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設(shè)備與工具有一天，本報(bào)告中重點(diǎn)介紹的一項(xiàng)新興技術(shù)將使您幾乎可以傳送到一個(gè)遙遠(yuǎn)的站點(diǎn)，并真正感受到網(wǎng)絡(luò)旅行者的握手和擁抱。也即將變得司空見(jiàn)慣：旨在與人交往的類(lèi)人機(jī)器人（和動(dòng)物類(lèi)機(jī)器人）；一個(gè)可以在短短幾秒鐘內(nèi)查明食物中毒爆發(fā)源的系統(tǒng)；小巧的鏡頭，將為小型攝像機(jī)和其他設(shè)備鋪平道路；堅(jiān)固，可生物降解的塑料，可以用其他無(wú)用的植物廢料制成；基于DNA的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，可以可靠地存儲(chǔ)大量信息；和更多。
《科學(xué)美國(guó)人》與世界經(jīng)濟(jì)論壇一起召集了一個(gè)由領(lǐng)先技術(shù)專(zhuān)家組成的國(guó)際指導(dǎo)小組，并進(jìn)行了激烈的過(guò)程來(lái)確定今年的“十大新興技術(shù)”。在征求了全球其他專(zhuān)家的提名后，指導(dǎo)小組評(píng)估了數(shù)十個(gè)符合多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的建議書(shū)：建議的技術(shù)是否有潛力為社會(huì)和經(jīng)濟(jì)帶來(lái)重大利益？他們會(huì)改變行事方式嗎？它們是否仍處于開(kāi)發(fā)的早期階段，但吸引了研究實(shí)驗(yàn)室，公司或投資者的極大興趣？他們是否可能在未來(lái)幾年內(nèi)取得重大進(jìn)展？該小組在需要的地方尋求更多信息，并在四個(gè)虛擬會(huì)議中完善了清單。
1、環(huán)境：生物塑料可以解決重大污染問(wèn)題
先進(jìn)的溶劑和酶正在將木質(zhì)廢物轉(zhuǎn)變?yōu)楦玫目缮锝到馑芰?/p>
作者：哈維爾·加西亞·馬丁內(nèi)斯（JAVIER GARCIA MARTINEZ）
我們的文明是建立在塑料之上的。根據(jù)世界經(jīng)濟(jì)論壇的數(shù)據(jù)，僅2014年，該行業(yè)就產(chǎn)生了3.11億公噸，預(yù)計(jì)到2050年將增加三倍。但是，只有不到15％的產(chǎn)品得到了回收。其余大部分被焚化，堆放在垃圾場(chǎng)或被丟棄在環(huán)境中，在這種環(huán)境中，由于抗微生物消化作用，可以持續(xù)數(shù)百年。積聚在海洋中的塑料碎片會(huì)引起各種問(wèn)題，從誤食時(shí)殺死野生生物到釋放有毒化合物等。它甚至可以通過(guò)被污染的魚(yú)進(jìn)入我們的身體。
圖片提供：Vanessa Branchi
可生物降解的塑料可以緩解這些問(wèn)題，有助于實(shí)現(xiàn)“循環(huán)”塑料經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)，在這種經(jīng)濟(jì)中，塑料源自生物質(zhì)并轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)。像衍生自石油化工產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)塑料一樣，可生物降解的產(chǎn)品由聚合物（長(zhǎng)鏈分子）組成，這些聚合物在流動(dòng)狀態(tài)下可以模制成多種形式。但是，當(dāng)前可用的選項(xiàng)（主要是玉米，甘蔗或廢油脂）通常都缺乏標(biāo)準(zhǔn)種類(lèi)的機(jī)械強(qiáng)度和視覺(jué)特性。用纖維素或木質(zhì)素（植物中的干物質(zhì)）生產(chǎn)塑料的最新突破有望克服這些缺點(diǎn)。除了對(duì)環(huán)境的好處外，纖維素和木質(zhì)素還可以從非食用植物中獲得，例如巨型蘆葦，
纖維素是地球上最豐富的有機(jī)聚合物，是植物細(xì)胞壁的主要成分。木質(zhì)素填充這些壁中的空間，從而提供強(qiáng)度和剛度。要使用這些物質(zhì)制造塑料，制造商必須首先將其分解為構(gòu)件或單體。研究人員最近找到了對(duì)這兩種物質(zhì)都這樣做的方法。木質(zhì)素的工作特別重要，因?yàn)槟举|(zhì)素的單體是由芳環(huán)組成的，這種化學(xué)結(jié)構(gòu)賦予某些標(biāo)準(zhǔn)塑料以其機(jī)械強(qiáng)度和其他所需的特性。木質(zhì)素不能溶解在大多數(shù)溶劑中，但是研究人員表明，某些對(duì)環(huán)境友好的離子液體（主要由離子組成）可以選擇性地將其與木材和木本植物分離。
