昨日（26日）晚間，世界經(jīng)濟論壇（亦稱達沃斯經(jīng)濟論壇）發(fā)布《2023年十大新興技術(shù)報告》，評選出目前最有潛力、對世界產(chǎn)生積極影響的十大科技，其中，一項傳感器技術(shù)入選10大技術(shù)榜單。

在十大新興技術(shù)在評選過程中，專家團隊評估了技術(shù)在人類、地球、繁榮、產(chǎn)業(yè)和社會公平等方面的影響。專家認為，這些技術(shù)除了能對社會和經(jīng)濟帶來重大利益外，還具有顛覆性、對投資者和研究人員有吸引力，并且預計能在五年內(nèi)得到大規(guī)模應(yīng)用。

自2011年世界經(jīng)濟論壇首次發(fā)布十大新興技術(shù)報告以來，評選發(fā)現(xiàn)了許多起初鮮為人知但隨后對全球產(chǎn)生深遠影響的技術(shù)，該榜單影響力日益壯大。

1、柔性電池

從可卷曲的電腦屏幕到“智能”服裝，電?產(chǎn)品的未來看起來越來越靈活。可穿戴設(shè)備、柔性電?產(chǎn)品和可彎曲顯?器的快速發(fā)展需要與這些設(shè)備相匹配的柔性電源。隨著由可輕松扭轉(zhuǎn)、彎曲或拉伸的輕質(zhì)材料制成的薄型柔性電池進?市場，標準的剛性電池可能很快就會成為過去。

柔性電池在越來越多的領(lǐng)域得到應(yīng)?，包括可穿戴醫(yī)療設(shè)備和?物醫(yī)學傳感器、柔性顯?器和智能?表。由這些電池供電的健康相關(guān)應(yīng)?程序可以將數(shù)據(jù)?線傳輸給醫(yī)療保健提供者，從?促進遠程患者監(jiān)控。此外，還需要可集成到夾克、襯衫或其他服裝?料中的柔性電池來為新興的紡織電?產(chǎn)品提供動?，這些電?產(chǎn)品具有從內(nèi)置加熱系統(tǒng)到健康監(jiān)測等功能。

柔性電池市場預計在未來?年將迅速擴?。?項研究預測，從 2022 年到 2027 年，全球柔性電池市場將增?到2.4 億美元，在此期間以 22.79% 的復合年增?率加速增?。增長的主要驅(qū)動?預計將是可穿戴設(shè)備和電池的需求不斷增加，以及電?產(chǎn)品的?型化和靈活性需求。

多家公司正在積極開發(fā)柔性電池技術(shù)并將其商業(yè)化，包括 LG Chem、三星 SDI、蘋果、諾基亞、Front EdgeTechnology、意法半導體、Blue Spark Technologies 和Fullriver Battery New Technology。 然?，該領(lǐng)域仍然存在創(chuàng)新空間，隨著技術(shù)的發(fā)展，新的參與者可能會進?市場。

柔性電池能夠彎曲、扭曲和拉伸，使其成為可穿戴設(shè)備的理想選擇設(shè)備。隨著可穿戴技術(shù)的市場需求持續(xù)增?，柔性電池的未來充滿希望，并且有可能進?步發(fā)展。與所有電池?樣，需要克服的?個障礙是它們的安全處置和回收，這應(yīng)該隨著技術(shù)和相關(guān)應(yīng)?的循環(huán)?實現(xiàn)。柔性電池技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的?命性進步預計將持續(xù)許多年。

2、生成式人工智能

生成式??智能 (AI) 是?種功能強?的??智能，可以通過學習數(shù)據(jù)模式、使?受?腦啟發(fā)的復雜算法和學習?法來創(chuàng)建新的原創(chuàng)內(nèi)容。雖然?成式??智能?前仍專注于?成?本、計算機編程、圖像和聲?，但未來，這項技術(shù)可以應(yīng)?于多種?途，包括藥物設(shè)計、建筑和?程。

在?作場所，使?基于??智能的語?模型（例如最近流?的 ChatGPT 或其后繼者）可以提??產(chǎn)?并提?輸出質(zhì)量，將?類任務(wù)重新調(diào)整為創(chuàng)意?成和編輯。

