該榜單自2012年開始評選。在此前的榜單中，3D打印、光遺傳等技術已經成為我們生活、研究中的重要元素。而在今年的榜單中，又有哪些將改變人類的未來？

《科學美國人》與世界經濟論壇聯合發(fā)布了2019年全球十大新興技術。這份榜單由《科學美國人》、《科學美國人》全球顧問委員會、世界經濟論壇全球專家網絡、世界未來委員會共同選出，涵蓋了生物醫(yī)療、農業(yè)、物理、人工智能等領域的最新技術。這些技術盡管仍處于發(fā)展早期，但它們吸引了眾多研究團隊的關注，并且廣受投資者青睞。在未來3~5年間，它們可能會對社會與經濟產生重要影響。

其中，生命健康領域治療癌癥和阿爾茨海默氏癥的新靶點固有無序蛋白（IDP）入選。

數十年前，科學家發(fā)現了一類被稱作固有無序蛋白（IDP）的特殊蛋白，這些蛋白與癌癥和神經退行性疾病有密切聯系。普通蛋白擁有固定的結構，但IDP的結構會隨著微環(huán)境的改變而變化。因此，IDP擁有更多的結合位點，可以影響更廣泛的細胞功能，這讓IDP成為藥物開發(fā)的重點關注對象。

2017年，法國和西班牙的科學家發(fā)現，一款用于精神紊亂和焦慮癥的藥物，可以抑制在胰腺癌中起作用的無序蛋白NUPR1。而Graffinity制藥公司發(fā)現了一些小分子，可以抑制在阿爾茨海默病有重要作用的無序蛋白。目前，科學家更加關注無膜細胞器中有功能的IDP。未來3-5年間，IDP有望成為藥物研發(fā)的新熱點。

其他九大新興技術分別是：

1 可循環(huán)的生物塑料

在現代社會中，人類對塑料的需求量正在迅速增加，但能夠循環(huán)使用的塑料不足15%。生物降解塑料是一種來源于生物質、又能轉化為生物質的新型塑料，但目前的生物塑料仍無法達到標準塑料的強度和視覺特征。

利用纖維素或木質素生產的新型生物塑料有望克服這些缺點。纖維素是植物細胞壁的主要成分，是地球上最豐富的有機聚合物；而木質素也來自植物，其分解產物芳香族環(huán)能賦予塑料強度和其他理想特性。目前，研究人員以及開發(fā)出從木材和木本植物中分離、提取纖維素和木質素的方法。眾多企業(yè)都展現出對這類生物塑料的興趣，而成本、生產過程所需的土地和水將成為現階段的主要挑戰(zhàn)。

2 社交機器人走進生活

作為一類能與人類交流、建立情感聯系的機器人，社交機器人的研究似乎達到了臨界點：它們具有更強的交互能力、能執(zhí)行比以往更多的任務。隨著人工智能的發(fā)展，研究人員能夠將關于認知、社交的心理學和神經科學知識轉化為讓機器人識別聲音、面部和情緒的算法，并且讓機器人能夠理解語言和手勢、進行眼神交流與對話、通過學習反饋來適應人們的需求。

隨著人口老年化的到來，社交機器人將發(fā)揮更加重要的作用。具有減輕阿爾茨海默病患者壓力、提醒老年人散布和服藥等功能的社交機器人陸續(xù)出現。此外，社交機器人也越來越多地作為玩具吸引消費者。2018年，全球的社交機器人市值約為56億美元；到2025年底，這一數字預計將上漲至190億美元。

3 超透鏡打造微型光學器件

手機、電腦等電子產品變得越來越小，但傳統(tǒng)的玻璃切割和玻璃彎曲技術卻難以造出更小的光學部件。微型超透鏡使用厚度不足1微米的平坦鏡面，通過其中的納米結構聚焦光線，從而替代龐大的傳統(tǒng)曲面透鏡。

近期，科學家陸續(xù)解決了超透鏡聚焦光線時存在的色差、圖像扭曲、模糊等問題。盡管目前其傳輸光線的效率尚不及傳統(tǒng)透鏡，但在不久的將來，超透鏡將有望用于制造更小、更加易于操控的傳感器、診斷工具和光纖等器件。超透鏡的潛力已經吸引了眾多政府機構和企業(yè)的關注和資助，未來幾年內，超透鏡產品或將進入市場。

4 智能化肥減少環(huán)境污染

傳統(tǒng)化肥中的氮、磷化合物被植物吸收的效率很低，未被利用的物質會導致水體富營養(yǎng)化、造成環(huán)境污染。最近，研究人員開發(fā)出一類智能的控釋化肥。這類化肥被一層用特殊材料制作的膠囊包裹，可以根據土壤的溫度、酸堿度及濕度條件調整釋放營養(yǎng)素的速率。通過結合使用不同的膠囊，可以設計出用于不同作物類型和生長條件的特制化肥。這項技術可以顯著提升化肥吸收效率、降低環(huán)境污染。此外，一些科學家正嘗試研制環(huán)境友好的氮肥取代氨、尿素，并利用微生物讓植物高效吸收營養(yǎng)元素。未來，智能控釋化肥將推進精細農業(yè)的發(fā)展，讓糧食生產更加經濟、可持續(xù)。