公司正在基于這些發(fā)現(xiàn)。例如，Chrysalix Technologies是倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的附屬公司，開(kāi)發(fā)了一種工藝，該工藝使用低成本的離子液體從起始原料中分離纖維素和木質(zhì)素。芬蘭生物技術(shù)公司MetGen Oy生產(chǎn)多種基因工程酶，這些酶將不同來(lái)源的木質(zhì)素裂解為廣泛應(yīng)用所需的組分。Mobius（以前稱(chēng)為Grow Bioplastics）正在開(kāi)發(fā)木質(zhì)素基塑料顆粒，用于可生物降解的花盆，農(nóng)用覆蓋物和其他產(chǎn)品。
在廣泛使用新塑料之前，必須克服許多障礙。一是成本。另一個(gè)方法是將生產(chǎn)土地和水的數(shù)量減至最少-即使木質(zhì)素僅來(lái)自廢物，也需要水將其轉(zhuǎn)化為塑料。與任何重大挑戰(zhàn)一樣，解決方案將需要采取多種措施，從法規(guī)到社會(huì)使用和處置塑料方式的自愿改變。盡管如此，新興的可生物降解塑料的生產(chǎn)方法還是綠色溶劑和更有效的生物催化劑如何在主要工業(yè)中促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的完美范例。
2、工程：社交機(jī)器人與他人玩得很好
Droid的朋友和助手正在深入我們的生活
作者：科琳娜·E·拉森（CORINNA E.LATHAN）和杰弗里·靈（GEOFFREY LING）
在工業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，機(jī)器人通常會(huì)進(jìn)行構(gòu)建，分解和檢查。他們還協(xié)助手術(shù)，并在藥房分配處方藥。它們和旨在與人互動(dòng)并引起情感聯(lián)系的“社交”機(jī)器人都沒(méi)有像杰特遜一家的女仆，羅茜或其他受人喜愛(ài)的小說(shuō)機(jī)器人那樣。即使這樣，也可以期望社交機(jī)器人在未來(lái)幾年內(nèi)變得越來(lái)越復(fù)雜和流行。該領(lǐng)域似乎已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)臨界點(diǎn)，機(jī)器人具有比以往更大的交互功能和執(zhí)行更多有用的任務(wù)。
與大多數(shù)機(jī)器人一樣，社交機(jī)器人使用人工智能來(lái)決定如何對(duì)通過(guò)相機(jī)和其他傳感器接收到的信息采取行動(dòng)。通過(guò)研究諸如感知如何形成，什么構(gòu)成社會(huì)和情感智能以及人們?nèi)绾瓮茢嗨说乃枷牒颓楦械葐?wèn)題，研究已經(jīng)賦予了以看起來(lái)栩栩如生的方式做出響應(yīng)的能力。人工智能的進(jìn)步使設(shè)計(jì)師能夠?qū)⑦@種心理和神經(jīng)科學(xué)見(jiàn)解轉(zhuǎn)化為允許機(jī)器人識(shí)別聲音，面部和情緒的算法。解釋語(yǔ)音和手勢(shì)；對(duì)復(fù)雜的言語(yǔ)和非言語(yǔ)提示做出適當(dāng)反應(yīng)；眼神接觸;談話(huà)通過(guò)從反饋，獎(jiǎng)勵(lì)和批評(píng)中學(xué)習(xí)來(lái)適應(yīng)人們的需求。
圖片提供：Vanessa Branchi
結(jié)果，社交機(jī)器人填補(bǔ)了各種各樣的角色。例如，一個(gè)47英寸的類(lèi)人動(dòng)物，稱(chēng)為Pepper（來(lái)自SoftBank Robotics），可識(shí)別臉部和基本的人類(lèi)情感，并通過(guò)觸摸屏在其“胸部”中進(jìn)行對(duì)話(huà)。全球約有15,000 Peppers提供諸如酒店入住，機(jī)場(chǎng)等服務(wù)?？蛻?hù)服務(wù)，購(gòu)物幫助和快餐結(jié)帳。Temi（來(lái)自Temi USA）和Loomo（Segway Robotics）是下一代個(gè)人助理，例如Amazon Echo和Google Home，但它們具有移動(dòng)性，提供了新的功能。例如，Loomo不僅是同伴，而且可以根據(jù)命令轉(zhuǎn)換成踏板車(chē)進(jìn)行運(yùn)輸。
社交機(jī)器人對(duì)于協(xié)助世界上日益增長(zhǎng)的老年人口特別有吸引力。PARO治療機(jī)器人（由日本國(guó)家先進(jìn)工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院開(kāi)發(fā)），看上去像一個(gè)可愛(ài)的海豹，旨在刺激和減輕患有阿爾茨海默氏病的人和其他護(hù)理機(jī)構(gòu)的患者的壓力：搖頭，哭著撫摸。Mabu（Catalia Health）讓患者（尤其是老人）作為健康助手，提醒他們散步和服藥并打電話(huà)給家人。社交機(jī)器人作為玩具也受到了消費(fèi)者的關(guān)注。早期嘗試將社會(huì)行為納入玩具中，例如孩之寶的Baby Alive和索尼的AIBO機(jī)器狗，取得的成功有限。但是兩者都在復(fù)蘇