最新的發(fā)展涉及可以做出重要決策或采取重??動的?主??智能系統(tǒng)( Autonomous AI )。例如， AutoGPT是?個使? GPT-4 語?模型的?主??智能應(yīng)?程序。AutoGPT 可以通過將?標劃分為更?的任務(wù)并使?互聯(lián)?搜索或?本轉(zhuǎn)語?技術(shù)等?具來?動完成??確定的?標。?成式??智能技術(shù)（特別是?主??智能）?益融??們?常?活的多個??，引起了公眾的興奮和擔憂，將在教育和研究等多個行業(yè)引發(fā)顛覆性變革。

3、可持續(xù)航空燃料

航空業(yè)每年占全球?氧化碳排放量的 2-3%，預計 2022 年? 2050年期間排放量將達到 390億噸（39 gigatonnes）。雖然地?交通中電動汽?的使?正在迅速增加，但航空業(yè)由于?途??需要?能量燃料，因此在限制碳排放遇到了困難。此外，更換?機的?昂成本意味著現(xiàn)有機隊將繼續(xù)運?數(shù)?年，?電動或氫燃料?機在任何情況下都可能?法進??途??。

當前，不需要對航空基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備進??規(guī)模改變的解決?案是：可持續(xù)航空燃料（SAF），由?物（例如?物質(zhì)）和??物（例如?氧化碳）來源?產(chǎn)。結(jié)合其他脫碳戰(zhàn)略，包括全系統(tǒng)運營效率、新技術(shù)和碳抵消，SAF 可能推動航空業(yè)在未來??年內(nèi)實現(xiàn)凈零碳排放。

4、工程噬菌體

?活在?體表?和體內(nèi)的微?物數(shù)量與?體細胞的數(shù)量相匹配，甚?可能超過?體細胞的數(shù)量。?物體所擁有的微?物群落稱為微?物組（microbiome），?類、動物和植物的微?物組在?命活動中發(fā)揮著重要作?，維護這些?物體的健康。

噬菌體是有選擇性感染特定類型細菌的病毒。科學家現(xiàn)在可以借助越來越復雜的基因工程工具，重新編程噬菌體以感染指定細菌，使其能夠在植物、動物和人類微生物群落中的諸多共存的細菌類型中專門針對其中一種。雖然許多近期應(yīng)用都僅將用于研究，但有證據(jù)表明這種工程噬菌體最終可用于治療與微生物群落相關(guān)的疾病或消除食品供應(yīng)鏈中的有害細菌。

目前，在 44 項具有治療?的的噬菌體相關(guān)臨床試驗中，有 29 項是?2020 年初以來發(fā)布的。涉及天然噬菌體和設(shè)計噬菌體的基于噬菌體的療法將繼續(xù)成為?程微?物組的強??法，從?增強?類、動物和植物的健康。

5、 改善心理健康的元宇宙

針對不斷加重的心理健康危機，產(chǎn)品開發(fā)者正在開始構(gòu)建共享虛擬空間來改善心理健康。目前，已經(jīng)有視頻游戲被用于治療抑郁和焦慮，而通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)的冥想也越來越受歡迎。未來的元宇宙結(jié)合可使用戶獲得觸感或?qū)τ脩羟榫w狀態(tài)做出反應(yīng)的下一代可穿戴設(shè)備，可成為改善心理健康的良方。

當前，VR游戲平臺已經(jīng)被?于?理健康治療。此類平臺不僅可以提?患者的參與度，還有助于消除?理健康問題，例如通過 VR 引導使用者進行正念和冥想來增強幸福感。

利?虛擬宇宙技術(shù)來滿?連續(xù)的?理健康需求可能是雙贏的。不只會讓患者受益，同時扎根于現(xiàn)實的、必要的應(yīng)?程序可以推動這種元宇宙的落地。

6、可穿戴植物傳感器

聯(lián)合國糧?及農(nóng)業(yè)組織指出，到 2050 年，世界糧?產(chǎn)量需要比當前增加 70% 才能養(yǎng)活全球??。農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新將是應(yīng)對這?急劇升級和改善世界糧?安全的關(guān)鍵?步。

