《麻省理工科技評論》每年都會評選出當年的“十大突破性技術”，這份榜單在全球科技領域歷來舉足輕重，倍受關注，引領前沿。最近，2019年的榜單已經出來，讓我們一睹為快。

1.靈巧機器人

重大意義：機器正在通過自我學習學會應對這個現實世界。有朝一日，機器人學會應對現實世界之際，正是它們真正解放人類雙手之時。

主要研究者：OpenAI（人工智能非營利組織）、卡內基梅隆大學、密歇根大學、加州大學伯克利分校

成熟期：3-5年

目前，位于舊金山的非盈利組織OpenAI就推出了一套AI系統Dactyl，已成功操控一個機器手靈活地翻轉一塊魔方：

這套神經網絡軟件能夠通過強化學習，讓機器人在模擬的環境中學會抓取并轉動魔方后，再讓機器手進行實際操作。開始時，軟件會進行隨機的嘗試，并在不斷地接近最終目標的過程中，逐漸加強網絡內部的連接。

如今，研究人員能夠很好地利用這種學習方法，未來的機器人將有望能夠學會組裝電子產品、將餐具放到洗碗機、甚至是能夠將臥床的人從床上扶起。

2.核能新浪潮

重大意義：先進的核聚變和核裂變反應堆正在變成現實。在減少碳排放和限制氣候變化的路上，核能的作用不可或缺。

主要研究者：陸地能源（Terrestrial Energy）、泰拉能源（TerraPower）、紐斯凱爾（NuScale）、通用核聚變（General Fusion）

成熟期：新型核裂變反應堆到2020年代中期有望實現大規模應用；核聚變反應堆仍需至少十年時間。

一旦人類成功突破核聚變，能源問題將得到一勞永逸的解決。其中，中國也扮演著重要的角色。

在過去的一年中，新型核反應堆發展勢頭強勁，核能的使用將會變得更安全，成本也更低。新型反應堆的發展包括：顛覆了傳統設計的第四代核裂變反應堆、小型模塊化反應堆、核聚變反應堆的突破、第四代核裂變反應堆的開發者，比如加拿大的Terrestrial Energy和總部位于華盛頓的泰拉能源（TerraPower），已開始與電力公司建立研發合作關系，力爭在2020年代之前實現并網發電。

3.早產預測

重大意義：每年有1500萬嬰兒過早出生，這是5歲以下兒童死亡的主要原因。

主要研究者：Akna Dx

成熟期：可在5年內進入臨床測試。

借著早產預測，簡單的驗血可以預測孕婦是否有過早分娩的風險。

過去幾年，研究人員開始通過從血液中檢測腫瘤細胞的DNA，以及通過血液檢測對孕婦進行唐氏綜合癥等疾病的產前篩查。通過對母親血液中的自由漂浮的RNA進行測序，篩選出與早產有關的7種基因表達的波動，可以識別可能過早分娩的女性。一旦警告，醫生可以采取措施避免早產，并給予孩子更好的生存機會。

4.腸道顯微膠囊

重大意義：一種小型的、可吞咽的設備，不使用麻醉也可以捕捉到腸道的詳細圖像，嬰兒、兒童也適用。這一設備讓腸道疾病的探測和研究變得更為容易，包括使貧困地區的數百萬兒童發育不良的一種疾病。

主要研究者：麻省總醫院

成熟期：目前在成人體內使用；嬰兒試驗在2019年進行。

環境性腸功能障礙（EED）可能是你從未聽說過的花費最高昂的疾病之一。以腸道發炎、腸道泄露和營養吸收不良為特征，這一疾病在貧窮國家廣泛傳播，這也是這些地區許多人營養不良、發育遲緩、未能達到正常身高的原因之一。

目前仍不知道引起EED的具體病因，也無法預防或治療這一疾病。切實可行的檢測手段迫在眉睫。目前唯一的辦法是：麻醉患者，并將內窺鏡插入喉嚨。這種方法昂貴、不舒服，還不一定有用。

麻省總醫院（MGH）的病理學家和工程師Guillermo Tearney研發了一種小型設備，這種設備能夠檢測EED的表現癥狀，甚至可以進行組織活檢。與內窺鏡不同，它在基礎保健檢測過程中應用簡單。

5.定制癌癥疫苗

重大意義： 通過識別各腫瘤的特異性突變，激發人體的天然防御能力，從而對癌細胞進行針對性破壞。傳統化學療法對健康細胞有很大影響，而且對腫瘤的治療效果并不總是理想。

主要研究者：BioNTech、Genentech

成熟期：已在臨床試驗

目前，科學家正處于將首支個性定制疫苗商業化的關鍵時刻。若效果如預期的話，就能夠通過腫瘤獨特的突變，觸發人體免疫系統對其進行識別，從而有效地阻止多種癌癥的發生。

更重要的是，與傳統化學療法不同，疫苗是通過使用人體的天然防御系統來選擇性地破壞腫瘤細胞的，對健康細胞的損害較有限。

6.人造肉漢堡

重大意義：實驗室培育的人造肉和植物制成的素肉，能在不破壞環境的情況下接近真實肉類的味道和營養價值。人造肉的出現，可以緩解畜牧業生產造成的毀滅性的森林砍伐、水污染和溫室氣體排放。

