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5、細(xì)胞圖譜(The Cell Atlas)——人體究竟是什么組成的

人體究竟是什么組成的?

下一個生物學(xué)上的巨型項目將會回答?？茖W(xué)家正在建立一個超詳細(xì)的“人類細(xì)胞圖譜”，即通過細(xì)胞內(nèi)部的內(nèi)容來定義活細(xì)胞。

這是一個使用現(xiàn)代基因組學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)中最強大的工具，來單獨捕獲和端詳數(shù)百萬個細(xì)胞的計劃。這個項目的目標(biāo)是構(gòu)建第一個全面的“細(xì)胞圖譜”，或者人類細(xì)胞地圖。它的實現(xiàn)將將首次全面揭示人體是由什么所組成的，并為科學(xué)家們提供一個新的復(fù)雜生物學(xué)模型，以提升藥物研發(fā)的速度。

為了執(zhí)行這個解碼人體37.2萬億細(xì)胞的任務(wù)，由來自美國、英國、瑞典、以色列、荷蘭和日本的國際科學(xué)家組成的聯(lián)合會正在分配任務(wù)，包括檢測每個細(xì)胞的分子特征，并給每種細(xì)胞一個在人體空間中特定的“郵政編碼”。

從填充大腦和脊髓的毛狀神經(jīng)元，到皮膚的粘脂肪細(xì)胞(glutinousfat cells)，先前描述細(xì)胞的嘗試表明，人體總共有約300種細(xì)胞，但真正的數(shù)字無疑會更大。

細(xì)胞圖譜研究的執(zhí)行者主要是頂尖研究所，包括英國桑格研究所、麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)的布羅德研究所、以及由Facebook首席執(zhí)行官馬克扎克伯格(Mark Zuckerberg)資助的位于加利福尼亞州的一個全新的“Biohub研究所”。在去年9月，扎克伯格和他的妻子Priscilla Chan將細(xì)胞圖譜研究作為了30億美元醫(yī)療研究捐贈的首個目標(biāo)。

6、太陽能熱光伏電池(Hot Solar Cells)——讓太陽能電池效率翻倍

這項新設(shè)計可能會催生出在日落后依然可以工作的廉價太陽能發(fā)電技術(shù)，可以讓太陽能電池效率翻倍的技術(shù)。

太陽能電池板覆蓋了越來越多的屋頂，但是，盡管這項技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了幾十年，這些硅片組成的電池組件仍然笨重、昂貴而且低效。理論上的限制讓這些常規(guī)的光伏電池板只能吸收太陽光中的一部分能量。

而這種全新類型的太陽能設(shè)備，利用工程創(chuàng)新和最新的材料科學(xué)進(jìn)步來捕獲更多的太陽能。該技術(shù)的秘訣在于先將太陽光變成熱能，然后將其重新變成光，而且聚集在太陽能電池可以使用的光譜范圍內(nèi)。

雖然許多研究人員已經(jīng)在這項被稱為是太陽能熱光伏的技術(shù)上研發(fā)了多年，但麻省理工學(xué)院的這個裝置是第一個可以比只使用光伏電池吸收更多能量的裝置，表明該方法可以顯著提高效率。

此外，研究人員還在探索如何去利用太陽能熱光伏電池的另一個優(yōu)勢。因為熱比電更容易儲存，所以應(yīng)當(dāng)可以將由裝置產(chǎn)生的過量的熱量儲存起來，這樣即使在太陽不發(fā)光時也可以用于產(chǎn)生電力。

如果研究人員可以整合儲熱設(shè)備，并提高效率水平，該系統(tǒng)有朝一日將可以實現(xiàn)清潔、廉價和連續(xù)的太陽能電力供應(yīng)。

7、實用型量子計算機(Practical Quantum Computers)——制造穩(wěn)定的量子比特

在運行人工智能程序以及處理復(fù)雜的模擬和規(guī)劃問題時，量子計算機的速度可能是傳統(tǒng)計算機的指數(shù)倍，而量子計算機甚至能制造出無法破解的密碼。該項突破能制造出穩(wěn)定的量子比特。