2018年，消費(fèi)類(lèi)機(jī)器人的全球銷(xiāo)售額估計(jì)達(dá)到56億美元，到2025年年底，該市場(chǎng)預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)到190億美元，每年售出超過(guò)6500萬(wàn)臺(tái)機(jī)器人。考慮到Jibo和Anki等多家資金雄厚的消費(fèi)機(jī)器人公司已經(jīng)倒閉，這種趨勢(shì)似乎令人驚訝。但是，一大批機(jī)器人正在取代已淘汰的機(jī)器人，包括BUDDY（藍(lán)蛙機(jī)器人），這是一種大眼的移動(dòng)設(shè)備，除了充當(dāng)個(gè)人助理之外，還可以玩游戲并提供家庭自動(dòng)化和安全性。
3、工程：微小的透鏡將使微型光學(xué)器件的設(shè)計(jì)成為可能
薄而扁平的金屬感鏡可以代替笨重的玻璃來(lái)操縱光
作者：阿爾貝托·莫斯卡泰利（ALBERTO MOSCATELLI）
隨著電話(huà)，計(jì)算機(jī)和其他電子產(chǎn)品的體積越來(lái)越小，它們的光學(xué)組件頑固地拒絕收縮。值得注意的是，用傳統(tǒng)的玻璃切割和玻璃彎曲技術(shù)很難制造出微小的透鏡，而且玻璃透鏡中的元件通常需要堆疊以正確聚焦光線。工程師們最近發(fā)現(xiàn)了很多物理原理，它們背后是更小的，更輕的替代方案，稱(chēng)為金屬感。這些鏡頭可以使顯微鏡和其他實(shí)驗(yàn)室工具以及消費(fèi)產(chǎn)品（例如相機(jī)，虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式耳機(jī)和用于物聯(lián)網(wǎng)的光學(xué)傳感器）的尺寸進(jìn)一步縮小。而且它們可以增強(qiáng)光纖的功能。
金屬元素由比微米薄的平坦表面組成，表面覆蓋有一系列納米尺度的物體，例如突出的柱子或鉆孔。當(dāng)入射光擊中這些元素時(shí)，它的許多特性都會(huì)發(fā)生變化，包括其偏振，強(qiáng)度，相位和傳播方向。研究人員可以精確地定位納米尺度的物體，以確保離開(kāi)金屬元素的光具有選定的特性。而且，metalenses是如此之薄，以至于幾個(gè)可以彼此疊置而不會(huì)明顯增加尺寸。研究人員已經(jīng)證明了光學(xué)設(shè)備，例如由這些平坦表面的疊層制成的光譜儀和旋光儀。
在去年的一項(xiàng)重大突破中，研究人員解決了一個(gè)稱(chēng)為色差的問(wèn)題。當(dāng)白光通過(guò)一個(gè)典型的透鏡時(shí)，其不同波長(zhǎng)的光線會(huì)以不同的角度偏轉(zhuǎn)，從而聚焦在距透鏡不同的距離處。為了解決這個(gè)問(wèn)題，當(dāng)今的工程師需要將鏡片進(jìn)行精細(xì)的對(duì)齊。現(xiàn)在，單個(gè)金屬元素可以將所有白光波長(zhǎng)聚焦到同一點(diǎn)上。除了創(chuàng)建這種“消色差”金屬元素外，科學(xué)家還開(kāi)發(fā)了可以糾正其他像差（例如，彗形像差和像散）的金屬像，這些像差會(huì)導(dǎo)致圖像失真和模糊。
圖片提供：Vanessa Branchi
除了減小尺寸外，金屬鏡還應(yīng)最終降低光學(xué)組件的成本，因?yàn)樾⌒屯哥R可以用半導(dǎo)體行業(yè)中已經(jīng)使用的相同設(shè)備制造。此功能提高了并排制造微型光傳感器的光學(xué)和電子組件的誘人前景。
但是目前，費(fèi)用仍然很高，因?yàn)楹茈y將納米級(jí)元素精確地放置在厘米級(jí)芯片上。其他限制也需要解決。到目前為止，metalenses不能像傳統(tǒng)鏡頭那樣有效地傳輸光，這對(duì)于全色成像等應(yīng)用來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)重要功能。此外，它們太小而無(wú)法捕獲大量的光，這意味著至少到目前為止，它們不適合拍攝高質(zhì)量的照片。
然而，在未來(lái)幾年中，這些小透鏡可能會(huì)進(jìn)入更小，更易于制造的傳感器，諸如內(nèi)窺鏡成像設(shè)備之類(lèi)的診斷工具以及光纖中。這些潛在的應(yīng)用程序吸引人，足以吸引政府機(jī)構(gòu)以及三星和谷歌等公司的研究支持。至少有一家初創(chuàng)企業(yè)Metalenz希望在未來(lái)幾年內(nèi)將Metalenses推向市場(chǎng)。
4、醫(yī)療與生物技術(shù)：一類(lèi)特殊的蛋白質(zhì)為癌癥和老年癡呆癥的藥物提供了有希望的靶標(biāo)
治療癌癥和其他疾病的新可能性
作者：伊麗莎白·奧戴（ELIZABETH O'DAY）
