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摘
要
1月9日，《麻省理工科技评论》（MIT）最新公布2023年“十大突破性技术”榜单。詹姆斯·韦伯太空望远镜、用于高胆固醇的CRISPR（基因编辑）、制作图像的AI等成果入选。
该榜单为《麻省理工科技评论》推出，每年进行一次，旨在从众多大、中、小公司和科研机构的海量成果中，捕捉可能会“改变世界”的新技术，指明科技浪潮涌动的方向，榜单曾精准预测了脑机接口、智能手表、癌症基因疗法、深度学习等诸多热门技术的崛起。
值得一提的是，自2021年起，《麻省理工科技评论》“全球十大突破性技术”线下发布及解读正式落地杭州未来科技城。记者了解到，2023年“十大突破性技术”的线下解读会计划于今年上半年在杭州未来科技城举办。
今年这份科技榜单上有哪些新成果？天目新闻记者整理了其中的亮点，让我们一睹为快。
一、詹姆斯·韦伯太空望远镜
主要研究者：美国国家航空航天局、欧洲空间局、加拿大航天局、空间望远镜研究所；
成熟期：现在
经过几十年的努力，美国国家航空航天局耗资100亿美元打造的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST，James Webb Space Telescope）于2021年12月发射升空。该望远镜由美国、欧洲和加拿大合作完成，是人类有史以来发射到太空的最大望远镜，其威力是前身哈勃太空望远镜的100倍。它还专门设计用于探测红外辐射，使其能够穿透尘埃，回看到宇宙第一批恒星和星系形成的时期。
JWST是专为跨越这种天文时间打造的。它的主镜直径为21英尺，是哈勃望远镜直径的三倍，因此分辨率更高。它有一个网球场那么大的遮阳板，以保护镜子和仪器免受太阳热量和光照的影响。为了帮助它到达太空，工程师们将JWST的镜子和遮阳板设计成了可折叠式，以便安装在火箭整流罩内。它们会在发射后展开，随着望远镜朝着距离地球150万公里的最终轨道飞行。
二、用于高胆固醇的CRISPR
主要研究者：Verve Therapeutics,Beam Therapeutics,Prime Medicine, 伯劳德研究所
成熟期：10~15年
由Verve Therapeutics开发的降胆固醇疗法，依赖于一种被称为碱基编辑或“CRISPR 2.0”的基因编辑形式。科学家现在可以用一个DNA碱基来替换另一个，这是一种更具针对性的方法，而不是简单地通过切割来“关闭”特定基因。理论上，这应该更安全，因为可以减少错误地切割一个重要基因的可能性，并且避免DNA被切割后修复自身时可能发生的潜在错误。
一种更新形式的CRISPR可能会发挥更大作用。先导编辑（Prime Editing）或“CRISPR 3.0”使得科学家可以将大片段DNA插入基因组。如果它在人身上有效，就可以让科学家替换掉致病基因。
总之，这些新形式的CRISPR可以扩大基因编辑的范围，使其用于治疗更多疾病，包括遗传疾病以外的疾病。总有一天，人们可以选择在基因密码中添加被认为可以预防高血压或其他某些疾病的基因。
三、制作图像的AI
主要研究者：OpenAI,Stability AI,Midjourney,Google
成熟期：现在
OpenAI在2021发布了其文本到图像模型DALL-E，你只需输入一段简单描述，几乎任何内容都可以，程序就会在几秒内生成一张你想要的图片。2022年4月发布的DALL-E 2可以生成更高质量的图片。谷歌还推出了自己的图像制作AI，名为Imagen。
然而，最大的游戏改变者是稳定扩散（Stable Diffusion），这是一个开源的文本到图像模型，由英国初创公司Stability AI免费发布。稳定扩散不仅可以产生一些迄今为止最令人惊叹的图像，而且它被设计为可以在一台（性能尚可的）家用计算机上运行。
通过让所有人都可以使用文本到图像模型，Stability AI加速了创造力和创新的爆炸。在短短几个月内，数百万使用者创建了数千万张图片。
商业软件正在集成这项技术，比如Photoshop。视觉效果艺术家和电子游戏工作室正在探索如何（用它）加快开发流程。文本到图像技术已经发展到文本到视频。在过去几个月，谷歌、Meta和其他公司演示了人工智能生成的视频片段，虽然只有几秒长，但这终将改变。有一天，或许只要把剧本输入电脑，就可以制作电影。