量子計算機雖然每年都是“十大突破性技術(shù)”的奪標(biāo)大熱門，但每年都得出同樣的結(jié)論：仍然無法實用。

但今年，科學(xué)家們正在將以前的理論設(shè)計變成現(xiàn)實。不僅如此，來自谷歌、IBM、英特爾、微軟等公司的資金正源源不斷地流入，為建造一臺能工作的量子計算機所需要的各種技術(shù)，包括微電子學(xué)、復(fù)雜電路以及控制軟件等的研發(fā)，提供了強大的資金支持。

在應(yīng)用層面，量子計算機尤其適合對海量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分解，這讓它很容易破解大多數(shù)現(xiàn)有的密碼技術(shù)，并且可能設(shè)計出無法被破解的密碼。此外，量子計算機還適合用于解決復(fù)雜的最優(yōu)化問題，并執(zhí)行機器學(xué)習(xí)算法。當(dāng)然，可能還有很多應(yīng)用人們目前都還沒有想到。

主要公司：英特爾、谷歌、微軟、IBM.

8、360°自拍(The 360-Degree Selfie)——輕松完成實景拍攝

當(dāng)你到一個風(fēng)景優(yōu)美的山谷中徒步，怎么才能輕松地進(jìn)行360°全景拍攝?怎樣讓你的親朋好友都能坐在家中跟你分享大自然的美景?當(dāng)你花高價買到球票，坐在賽場內(nèi)等待巴薩對皇馬的比賽開始，怎樣將這場世紀(jì)對決全方位地拍攝并保存下來?沒錯，360°全景相機就能幫你實現(xiàn)。

就在不久之前，想完成全景拍攝還不那么容易：要么你需要拼接多個相機拍攝，要么要購買價格昂貴的特種相機。而即便是使用這兩種方法，后期圖像處理過程都是十分繁瑣，耗時耗力。

托這項技術(shù)的福，現(xiàn)在大多數(shù)人都能買得起更方便好用的360°全景相機了，500美金的售價就相當(dāng)于入門級的單反。

不僅如此，目前大多數(shù)的全景相機都有對應(yīng)的手機App來查看取景的情況以及拍攝的照片，拍攝完的照片及影片上傳到網(wǎng)絡(luò)也變得十分容易。而全景相機將拼接照片的過程簡化，延遲大大縮短，圖像處理甚至可以在相機端就完成。

全民直播時代由此開啟。

Oculus VR的首席技術(shù)官約翰卡馬克(John Carmack)就預(yù)測：“未來，人們使用虛擬現(xiàn)實的時間中只有一半是玩游戲，另一半則是進(jìn)行旅行觀光或者是做一些現(xiàn)實的事情，例如參加一場婚禮。”

據(jù)統(tǒng)計，2016年球狀全景相機的市場份額占全球相機的1%，而到2017年年初就已經(jīng)增至4%，全景相機的興起之勢已不可阻擋。

主要公司：日本理光、360fly、三星、JK Imaging (柯達(dá)Pixpro相機的制造廠商)、IC Real Tech(ALLie相機的制造廠商)、Humaneyes Technologies(全景相機Vuze的制造廠商).