傳統(tǒng)上，農(nóng)作物是通過人工?壤測試和?視檢查來監(jiān)測的，這兩種?法既昂貴?耗時。最近的技術(shù)進步提?了作物監(jiān)測的便利性，使農(nóng)?能夠更?規(guī)模地監(jiān)測作物狀況。多年來，?直使?粗粒度的衛(wèi)星數(shù)據(jù)來監(jiān)測農(nóng)?的健康狀況。現(xiàn)在，配備傳感器的??機和拖拉機正在提供有關(guān)作物狀況的更?顆粒度的信息。農(nóng)作物監(jiān)測的下?個前沿領(lǐng)域是更?的顆粒度：監(jiān)測單個植物。

如今，我們有了新一代的植物傳感器。這些小型的、無侵入性的設(shè)備可以“佩戴”在每株植物上，并持續(xù)監(jiān)測溫度、濕度、濕度和營養(yǎng)水平。如果能夠克服成本問題，可穿戴植物傳感器可改善植物健康狀況并增加產(chǎn)量。

兩家公司， Growvera和Phytech，?主開發(fā)了微型針傳感器，可插?植物的葉?或莖中以測量電阻的變化。數(shù)據(jù)被?線傳輸?shù)接嬎銠C或移動設(shè)備，并在其中進?分析以?成有關(guān)植物健康的解讀。因此，農(nóng)?可以實時監(jiān)測作物，并根據(jù)植物的具體需求進?精確的?預，例如根據(jù)含水量或養(yǎng)分數(shù)據(jù)調(diào)整灌溉或施肥。

當然，可穿戴植物傳感器還有很多方面要完善，譬如可穿戴傳感器的安裝和維護成本?昂，并且分析傳感器的數(shù)據(jù)可能需要專業(yè)知識。因此，需要改進數(shù)據(jù)分析?具來幫助農(nóng)?根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)做出有關(guān)作物管理的有用決策。此外，可穿戴傳感器對植物??和發(fā)育的?期影響也值得研究。

盡管存在這些挑戰(zhàn)，可穿戴植物傳感器仍有望徹底改變作物?產(chǎn)和管理。通過提供有關(guān)植物健康和環(huán)境條件的實時數(shù)據(jù)，這些設(shè)備可以幫助農(nóng)?優(yōu)化農(nóng)業(yè)?產(chǎn)?、減少浪費并最?限度地減少農(nóng)業(yè)對環(huán)境的影響，同時幫助養(yǎng)活世界上不斷增?的??。

7、空間組學

?體由?約 37.2 萬億個細胞組成。它們?nèi)绾喂餐?讓我們保持活?和健康？空間組學（Spatial omics）可能為研究?員提供答案。

通過將先進的成像技術(shù)與 DNA 測序的特異性相結(jié)合，這種新興?法能夠在分??平上繪制?物活動的過程。從感興趣的器官（例如???腦）開始，科學家將組織切成只有?個細胞厚的部分。然后使?創(chuàng)新技術(shù)來可視化每個切?中特定?物分?的活動。

空間組學允許以前所未有的細節(jié)查看以前?法觀察到的細胞結(jié)構(gòu)和?物事件，這項強大的新技術(shù)將加速我們對生物學的理解，并幫助研究人員開發(fā)復雜疾病的新治療方法。

空間組學技術(shù)市場規(guī)模正在迅速增長，2021 年全球市場規(guī)模 2.3 億美元，2030 年預計收?為 5.8 億美元，越來越多的公司正在尋求提供空間組學解決?案。

?從《?然?法》（Nature Methods）將空間組學評選為 2021 年年度技術(shù)以來，在極短的時間內(nèi)，它已經(jīng)從?種?眾技術(shù)發(fā)展成為?種有望標準化并?泛應(yīng)?的技術(shù)，徹底改變?nèi)祟悓?活的理解。

8、柔性神經(jīng)電子學

腦機接口能讓大腦與外部計算機直接進行通信，在醫(yī)學和神經(jīng)科學領(lǐng)域?qū)⒂袧摿Ω淖內(nèi)祟惤】禒顩r，如癲癇、抑郁癥或癱瘓的治療。

迄今為止，這項技術(shù)基于剛性電子器件，并受限于與腦組織在機械和幾何上不匹配等問題。這些電子器件?法彎曲或適應(yīng)?腦運動，因此隨著時間的推移，它們的位置會“漂移”，從?降低了捕獲信號的準確性。?侵?性?法，如放置在頭?外側(cè)的電極，不需要?術(shù)植?，但監(jiān)測信號微弱。