四、按需器官制作
主要研究者：eGenesis、Makana Therapeutics、United Therapeucs
成熟期：10~15年
在去年的两个月里，一位名叫大卫·贝内特（David Bennett）的57岁男子体内有一颗猪心在跳动。马里兰大学的外科医生们把它植入人体内，并希望了解经过基因编辑的猪心脏是否能救人。
使用动物器官是一个潜在的解决方案，但要克服人体对它们的排异并不容易。例如，猪组织表面的糖会使我们的免疫系统进入攻击模式。药物可以帮助抑制反应，但这还不够。因此，生物技术公司利用基因编辑技术改造猪组织，去除这些糖分子并添加其他基因，使猪组织看起来更像人的组织。
通过以这种方式编辑猪的DNA，几家生物技术公司现在已经创造出了器官与人体更兼容的动物。尽管贝内特去世了，原因是在移植的器官中发现了病毒，但他的医生们声称，移植的猪心从未出现典型的器官排异症状。现在，他们正在计划招募更多患者进行研究。
在未来，器官工程可能根本不需要动物。研究人员正在探索如何从头开始设计复杂组织，目前处于早期阶段。
五、远程医疗堕胎药
主要研究者：Choix,Hey Jane,Aid Access,Just the Pill,Abortion on Demand,Planned Parenthood,Plan C
成熟期：现在
2021年疫情期间，美国食品和药物管理局（FDA，Food and Drug Administration）临时允许卫生保健提供者向患者邮寄两种药物，即米非司酮和米索前列醇，当两者一起服用时，可以导致堕胎。几年前，美国食品和药物管理局发现这些药物在终止早期妊娠方面是安全有效的。至2020年，这些药物导致的堕胎占美国堕胎总数的一半以上。2021年底，FDA将上述临时举措变为永久。
随着美国禁止堕胎的州“触发法”生效，人们对堕胎药的兴趣和需求激增。总部设在欧洲的AidAccess拥有独特的优势，它可以将堕胎药运送到美国的任何一个州。但大多数通过邮寄方式提供堕胎药的初创公司都要遵循州法律，这意味着生活在禁止堕胎的13个州，或另外7个州（要求医生必须给孕妇当面开具处方药）的人必须跨州旅行或设置其他邮寄地址才能使用这些服务。
六、改变一切的芯片设计
主要研究者：RISC-V国际、英特尔（Intel）、SiFive、SemiFive、中国RISC-V产业联盟
成熟期：现在
你有没有想过，智能手机和蓝牙音箱是由不同公司制造的，它们是如何实现连接的？这是因为蓝牙是一个开放的标准，这意味着它的设计规范，比如所需的频率和数据编码协议，都是公开的。基于以太网、Wi-Fi、PDF等开放标准的软硬件早已家喻户晓。
现在，一个被称为RISC-V的开放标准可能会改变公司制造计算机芯片的方式。
由于RISC-V是一个开放标准，任何人都可以免费用它来设计芯片。RISC-V规定了计算机芯片指令集的设计规范。指令集描述了芯片改变其晶体管所代表的值的基本操作。例如，如何将两个数字相加。RISC-V最简单的设计只有47条指令，但如果公司需要功能更复杂的芯片，它也提供了其他设计规范。
RISC-V芯片已经开始出现在耳机、硬盘和AI处理器中，已经售出了100亿个内核。许多公司也在为数据中心和航天器进行RISC-V设计。RISC-V的支持者预测，几年后，这种芯片将无处不在。
七、古代DNA分析
主要研究者：马克斯普朗克进化人类学研究所（Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology）,哈佛大学David Reich实验室（David Reich Lab at Harvard）
成熟期：现在
科学家们一直在寻找更好的工具来研究古代人类的牙齿和骨骼。在过去，他们不得不搜索许多古代遗迹，以找到保存完好的样本进行分析。
现在，更便宜的技术和新的方法使商业测序仪可以看清受损的DNA，这为古代DNA分析的繁荣提供了动力。
如今，科学家甚至可以不需要牙齿或骨骼，仅仅在尼安德特人尿过的泥土中就能分析他们的 DNA 微观痕迹。2022年11月，古遗传学成为了关注焦点，因为马克斯·普朗克进化人类学研究所的遗传学家斯万特·帕博（Svante Pääbo）因其相关的基础性研究工作获得了诺贝尔奖。
