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2031年将流行5大技术:机器人与能源存储上榜

未知 2019-07-02 10:29

  在过去15年,科技领域出现了许多变革,其中最重要的变革来自虚拟数字世界。顾问、演说家、作家格雷格撒特尔(GregSatell)刊文称,未来15年情况会发生变化,我们将可以更好地掌控物理世界。

  下面是文章全文:

  回看2001年,再看看今天,就会发现世界已经大不一样。2001年全球互联网普及率只有5%,今天达到了50%,当时网速超级慢。2001年手机的确已经普及,但是只能打电话、发短信。2001年的谷歌还是一家创业公司。

  即使可以上网,当时能做的事情也不多,只能收发一下邮件,浏览一些基本信息。YouTube离诞生还有5年之远,当时的人们还不知道电子商务是否能够成功。很多人认为亚马逊根本无法存活下去。很明显,社交网络还没有进入大家的视野。

  如果你认为过去的发展速度不可思议,那么在接下来的15年,技术的变化会更加重要,更加明显。最大的变化可能在于我们使用技术的方式。在过去的15年里,变革主要围绕虚拟世界展开,在未来的15年里,我们会看到更多的变革来自于物理世界。

  新计算架构

  1965年,戈登?摩尔(Gordon Moore)做出预测,他认为每隔18个月晶体管数量就会翻倍,技术的确按照这一步伐不断前进。现在工程师已经可以预测未来几年的发展趋势了,而且还很准确。

  摩尔定律即将结束,很难走过2020年。研究人员正在寻找办法延续老技术的生命,他们提出了新的设计,比如3D堆叠和FPGA芯片,但是这些技术只能让我们稍稍向前迈进一点点,突破并不大。我们需要开发更具颠覆性的新计算架构。

  有两种架构正在开发。一种是量子计算,它利用量子效应来计算,用量子计算技术开发的电脑比今天的电脑强大几百万倍。第二种是神经形态芯片,它模拟人脑的运行原理,计算速度比现有计算技术快1亿倍。

  要将新架构用在商用产品中至少还要等好几年,但是现在已经有原型产品出现了。在10年之内,我们预测新架构将会完全改变计算机。

  基因组学

  2003年人类基因首次解码成功,花费近30亿美元。到了2031年,解码一个人的全部基因只需要不到100美元。成本的大幅下降将会创造各种可能性,描绘一个全新的世界。

  基因组学在医疗行业已经造成了很大的影响,尤其是癌症治疗领域,我们可以根据病人的基因组成而非染病器官来治疗肿瘤。到了2031年,因为基因组学的发展,癌症将会成为可以高度治愈的疾病。

  有一项技术名叫CRISPR,它可以精准编辑基因,该技术能够创造出人造有机体,跟细胞工厂一样。如果将正确的基因植入到微生物中比如细菌和藻类,就可以开发出不同的产品,类似于现在用石油、塑料制造的产品。

  纳米技术

  1959年,物理学家理查德费曼(RichardFeynman)提出纳米技术的构想,也就是从原子层面进行工程再造,当时听起来跟科幻小说一样。到了今天,纳米技术已经成为现实,新的原子级材料带来了无穷的可能性。

  纳米技术在未来的应用潜力十分广阔,很难一一举例。有一个领域特别激动人心,它就是新材料,也就是可以在分子层级进行改造的新材料。目前该技术仍然处在发展初期,到了2031年,下载物理产品新设计将会变得极为轻松,正如我们今天下载软件一样。

  费曼认为还有一项技术极具颠覆性,它就是纳米医疗。研究人员可以开发出全新的设备,尺寸比头发丝还要窄,医生可以针对单个细胞进行治疗,从而提高治疗效果,降低副作用。

  到了2031年,我们可以将纳米机器人植入血液,让机器人寻找癌细胞和病原体,或者是特殊细胞,然后进行针对性治疗。

  能源存储

  在过去40年里,能源存储技术的进步被人们所忽视。1970年,研究人员首次发明了锂电池,在随后的日子里,锂电池的能量密度不断提升,成本不断下降。要理解锂电池的重要性并不困难。

  我们不妨想像一下:如果电池的尺寸扩大6倍,世界将会变成怎样?没有更小更便宜的电池,移动革命不可能到来。可再生能源(比如风能和太阳能)的发展也离不开高效电池,没有太阳、没有风的时候我们可以用电池供电。

  和摩尔定律一样,锂电池的发展已经达到了理论极限,研究人员正在寻找替代技术。阿贡国家实验室能源存储联合中心正在开发下一代电池技术,它比现在的电池强大5倍,成本却只有五分之一。

  机器人

  还有一个领域正在迅速发展,它就是机器人。在过去,机器人主要用在重工业中,因为某些环境很危险,不让人参与更安全。到了今天,机器人已经开始与人类并肩工作,战场上是这样,工厂也是这样。

  到了2031年,我们可以预见机器人将会在日常生活中扮演更重要的角色。到那时,我们可以用更轻更坚固的材料制造机器人,用神经芯片驱动,运行深度学习算法,那时的机器人可以与我们更自然地交流,交流的方式几乎和人类一样。

  过去15年,数字技术成为最大亮点,未来15年不太一样,许多领域都会进步。因为新计算架构的出现,计算能力突飞猛进,我们可以对基因排序,可以从原子层面开发产品,最终创造出智能机器。有了新能源和高效能源存储技术,上述技术能够变得更实用、更安全、更便宜。2016年,虚拟信息世界仍然是主旋律,到了2031年,我们同样能掌控物理世界。

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