主要研究者：美國人造肉企業Beyond Meat

成熟期：目前已經有成形的植物性素肉；2020年左右可研制成功實驗室人造肉。

根據聯合國的預測，世界人口數量將在2050年達到98億，人口富裕水平也會上升。據預測，到2050年，人類吃掉的肉會比2005年多70%。事實證明，飼養供人類食用的動物，是對環境的最大傷害之一。根據動物種類的不同，以西方工業化方法生產一磅肉類蛋白要比生產等量植物蛋白多用4－到25倍的水，6－到17倍的土地，6－20倍的化石燃料。

而實驗室培養的人造肉和植物制成的素肉可能是抑制環境惡化的最好辦法。實驗室人造肉的過程，是從動物身上提取肌肉組織，然后放入生物反應器進行培育。雖然最終成品的口感可能有待提高，外形上已經與我們正常吃的肉差不多了。

7.捕獲二氧化碳

重大意義：實用且經濟地從空氣中直接捕獲二氧化碳的方法，可以吸走超量排放的溫室氣體。從大氣中去除CO2可能是阻止災難性的氣候變化最后的可行方法之一。

主要研究者：Carbon Engineering、Climeworks、Global Thermostat

成熟期：5－10年

即使人類降低目前的二氧化碳排放速度，溫室氣體造成的變暖效應依然會持續數千年之久。為防止氣溫攀升至危險范圍，聯合國氣候變化委員會當前得出的結論是，在本世紀，全世界將需要從大氣中去除高達1萬億噸的二氧化碳。

如今，一種叫做直接空氣捕獲（Direct Air Capture，DAC）的方法，理論上可以將機器捕集二氧化碳的成本降低到每噸100美元以下。

8.可穿戴心電儀

重大意義： 隨著監管機構的批準和相關技術的進步，人們可以輕松通過可穿戴設備持續監測自己的心臟健康。可檢測心電圖的智能手表可以預警如心房顫動等潛在的危及生命的心臟疾病。

主要研究者：蘋果、AliveCor、Withings

成熟期：現在

心電監測智能手表具有可穿戴設備的便利性，并且能夠提供接近醫療設備的精度。硅谷初創公司AliveCor推出了一款與蘋果手表兼容的腕帶，該腕帶可以檢測出心房顫動，這是導致血栓和中風的常見原因。

去年，蘋果發布了帶有心電圖(ECG)功能的Apple Watch，并且該功能已經通過FDA認證。隨后，健康設備公司Withings也宣布計劃發布一款配有心電圖功能的手表。現階段的可穿戴心電圖監測設備仍然只有一個傳感器，而真正的心電圖設備則有12個傳感器。或許不久，可穿戴設備能夠診斷心臟病。

9.無下水道衛生間

重大意義： 節能廁所可以在沒有下水道系統的情況下使用，并且可以就地分解糞便。

主要研究者：杜克大學、南佛羅里達大學、Biomass Controls、加州理工學院

成熟期：1-2年

全球大約有23億人沒有良好的衛生條件。由于缺乏衛生的廁所，人們將糞便傾倒在附近的池塘和溪流中，傳播細菌、病毒和寄生蟲，從而導致腹瀉和霍亂。全世界每9名兒童中就有1名死于腹瀉。

現在，研究人員正在努力開發一種新型廁所，這種廁所對發展中國家來說足夠便宜，不僅可以處理糞便，還可以對其進行分解。2011年，比爾·蓋茨提出重新發明廁所挑戰，并設立了X大獎。有幾個團隊已經將設計的廁所原型投入使用。所有的糞便都是就地處理的，不需要用大量的水把它們送到遙遠的處理廠。所以，現在的挑戰是如何讓這些廁所更便宜，更能適應不同規模的社區。

10.真可以聊天的AI助手

重大意義：捕捉單詞之間語義關系的新技術正在使機器更好地理解自然語言。人工智能助手現在可以執行基于對話的任務，如預訂餐廳或協調行李托運，而不僅僅是服從簡單命令。

主要研究者：谷歌、阿里巴巴、亞馬遜

成熟期：1-2年后

我們已經習慣了人工智能助手——智能音箱的語音助手，Siri在你的手機上為你定鬧鐘——但它們并沒有真正做到所謂的智能，還有點“弱智”。

但這一切正越來越好。OpenAI、谷歌的團隊正加速推進，改進加上更好的語音合成系統，讓我們從簡單的向人工智能助手下指令轉向與它們交談。它們將能夠處理日常瑣事，如做會議記錄、查找信息或網上購物。

今年的十大科技突破，有哪幾樣震撼到你了呢？