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五年后,哪些技术将颠覆现实

2019-11-06 03:11:13 公务员文萃 2019年10期

云贺

智能化肥料、生物塑料、社交机器人等,最有可能成为未来五年在全球大规模普及并颠覆特定行业或领域的前沿技术。

今年7月2日,世界经济论坛发布了名为《2019年十大新兴技术》的报告。报告根据对全球社会经济有所助益、对科研人员和投资者有颠覆性意义、预计将在未来五年产生重大影响等指标,评选出了未来最有可能在全球范围内得到大规模普及并颠覆特定行业或领域的十大前沿科学技术。

这十项技术包括:有助于循环经济发展的生物塑料、社交机器人、用于微型设备的微型透镜、作为药物靶标的无序蛋白质、可减少环境污染的智能化肥料、协作网真视频、先进的食品跟踪和包装装置、更安全的核反应堆、DNA数据存储装置以及应用于公用事业的可再生能源储存设备。

总体来看,这十项技术涉及领域广泛,所影响的地区和人群也不尽相同。本文将以绿色经济和社交生活两大主题为切入点,剖析其中四项前沿技术的研发进展和应用前景。

绿色发展的技术保障

精准农业是实现全球农业可持续发展的路径之一,近年来广受各国推崇。借助数據分析、人工智能、无人驾驶运输工具和各类传感器技术,精准农业可根据作物生长状况和周边环境信息,精确控制施肥用量和时段。

然而,由于精准农业系统需要成套装备,往往耗资不菲,因此只适用于大规模农场模式。对此,报告认为,对全球大多数地区而言,从采用“智能化肥料”做起,会是一个更加经济适用的选择。

所谓“智能化肥料”,也称控释肥料,即可通过包膜技术来控制养分释放的时长与强度的肥料。一般而言,农作物增产与加大肥料用量有着密切联系。而传统大规模喷洒的施肥方式,会使得肥料中的大量营养物质扩散到大气中,加剧温室效应。

而控释肥料则能有效解决上述问题,不仅能大大提高肥料养分的利用率,实现精准施肥,还可以有效防控肥料中的挥发物质在短时间内进入大气,污染环境。

如今,全球已有部分地区将控释肥料应用于农作物种植过程中。比如,以色列海法公司可以将肥料养分释放的频率与温度相联系。当地表温度升高时,作物生长所需营养更多,因而肥料会自动加大释放力度。

此外,还有一些公司陆续推出了可根据土壤酸碱度和湿度而自动调节的控释肥料。报告认为,这些技术如若得到大规模应用,将有可能实现农业增产和减少温室效应的“双赢”。

另一个有利于全球环保事业的“福音”,来自生物塑料技术。

根据世界经济论坛的预测,目前全球只有约15%的塑料制品是可供回收的,其余的大部分或已积压成山,或已散落在自然环境中,需要几百年时间才能被降解。而可生物降解塑料技术可以有效解决这一问题。

可生物降解塑料的原料为生物质,包括玉米、甘蔗、废油脂等。但是使用这些材料制作的塑料制品,其机械强度和韧性远不及普通塑料,从而限制了使用范围。

然而,最近生物塑料技术取得了突破性进展。例如,科研界发现,使用从植物中提取的纤维素和木质素制造可降解塑料,可以有效提高材料的韧性和耐用度。更可喜的是,纤维素和木质素的提取来源广泛,包括芦竹、废弃木头和多种农业副产品,这对发展循环经济也大有好处。

尽管可生物降解塑料发展前景光明,但报告认为,它要想实现大规模应用还需要跨过几个门槛。首当其冲的是成本问题,这不仅包括研发成本,还包括在生产转化过程中所耗费的土地资源和水资源。

此外,新型塑料制品要被商业市场和社会大众所接纳,还需要监管部门和媒体舆论的通力配合与引导。只有这样,才能让绿色材料和循环经济的理念更加深入人心,让全民参与到可持续发展的进程中来。

迎接新社交时代

目前,在许多工业和医疗领域,机器人已经可以参与到生产制造或手术配药等关键环节。然而,报告认为,这一阶段的机器人更像灵活聪慧的“机器”,而不是有血有肉、有充沛情感的“人”。

作为十大颠覆性技术之一,世界经济论坛认为,社交机器人在未来人类社会中扮演的角色会更加多样,功能意义也将更为丰富。

像目前大多数机器人一样,社交机器人的基本原理也是利用摄像头和传感器感知周边环境信息,再借由人工智能技术进行处理并做出反应。同时,设计者们还尝试着将人类心理学和神经科学转换为机器算法,这样,社交机器人就可以准确识别人类的声音语调、面部表情、肢体语言和情感波动,并通过复杂的语言系统乃至眼神交流做出相应反馈。

也正是因具备如此拟人化的功能技术,社交机器人已开始深入渗透到人类社会的诸多领域。比如,由软银集团主导研发的人形机器人Pepper,可以识别人脸表情和情绪并进行简单对话。如今,全球已有超过15000台Pepper分布于酒店前台、机场服务大厅、快餐厅收费处等。

面对发达国家的老龄化趋势,社交机器人也大有可为。日本产业技术综合研究所开发的机器人PARO,外形是一头可爱的幼年海豹,可回应召唤,会“哭闹”并索要拥抱。研究显示,PARO对于缓解阿尔茨海默症病患的焦虑心情有显著效果。

在新社交时代,除了有更先进的机器人参与到人类的社会生活中,人与人之间的沟通方式也会因科技而改变。

一直以来,不论是FaceTime还是Skype,大量视频聊天软件都以追求“面对面”交流为目标。然而,这些技术受限于手机或电脑屏幕,与真实社交场景依旧相距甚远。

报告提出,协作型网真技术将颠覆传统的人类交流媒介。网真技术综合集成了IP网络通信、超高清视频编解码、空间照明及人体工程学等领域的一系列技术创新,可以实现网络与空间的真实转换,营造出一种跨越时空的真实面对面体验。

举例而言,在办公领域,网真技术是视频会议的“升级版”:来自不同空间的人们通过网真技术的“无缝对接”,可呈现出在物理意义上“同处一室”的感觉,与会人员甚至还可以感知到对方的肢体接触。

世界经济论坛的研究员们认为,虽然网真技术目前的应用领域并不算多,但5G网络、虚拟现实、增强现实等相关技术已经准备充分,未来3~5年,网真技术有望在全球得到进一步普及。

(摘自《财经国家周刊》)