9、治愈癱瘓(Reversing Paralysis)——利用腦植入治療癱瘓

全球有數(shù)百萬人被癱瘓所折磨，無時不刻都渴望著擺脫疾病的困擾。該項突破使用無線腦-體電子元件可繞過神經(jīng)系統(tǒng)的損傷來實現(xiàn)運動。

在利用腦植入來恢復(fù)脊髓損傷引起的運動自由受損上，科學(xué)家們已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)步。近年來，借助腦植入物，少量患者已可以通過思想來控制計算機光標(biāo)或者是機器臂?，F(xiàn)在研究人員正在嘗試意義重大的下一步：治愈癱瘓。

科學(xué)家利用無線電將大腦讀取技術(shù)直接連接到身體上的電刺激器，創(chuàng)造所謂的“神經(jīng)旁路”，從而使人們的想法能夠再次控制他們的四肢。除了治療癱瘓外，科學(xué)家希望能夠使用所謂的“神經(jīng)義肢”，通過在眼睛中放置芯片來恢復(fù)視力，或者是恢復(fù)阿爾茨海默病人的記憶。

主要研究機構(gòu)：巴黎綜合理工大學(xué)洛桑理工學(xué)院(EPFL)、韋斯生物和神經(jīng)工程中心(Wyss Institute at Harvard)、匹茲堡大學(xué)(University of Pittsburgh)、凱斯西儲大學(xué)(Case Western Reserve University).

10、僵尸物聯(lián)網(wǎng)(Botnets of Things)

該技術(shù)可以感染并控制攝像頭、監(jiān)視器以及其他消費電子產(chǎn)品的惡意軟件，可造成大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)癱瘓。隨著物聯(lián)網(wǎng)熱潮的不斷發(fā)展，基于這種惡意軟件的僵尸網(wǎng)絡(luò)對互聯(lián)網(wǎng)的破壞能力將會越來越大，也會越來越難阻止，風(fēng)險與日俱增。

僵尸網(wǎng)絡(luò)并不是一個新技術(shù)。早在2000年，就有黑客通過集合僵尸網(wǎng)絡(luò)中所有電腦的力量，隨意釋放威力強大的分布式拒絕服務(wù)攻擊(Distributed Denial-of Service Attack，縮寫為DDoS)。被攻擊的目標(biāo)網(wǎng)站或服務(wù)器會因為大量的數(shù)據(jù)流量而超載下線。

如今，隨著大量廉價的攝像頭、監(jiān)視器以及其他物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的出現(xiàn)，這些產(chǎn)品往往沒有采取任何安全措施，黑客可以輕易地控制它們，而這些設(shè)備只有在被拔掉電源后才會真正的安全。

其結(jié)果就是僵尸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模越來越大，攻擊能力越來越強。今日的大型僵尸網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)具有同時攻擊數(shù)個目標(biāo)的能力。

2011年，全世界可聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量為80億臺，而2016年達(dá)到174億臺。在接下來的幾年里，擁有安全隱患的設(shè)備將會出現(xiàn)指數(shù)增長，僵尸網(wǎng)絡(luò)規(guī)模及威力也會借此增長。

黑客們可以利用僵尸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行“點擊欺詐”(Click Fraud)，欺騙廣告商，讓他們認(rèn)為人們有觀看或點擊他們投放的廣告，以此賺取大量的廣告費。如果控制僵尸網(wǎng)絡(luò)的黑客們找出了一個更加高效隱秘的方法進(jìn)行點擊欺詐，那整個互聯(lián)網(wǎng)的廣告商務(wù)模式將會崩潰。

此外，因為僵尸網(wǎng)絡(luò)可以加快暴力破解密碼的速度，所以它還可以繞過垃圾郵件過濾器(Spam Filter)、進(jìn)行比特幣挖礦以及做任何需要大量設(shè)備的事情。這意味著，僵尸網(wǎng)絡(luò)背后的利益也將會越來越大。

而對于國家來說，這也是一款威力強大的電子戰(zhàn)武器。

后記：

在以上的十項技術(shù)突破中，有些技術(shù)已經(jīng)成熟，有些尚在研發(fā)過程中。這些技術(shù)也對大量資本具有強大的吸引力，而其中不乏上市公司的影子。對于高科技，市場總是給予厚望，其中的投資機會，你發(fā)現(xiàn)了沒?

原標(biāo)題：2017年全球十大突破性技術(shù)：太陽能熱光伏技術(shù)在列