但是，柔性電子學和更具生物相容性的材料已經(jīng)出現(xiàn)了突破，這意味著患者可以獲得更少侵入性且更舒適的體驗。預計到本年代末，這項技術(shù)的市場規(guī)模將從17.4億美元增長至61.8億美元。

展望未來，材料制造和柔性電路印刷的進步可以進?步改進柔性腦機接口（ BMI ）技術(shù)，最終實現(xiàn)真正的?機交互。

9、可持續(xù)計算

數(shù)據(jù)中心消耗全球產(chǎn)電量的約1%。如今，多種技術(shù)相互交織，使零能耗數(shù)據(jù)中心成為可能。“可持續(xù)計算”技術(shù)包括液體冷卻系統(tǒng)、人工智能分析以及能與甲烷燃燒爐等現(xiàn)有能源共存的模塊化數(shù)據(jù)中心。

?先，為了解決熱管理問題，?們正在開發(fā)液體冷卻系統(tǒng)，使??或介電冷卻劑來散熱，多余的熱量被重新?于空間供暖、?加熱和?業(yè)過程等應(yīng)?。例如，瑞典斯德哥爾摩正在實施利?數(shù)據(jù)中?廢熱為家庭供暖的項目。

其次，??智能被?來實時分析和優(yōu)化能源使?，在不影響性能的情況下最?限度地提?效率。DeepMind 成功展?了??智能驅(qū)動的能源管理的潛?，該項目使 Google 數(shù)據(jù)中?的能源消耗降低了 40%。

第三，?持凈零能耗數(shù)據(jù)中?的技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施正變得更加模塊化例如，云和邊緣計算系統(tǒng)允許數(shù)據(jù)處理和存儲分布在多個設(shè)備、系統(tǒng)甚?位置。

實凈零能耗數(shù)據(jù)中?將涉及將上述?法，鑒于該領(lǐng)域的創(chuàng)新和投資浪潮，我們有理由對未來?年零能耗數(shù)據(jù)中心的前景感到樂觀。

10、人工智能輔助醫(yī)療

從診斷到藥物設(shè)計，人工智能被廣泛譽為改善醫(yī)療的推動者。本報告重點關(guān)注人工智能在支持醫(yī)療系統(tǒng)方面的作用，包括監(jiān)測疫情、輔助決策、個性化治療和提高醫(yī)療服務(wù)效率等。人工智能輔助醫(yī)療具有巨大的潛力，將在未來幾年對醫(yī)療行業(yè)產(chǎn)生深遠影響。

基于??智能的醫(yī)療保健對發(fā)展中國家的影響可能更為深遠，這些國家往往缺乏基礎(chǔ)設(shè)施和?員來向?部分??提供醫(yī)療。例如，印度??超過14億，并且分布廣泛，印度政府允許醫(yī)?通過輔助技術(shù)與偏遠社區(qū)接觸，提供必要的醫(yī)療服務(wù)。

隨著??智能和機器學習在醫(yī)療保健領(lǐng)域的全球應(yīng)?的預期，法律框架也開始出現(xiàn)。基于??智能的醫(yī)療保障在未來三到五年內(nèi)將變得更加普遍，這將給?類健康帶來巨?福音，特別是對于那些醫(yī)療服務(wù)不?的國家。

結(jié)語

柔性電池、生成式人工智能、可持續(xù)航空燃料、工程噬菌體、改善心理健康的元宇宙、可穿戴植物傳感器、空間組學、柔性神經(jīng)電子學、可持續(xù)計算、人工智能輔助醫(yī)療，是世界經(jīng)濟論壇評選出的2023年最具影響力的十大新興技術(shù)，并有望在未來5年影響全球。

其中，有些技術(shù)，譬如生成式人工智能、元宇宙等，已在全球掀起技術(shù)狂潮，許多企業(yè)紛紛投入其中。

可穿戴植物傳感器作為唯一的傳感器技術(shù)入選，有望在未來為我們監(jiān)測植物的生長提供更細致的觀察，從而更好地根據(jù)植物的營養(yǎng)需要提供灌溉或施肥，將物聯(lián)網(wǎng)的世界從人、機器延伸到植物。

此外，柔性電池、柔性神經(jīng)電子學等技術(shù)，也有望成為未來柔性傳感器落地的重要基礎(chǔ)。

本文榜單及部分資料來源：

《2023年十大新興技術(shù)報告》（Top 10 Emerging Technologies of 2023）