幾十年前，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一類(lèi)特殊的蛋白質(zhì)，可將疾病從癌癥轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)退行性疾病。這些“內(nèi)在失調(diào)的蛋白質(zhì)”（IDP）看起來(lái)與細(xì)胞中較為熟悉的具有剛性結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)不同。國(guó)內(nèi)流離失所者是變形者，表現(xiàn)為不斷變化的配置的組件的集合。事實(shí)證明，這種松散的結(jié)構(gòu)允許IDP在關(guān)鍵時(shí)刻（例如在細(xì)胞對(duì)壓力的反應(yīng)期間）將各種分子聚集在一起。柔韌性較低的蛋白質(zhì)往往具有數(shù)量有限的結(jié)合伴侶。當(dāng)國(guó)內(nèi)流離失所者無(wú)法正常工作時(shí)，就可能引發(fā)疾病。
圖片提供：Vanessa Branchi
然而，醫(yī)學(xué)研究人員尚未能夠創(chuàng)造出消除或調(diào)節(jié)有故障的IDP的療法。確實(shí)，許多人被稱(chēng)為不可消費(fèi)的。這是因?yàn)槟壳笆褂玫拇蠖鄶?shù)藥物都需要穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)來(lái)靶向，并且國(guó)內(nèi)流離失所者的放置時(shí)間不夠長(zhǎng)。事實(shí)證明，導(dǎo)致癌癥的眾所周知的無(wú)序蛋白（包括c-Myc，p53和K-RAS）太難以捉摸。但是，這種情況正在開(kāi)始改變。
科學(xué)家們將生物物理學(xué)，計(jì)算能力以及對(duì)IDP發(fā)揮作用的方式進(jìn)行了嚴(yán)格的結(jié)合，從而更好地理解了IDP來(lái)識(shí)別抑制這些蛋白質(zhì)的化合物，其中一些已成為真正的候選藥物。2017年，法國(guó)和西班牙的研究人員證明，有可能瞄準(zhǔn)并擊中IDP多變的“模糊”界面。他們表明，F(xiàn)DA批準(zhǔn)的一種名為T(mén)rifluoperazine（用于治療精神病和焦慮癥）的藥物與NUPR1結(jié)合并抑制了它的生長(zhǎng)，NUPR1是一種參與胰腺癌形式的失調(diào)蛋白。大規(guī)模篩選測(cè)試評(píng)估了數(shù)千種候選藥物的治療潛力，發(fā)現(xiàn)其中幾種抑制c-Myc，有些正在向臨床發(fā)展。已經(jīng)確定了可用于IDP的其他分子，例如β-淀粉樣蛋白，
這一清單將繼續(xù)增長(zhǎng)，尤其是隨著IDP在稱(chēng)為無(wú)膜細(xì)胞器的關(guān)鍵細(xì)胞部分中所扮演的角色越來(lái)越清晰時(shí)。這些細(xì)胞器通常被稱(chēng)為液滴或冷凝物，它們使重要的細(xì)胞分子（例如蛋白質(zhì)和RNA）在特定的時(shí)間閉合在一起，而使其他細(xì)胞彼此分開(kāi)。接近使某些反應(yīng)更容易發(fā)生；分離可防止各種反應(yīng)。科學(xué)家設(shè)計(jì)了功能強(qiáng)大的新型分子操縱工具，命名為Corelets和CasDrop，使研究人員可以控制這些液滴的形成方式。使用這些工具和其他工具，研究人員已經(jīng)了解到IDP可能有助于控制液滴的組裝，功能和拆卸。
這一發(fā)現(xiàn)很重要，因?yàn)樵谝旱涡纬珊头纸膺^(guò)程中，IDP與各種結(jié)合配偶體相互作用，有時(shí)會(huì)保持新形狀一會(huì)兒。尋找能夠找到并結(jié)合這些形狀的藥物可能比發(fā)現(xiàn)可以擊中IDP的化合物更容易。全球研究人員正在探索發(fā)現(xiàn)這些與液滴相關(guān)的力學(xué)的開(kāi)創(chuàng)性工作。
工業(yè)也在押注國(guó)內(nèi)流離失所者的治療潛力。生物技術(shù)公司IDP Pharma正在開(kāi)發(fā)一種蛋白抑制劑來(lái)治療多發(fā)性骨髓瘤和小細(xì)胞肺癌。Graffinity Pharmaceuticals，現(xiàn)在是NovAliX的一部分，已經(jīng)確定了靶向靶向無(wú)序蛋白tau的小分子，該蛋白tau與阿爾茨海默氏病的病理學(xué)有關(guān)。Cantabio Pharmaceuticals正在尋找小分子來(lái)穩(wěn)定涉及神經(jīng)變性的IDP。一家名為Dewpoint Therapeutics的新公司正在探索一種想法，即由于液滴及其無(wú)序成分將分子聚集在一起以增強(qiáng)反應(yīng)的方式，因此可以用作藥物靶標(biāo)。在未來(lái)的三到五年中，這些曾經(jīng)“不可消費(fèi)的”蛋白質(zhì)將越來(lái)越有可能成為藥物開(kāi)發(fā)的十字準(zhǔn)線。
5、環(huán)境：更智能的肥料可以減少環(huán)境污染
新配方可按需提供營(yíng)養(yǎng)
作者：杰夫·卡貝克（JEFF CARBECK）