通过古代DNA分析，我们发现了两种已灭绝的人种“吕宋人（Homo luzonensis）”和“丹尼索瓦人(Denisovans)”，还知道了现代人类携带大量丹尼索瓦人和尼安德特人的DNA。同时现在我们拥有全基因组数据的古代人类个体的数量迅速增加，从2010年的5个增加到了2020年的5550个。
这些技术表明了印度人的祖先是多种多样的，对种姓制度造成了冲击。西西里岛一个有2500年历史的战场中的DNA显示，古希腊军队比历史学家认为的更为多样化。
古老的样本也可以解开现代健康之谜。去年，科学家们发现了一个基因的单一突变，这种突变使人们在黑死病中存活的可能性提高了40%，但它同时也是可能导致克罗恩病等自身免疫疾病的因素。
八、电池回收利用
主要研究者：Baykar Technologies, Shahed Aviation Industries
成熟期：现在
从旧笔记本电脑、腐蚀的电钻和电动汽车中回收的高价值金属，可以为未来的汽车提供动力。这得益于回收技术的进步，使旧电池变成新电池成为可能。
随着电动汽车变得越来越普遍，人类对锂离子电池的需求也在飙升。对于气候变化来说，更多地使用电动汽车是一个好消息。但制造电池所需的金属供应已经捉襟见肘，到2050年，我们对锂的需求可能会增加20倍。
回收可能会有所帮助。旧的废旧电池处理方法难以可靠地回收足够多的这些金属，也就不能产生经济回报。但新的方法很快改变了这一点，使回收商能够更有效地溶解金属并将其与电池废料分离。
在废旧电池和电池生产过程中遗留的制造废料中，回收设施现在可以回收几乎所有的钴和镍，以及超过80%的锂，回收商计划以与开采材料接近的价格转售这些金属。铝、铜和石墨也经常被回收。
今天，中国在电池回收方面处于世界领先地位，主要由宁德时代等大型电池公司的子公司主导。欧盟最近提出了针对电池制造商的回收法规。北美的公司，如Redwood Materials和 Li-Cycle，正在迅速扩大运营规模，其资金来自数十亿美元的公共和私人投资。
九、必然到来的电动汽车
主要研究者：比亚迪、现代、特斯拉、大众
成熟期：现在
电动汽车正在改变汽车行业。
虽然电动汽车的销售状况过去一直在缓慢增长，但最近几年却在飙升。根据国际能源署（International Energy Agency）的数据，2022年，无排放汽车和卡车可能占全球所有新车销量的13%，而两年前仅为4%。到2030年，这一数字有望增长到30%左右。
各种驱动力一起推动了电动汽车从小众选择走向主流。
*** 已经制定了政策，迫使汽车制造商装备新的制造工具，并激励消费者做出改变。值得注意的是，加利福尼亚州和纽约州将要求所有新车、卡车和SUV在2035年前实现零排放，而欧盟在新闻发布会上几乎敲定了一项类似的规定。
接着，汽车公司正在成立供应链，建设制造能力，并发布更多性能更好的车型，包括多个价格区间和产品类型。
五菱宏光Mini是一款起步价略低于5000美元的小型电动汽车，现已成为世界上最畅销的电动汽车，这加强了中国作为最大电动汽车制造商的主导地位。
去年，来自Hero Electric、Ather和其他公司的两轮车和三轮车不断增加，帮助印度电动汽车销量增长了三倍（尽管总销量仍仅为43万辆左右）。
十、大规模生产的军用无人机
几十年来，“捕食者（Predator）”和“收割者（Reaper）”等高端的、具备精确打击能力的美国飞机主导了无人机战争。然而在俄乌战争中，起关键作用的是伊朗或土耳其制造的低预算版本。它们的广泛使用改变了无人机的作战方式，以及谁能发动无人机作战。
这些新式无人机，有一些是市面上常见的四旋翼机。其他的无人机，如价值3万美元由伊朗制造的爆炸型沙希德无人机，俄罗斯曾用它执行远程袭击任务。但最引人注目的是土耳其Baykar公司生产的、价值500万美元的BayraktarTB2。TB2是由平价部件组成的一个慢速飞行器。它最高能以每小时138英里的速度飞行，通信距离约186英里。Baykar声称它可以在空中停留27小时。但是当TB2与摄像头结合后，图像和视频数据可以与地面站共享，它就成为了一个强大的工具，既可以精准发射机翼上携带的激光制导炸弹，也可以帮助指挥地面炮火。
（素材提供：Deep tech深科技）
