素，并利用微生物让植物高效吸收营养元素。未来，智能控释化肥将推进精细农业的发展，让粮食生产更加经济、可持续。

6、远程协作拉近距离

（编辑：核心网）

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