為了養(yǎng)活世界上不斷增長(zhǎng)的人口，農(nóng)民需要提高作物產(chǎn)量。施更多肥料可能會(huì)有幫助。但是標(biāo)準(zhǔn)版本的工作效率低下，經(jīng)常會(huì)損害環(huán)境。幸運(yùn)的是，更環(huán)保的產(chǎn)品（控釋肥料）已經(jīng)上市，并且變得越來(lái)越聰明。
農(nóng)民通常以?xún)煞N方式施肥。它們與水反應(yīng)時(shí)，向田間噴灑氨，尿素或其他會(huì)產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)氮的物質(zhì)。他們使用鉀鹽或其他礦物質(zhì)的顆粒來(lái)產(chǎn)生磷，也會(huì)與水反應(yīng)。但是這些營(yíng)養(yǎng)中相對(duì)較少的進(jìn)入植物。取而代之的是，大量的氮以溫室氣體的形式進(jìn)入大氣，而磷最終流域，最終觸發(fā)藻類(lèi)和其他生物的過(guò)度生長(zhǎng)。相比之下，控釋制劑可以確保作物中營(yíng)養(yǎng)成分的含量更高，從而以更少的肥料獲得更高的產(chǎn)量。
一類(lèi)被稱(chēng)為緩釋肥料的產(chǎn)品已經(jīng)出售了一段時(shí)間。這些配方通常由微小的膠囊組成，里面裝有含有氮，磷和其他所需營(yíng)養(yǎng)素的物質(zhì)。外殼既減慢了水可以進(jìn)入內(nèi)部?jī)?nèi)容物釋放養(yǎng)分的速度，也減慢了最終產(chǎn)品從膠囊中逸出的速度。結(jié)果，營(yíng)養(yǎng)素逐漸被吸收，而不是浪費(fèi)而無(wú)法有效吸收的快速爆發(fā)。較新的制劑包括通過(guò)阻止起始物質(zhì)（例如尿素）轉(zhuǎn)化為營(yíng)養(yǎng)素而進(jìn)一步減緩營(yíng)養(yǎng)素傳遞的物質(zhì)。
圖片提供：Vanessa Branchi
最近，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出更完全符合“控釋”描述的肥料-通過(guò)能夠調(diào)節(jié)外殼的先進(jìn)材料和制造技術(shù)，使肥料成為可能，從而隨著土壤溫度，酸度或濕度的變化，以所需的方式改變養(yǎng)分釋放速率。通過(guò)組合不同類(lèi)型的微調(diào)膠囊，制造商可以制造出具有適合特定作物或生長(zhǎng)條件需求的肥料。提供更精確控制的公司包括海法集團(tuán)和ICL特種肥料。例如，海法將養(yǎng)分釋放的速率僅與溫度聯(lián)系在一起；隨著溫度的升高，農(nóng)作物的生長(zhǎng)速度和養(yǎng)分的排放量一起增加。
盡管控釋技術(shù)使肥料更有效，但并不能消除肥料使用的所有弊端。這些產(chǎn)品仍然包括例如氨，尿素和鉀肥。生產(chǎn)這些物質(zhì)需要消耗大量能源，這意味著它們的生產(chǎn)可以促進(jìn)溫室氣體的產(chǎn)生和氣候變化。但是，可以通過(guò)使用對(duì)環(huán)境更友好的氮源并摻入可提高植物吸收氮和磷效率的微生物來(lái)減輕這種影響。沒(méi)有證據(jù)表明構(gòu)成外殼的材料會(huì)損害環(huán)境，但是，每當(dāng)大量引入任何新物質(zhì)時(shí)，都必須監(jiān)視這種風(fēng)險(xiǎn)。
控釋肥料是被稱(chēng)為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)農(nóng)業(yè)方法的一部分。該方法通過(guò)結(jié)合數(shù)據(jù)分析，人工智能和各種傳感器系統(tǒng)來(lái)確定在任何給定時(shí)間準(zhǔn)確地需要多少肥料和水廠，以及通過(guò)部署自動(dòng)車(chē)輛以規(guī)定的數(shù)量和位置來(lái)輸送營(yíng)養(yǎng)，從而提高了作物的產(chǎn)量并最大程度地減少了過(guò)多的養(yǎng)分釋放。但是，安裝精密系統(tǒng)的成本很高，因此只有大規(guī)模的操作才能安裝它們。相比之下，先進(jìn)的控釋肥料相對(duì)便宜，可以成為幫助農(nóng)民持續(xù)增加作物產(chǎn)量的一線技術(shù)。
6、計(jì)算：協(xié)作網(wǎng)真可以使距離（相對(duì)）無(wú)意義
虛擬聚會(huì)的參與者會(huì)覺(jué)得自己像在物理上一樣
作者：科琳娜·E·拉森和安德魯·梅納德
想象一下，世界不同地區(qū)的一群人像在身體上一樣在一起時(shí)，會(huì)流暢地互動(dòng)，直到能夠感覺(jué)到彼此的觸摸。啟用這種“協(xié)作網(wǎng)真”的組件可能會(huì)改變我們一起工作和娛樂(lè)的方式，從而使實(shí)際位置無(wú)關(guān)緊要。
圖片提供：Vanessa Branchi