5 遠程協作拉近距離

想象一下，世界不同地區(qū)的人如同處于同一物理空間，能隨時流暢地互動：醫(yī)生為患者提供遠程診斷、身處異地的朋友與家人能共享體驗……這種“遠程協作”技術可以改變我們工作和娛樂的方式，讓物理位置變得無關緊要。

以下幾個領域的進展正使得這一場景變得可行：增強現實（AR）和虛擬現實（VR）技術已經足夠強大且價格合理；通信公司正在迅速推出5G網絡，從而無延時地處理海量數據；創(chuàng)新者正在完善技術，使人們能夠遠程進行物理交互。盡管遠程協作技術還處于初級階段，但組成這項技術的部件都已準備就緒，遠程協作在3-5年內有望實現變革。

6 區(qū)塊鏈技術保障食品安全

根據世界衛(wèi)生組織的數據，每年有6億人受食物污染的影響，其中42萬人會因此喪命。現代食品鏈環(huán)節(jié)眾多，從農場到餐桌要經歷包裝、儲藏、轉運等多種過程。但各個部分的數據相對獨立，一旦出現食物污染事件，調查污染源將成為一大難題。

而區(qū)塊鏈技術的發(fā)展應用，將顯著改善數據追蹤的困境。利用區(qū)塊鏈云端系統(tǒng)，食品制造商可以依次在計算機中儲存各類過程的信息，類似沃爾瑪的大型超市可以利用區(qū)塊鏈云平臺在數秒內找到污染源頭。

此外，更先進的食品包裝技術，也將加速污染源的考證?？茖W家正開發(fā)一些微型感應設備，用于監(jiān)測傳送帶、集裝箱或者獨立包裝中食品的質量和安全性。一些廠商在食品包裝中放置溫度感應器，以檢測食品保存溫度是否合規(guī)。這兩類方式都將為公眾提供更安全的食品，并更迅速地找到食品污染源。

7 更安全的核反應堆

幾十年來，商業(yè)核反應堆一直使用同樣的燃料：小的二氧化鈾芯塊堆積在鋯合金制成的核燃料棒內。鋯能使二氧化鈾芯塊裂變產生的中子很容易地通過反應堆堆芯，實現可持續(xù)的熱核反應。但是，如果鋯過熱，它會與水反應并產生氫，引發(fā)爆炸。2011年福島核電站事故就由此引起。

目前，全球科學家正從不同角度入手，以打造更安全的核反應堆：西屋電氣公司和法馬通等企業(yè)正在開發(fā)“事故耐受燃料”，這種燃料與鋯結合后不容易過熱，也很少產生氫氣；一些人正嘗試用其他材料取代鋯或者二氧化鈾，以提升安全性；另一種思路是用液態(tài)鈉或熔鹽代替水來傳遞裂變產生的熱量，消除氫氣爆炸的風險。

8 DNA儲存技術：突破數據存儲禁錮

到2020年，全球每年則將產生4180億太字節(jié)（TB）數據。現有的數據儲存系統(tǒng)負荷巨大，在一個世紀內就將無法應對爆炸式增長的數據量。為了獲得儲量更大的儲存系統(tǒng)，科學家已經轉向了生物體內的信息儲存方式——DNA。

DNA依靠堿基的排列方式來儲存?zhèn)€體的生物信息，而科學家也可以通過人工合成的方式，用DNA儲存數據。DNA非常穩(wěn)定、信息儲存能力遠超電子設備，并且不需要額外消耗能量。根據2016年的一項研究，大腸桿菌的信息儲存密度已達每立方厘米10^19字節(jié)，這意味著，全世界的數據只需1千克的DNA就能儲存。隨著測序技術的發(fā)展，科學家已經可以開始更迅速地讀取DNA序列，并且進行數據追蹤。未來，隨著DNA存儲技術的難點被一一攻克，其必將在數據存儲應用上大放異彩。

9 大型電站級別的鋰離子電池

隨著對低碳能源體系的需求日益迫切，以及風能、太陽能技術成本的下降，全球電力供應格局正在迅速轉變：通過風能和太陽能生產的電力不斷增加，這也為能源的存儲提出了難題。

在這樣的背景下，效率和可靠性不斷提升、成本持續(xù)下降的鋰離子電池受到更多的關注。目前，鋰離子電池占據美國大型電站級別電池儲能的80%，其最大功率從10年前的幾兆瓦提升至目前的866兆瓦。一項能源研究估計，與2018年相比，2019年鋰離子電池的市場將翻倍；2020年更將達到2018年的3倍。未來5-10年間，鋰離子電池很可能成為儲存可再生能源的主流技術，屆時其將能夠存儲4-8小時的能量，使得日間的太陽能發(fā)電滿足傍晚的高峰需求。

來源：環(huán)球科學