就像Skype和FaceTime等視頻通話(huà)應(yīng)用程序使曾經(jīng)成為消費(fèi)者廣泛使用的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，以及大型多人在線游戲從根本上改變了人們?cè)贗nternet上的交互方式一樣，協(xié)作網(wǎng)真可以改變?nèi)藗冊(cè)跇I(yè)務(wù)中的虛擬交互方式超越。例如，醫(yī)療服務(wù)提供者將能夠像在同一個(gè)房間一樣與患者進(jìn)行遠(yuǎn)程合作。即使他們實(shí)際上不在同一個(gè)地方，朋友和家人也將能夠享受共享的經(jīng)驗(yàn)，例如在舒適的房間里一起旅行或游覽新城市。
在幾個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)展使這一前景可行。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)已經(jīng)變得足夠強(qiáng)大且負(fù)擔(dān)得起，可以被廣泛采用。電信公司正在以足夠快的速度推出5G網(wǎng)絡(luò)，以處理來(lái)自高級(jí)傳感器陣列的大量數(shù)據(jù)，而不會(huì)出現(xiàn)滯后時(shí)間。創(chuàng)新者正在完善使人們能夠與遠(yuǎn)程環(huán)境進(jìn)行物理交互的技術(shù)，包括使人們能夠感覺(jué)到他們的機(jī)器人化身所觸摸的觸覺(jué)傳感器。協(xié)作遠(yuǎn)程呈現(xiàn)所設(shè)想的完全感官沉浸將需要比視頻通話(huà)可接受的滯后時(shí)間短得多的時(shí)間，并且有時(shí)可能甚至?xí)o5G網(wǎng)絡(luò)增加負(fù)擔(dān)，但是預(yù)測(cè)性AI算法可以消除用戶(hù)對(duì)時(shí)空的感知。
盡管協(xié)作網(wǎng)真仍在不斷涌現(xiàn)，但要在三到五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)變革，一切都應(yīng)有盡有。例如，微軟和其他公司已經(jīng)在技術(shù)上進(jìn)行了投資，這些技術(shù)有望在2025年之前支撐數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)。XPRIZE基金會(huì)發(fā)起了一項(xiàng)耗資1000萬(wàn)美元的ANA Avatar XPRIZE競(jìng)賽（由全日空航空公司贊助），以啟動(dòng)這些技術(shù)將“將人類(lèi)的感覺(jué)，行動(dòng)和存在實(shí)時(shí)地傳輸?shù)狡h(yuǎn)地區(qū)，從而建立一個(gè)更加互聯(lián)的世界?！彪S著零件的相互編織，人們期望看到日常生活和工作中的變化會(huì)像戲劇性的這些都是由智能手機(jī)的廣泛采用引發(fā)的。
7、公共衛(wèi)生：先進(jìn)的食品跟蹤和包裝將挽救生命并減少浪費(fèi)
兩種技術(shù)的結(jié)合可以大大提高食品安全性
作者：RONA CHANDRAWATI和BERNARD S. MEYERSON
根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，每年約有6億人食物中毒，有42萬(wàn)人死亡。爆發(fā)時(shí)，調(diào)查人員可以花費(fèi)數(shù)天或數(shù)周的時(shí)間來(lái)追蹤其來(lái)源。同時(shí)，更多的人可能會(huì)生病，大量未受污染的食物可能會(huì)與受污染的物品一起丟棄。尋找食物來(lái)源可能是一項(xiàng)緩慢的工作，因?yàn)槭澄飶霓r(nóng)場(chǎng)到餐桌走的路很復(fù)雜，而且這些旅行的記錄都保存在本地系統(tǒng)中，而這些本地系統(tǒng)通常不會(huì)相互通信。
兩項(xiàng)技術(shù)共同可以減少食物中毒和食物浪費(fèi)。第一個(gè)是區(qū)塊鏈技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用（以管理虛擬貨幣而著稱(chēng)），開(kāi)始解決可追溯性問(wèn)題。同時(shí)，增強(qiáng)型食品包裝正在提供新的方法來(lái)確定食品是否已在適當(dāng)?shù)臏囟认麓鎯?chǔ)以及它們是否開(kāi)始變質(zhì)。
區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N去中心化的會(huì)計(jì)系統(tǒng)，其中條目按順序記錄在存儲(chǔ)在多個(gè)位置的計(jì)算機(jī)上的多個(gè)相同“分類(lèi)帳”中。這種冗余使得篡改任何一個(gè)分類(lèi)帳都是徒勞的，從而創(chuàng)建了高度受信任的交易記錄。為食品行業(yè)開(kāi)發(fā)的基于區(qū)塊鏈的云平臺(tái)IBM Food Trust已被主要食品銷(xiāo)售商采用。（我們中的一個(gè)人Meyerson隸屬于IBM。）
圖片提供：Vanessa Branchi
通過(guò)將種植者，分銷(xiāo)商和零售商整合在一個(gè)通用的區(qū)塊鏈上，F(xiàn)ood Trust可以創(chuàng)建給定食品通過(guò)端到端供應(yīng)鏈的可信記錄。在一項(xiàng)使用該技術(shù)的測(cè)試中，沃爾瑪以秒為單位追蹤了“被污染”物品的來(lái)源。加上書(shū)面記錄和數(shù)字記錄的標(biāo)準(zhǔn)組合，這將需要幾天的時(shí)間。有了這種功能，零售商和飯店幾乎可以立即從流通中清除受污染的物品，并且只銷(xiāo)毀來(lái)自同一來(lái)源（例如，生菜的特定種植者）的庫(kù)存，而不用浪費(fèi)該物品的全部國(guó)家?guī)齑?。許多食品商業(yè)巨頭-沃爾瑪，家樂(lè)福，山姆俱樂(lè)部，阿爾伯森公司，史密斯菲爾德食品，BeefChain，Wakefern Food（ShopRite'的母公司）和Topco Associates（一個(gè)團(tuán)體采購(gòu)組織）—已加入IBM Food Trust。其他組織也引入了區(qū)塊鏈技術(shù)以增強(qiáng)可追溯性。
首先，為了防止食物中毒，研究實(shí)驗(yàn)室和公司正在開(kāi)發(fā)小型傳感器，可以監(jiān)視托盤(pán)，箱子或單獨(dú)包裝的產(chǎn)品中食品的質(zhì)量和安全性。例如，Timestrip UK和Vitsab International分別創(chuàng)建了傳感器標(biāo)簽，如果產(chǎn)品暴露于上述推薦溫度下，該標(biāo)簽會(huì)變色； Insignia Technologies銷(xiāo)售的傳感器在打開(kāi)包裝后會(huì)緩慢變色，并指示時(shí)間已到。來(lái)扔食物。（如果產(chǎn)品未在適當(dāng)?shù)臏囟认麓鎯?chǔ)，則顏色變化更快。）還正在開(kāi)發(fā)可顯示出氣態(tài)副產(chǎn)物的傳感器。除了預(yù)防疾病之外，此類(lèi)傳感器還可以通過(guò)證明食物可以安全食用來(lái)減少浪費(fèi)。
成本仍然是普遍使用傳感器的障礙。盡管如此，食品行業(yè)對(duì)確保食品安全和限制浪費(fèi)的需求推動(dòng)了這項(xiàng)技術(shù)和區(qū)塊鏈的發(fā)展。
8、能源：更安全的核反應(yīng)堆即將到來(lái)
彈性燃料和創(chuàng)新性反應(yīng)堆可使核電復(fù)興
作者：馬克·費(fèi)斯切蒂（MARK FISCHETTI）
控制大氣中的碳將需要多種能源技術(shù)，其中可能包括核反應(yīng)堆，該反應(yīng)堆不排放碳，但由于幾次重大事故而被認(rèn)為具有風(fēng)險(xiǎn)。該風(fēng)險(xiǎn)可以大大降低。
商用反應(yīng)堆使用相同的燃料已有幾十年了：將二氧化鈾的小顆粒堆積在由鋯合金制成的長(zhǎng)圓柱棒中。鋯使小球中的裂變產(chǎn)生的中子易于通過(guò)浸沒(méi)在反應(yīng)堆堆芯內(nèi)部水中的許多棒中，從而支持自持的發(fā)熱核反應(yīng)。
問(wèn)題是，如果鋯過(guò)熱，它會(huì)與水反應(yīng)并產(chǎn)生氫，氫會(huì)爆炸。這種情況引發(fā)了世界上最嚴(yán)重的兩次反應(yīng)堆事故：1979年美國(guó)三哩島的潛在爆炸和部分融化，以及2011年日本福島第一核電站的爆炸和輻射釋放。（1986年的切爾諾貝利事故是由錯(cuò)誤的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)和運(yùn)行引起的。）
圖片提供：Vanessa Branchi
西屋電氣公司（Westinghouse Electric Company）和Framatome之類(lèi)的制造商正在加快所謂的耐事故性燃料的開(kāi)發(fā)，這些燃料不太可能過(guò)熱，如果發(fā)生這種情況，它們將產(chǎn)生很少的氫氣或不產(chǎn)生氫氣。在某些變型中，對(duì)鋯包層進(jìn)行了涂層處理以最大程度地減少反應(yīng)。在其他情況下，鋯甚至二氧化鈾都用不同的材料代替。新配置可以在不做任何改動(dòng)的情況下滑入現(xiàn)有反應(yīng)堆，因此可以在2020年代逐步使用。已經(jīng)開(kāi)始的全面的核心測(cè)試必須證明是成功的，并且監(jiān)管機(jī)構(gòu)也必須對(duì)此感到滿(mǎn)意。另外，新燃料還可以幫助工廠更高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，從而使核電更具成本競(jìng)爭(zhēng)力。這對(duì)制造商和電力公司來(lái)說(shuō)是巨大的動(dòng)力，因?yàn)樘烊粴猓?/p>
盡管核電在美國(guó)停滯不前，在德國(guó)和其他地方正在逐步淘汰，但俄羅斯和中國(guó)正在積極建設(shè)。這些市場(chǎng)對(duì)于這些新燃料的制造商而言可能是有利可圖的。
俄羅斯也在部署其他安全措施；國(guó)營(yíng)公司Rosatom最近在國(guó)內(nèi)外安裝的裝置具有較新的“被動(dòng)”安全系統(tǒng)，即使工廠電力中斷且冷卻液無(wú)法有效循環(huán)，也可以抑制過(guò)熱。西屋公司和其他公司也將被動(dòng)安全功能納入其更新設(shè)計(jì)中。
制造商正在試驗(yàn)“第四代”模型，該模型使用液態(tài)鈉或熔融鹽代替水來(lái)傳遞裂變熱，從而消除了危險(xiǎn)的氫氣產(chǎn)生的可能性。據(jù)報(bào)道，中國(guó)打算今年將一個(gè)示范氦冷卻反應(yīng)堆連接到其電網(wǎng)。
在美國(guó)，缺乏對(duì)永久性，深層乏核燃料地質(zhì)庫(kù)的政治承諾長(zhǎng)期以來(lái)一直阻礙著該行業(yè)的發(fā)展。情緒可能正在改變。令人驚訝的是，最近有十幾位美國(guó)立法者提議采取措施，重新啟動(dòng)內(nèi)華達(dá)州尤卡山核廢料處置庫(kù)的許可，該核查自1987年以來(lái)一直是該國(guó)的主要儲(chǔ)存地點(diǎn)。同時(shí)，阿拉斯加的參議員麗莎·默科夫斯基（Lisa Murkowski）提倡在愛(ài)達(dá)荷州國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)非常小的模塊化反應(yīng)堆。（Rosatom也正在制造小型反應(yīng)堆。）一些西方國(guó)家已與俄勒岡州的NuScale Power就其十二個(gè)模塊化反應(yīng)堆達(dá)成了一項(xiàng)臨時(shí)協(xié)議。改進(jìn)的燃料和小型反應(yīng)堆的增長(zhǎng)可能是核電復(fù)興的重要組成部分。
9、醫(yī)療與生物技術(shù)：DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)比您想象的要緊密
Life的信息存儲(chǔ)系統(tǒng)正在適應(yīng)處理大量信息
作者：李相佑
根據(jù)軟件公司Domo的數(shù)據(jù)，2018年每一分鐘，Google進(jìn)行了388萬(wàn)次搜索，人們?cè)赮ouTube上觀看了433萬(wàn)個(gè)視頻，發(fā)送了159,362,760封電子郵件，發(fā)布了473,000次，并在Instagram上發(fā)布了49,000張照片。到2020年，假設(shè)全球人口為78億，那么全球每人每秒將創(chuàng)建約1.7兆字節(jié)的數(shù)據(jù)，這相當(dāng)于每年約418 ZB（4180億個(gè)1 TB硬盤(pán)的信息價(jià)值）。如果當(dāng)前的磁或光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量為0和1，則通常不能持續(xù)超過(guò)一個(gè)世紀(jì)。此外，運(yùn)行數(shù)據(jù)中心會(huì)消耗大量能源。簡(jiǎn)而言之，我們將面臨一個(gè)嚴(yán)重的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題，隨著時(shí)間的推移，這個(gè)問(wèn)題只會(huì)變得更加嚴(yán)重。
圖片提供：Vanessa Branchi
硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的替代方案正在發(fā)展：基于DNA的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。DNA由核苷酸A，T，C和G的長(zhǎng)鏈組成，是生命的信息存儲(chǔ)材料。數(shù)據(jù)可以按這些字母的順序存儲(chǔ)，從而使DNA成為信息技術(shù)的一種新形式。它已經(jīng)被常規(guī)地排序（讀取），合成（寫(xiě)入）并輕松地精確復(fù)制。DNA的穩(wěn)定性也令人難以置信，正如生活在500,000年前的化石馬的完整基因組測(cè)序所證明的那樣。并且存儲(chǔ)它不需要太多能量。
但是，閃耀的是存儲(chǔ)容量。DNA可以以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電子設(shè)備密度的密度準(zhǔn)確地存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)。例如，根據(jù)哈佛大學(xué)喬治教堂（George Church）及其同事在2016年發(fā)表在《自然材料》（Nature Materials）上的計(jì)算結(jié)果，例如，簡(jiǎn)單細(xì)菌大腸埃希氏菌的存儲(chǔ)密度約為1019位/立方厘米。在這樣的密度下，一個(gè)側(cè)面約一米長(zhǎng)的DNA立方體可以很好地滿(mǎn)足全世界一年的當(dāng)前存儲(chǔ)需求。
DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的前景不僅僅是理論上的。例如，2017年，哈佛大學(xué)Church小組采用CRISPR DNA編輯技術(shù)將人類(lèi)手的圖像記錄到大腸桿菌基因組中，并以90％以上的準(zhǔn)確率讀取了該圖像。華盛頓大學(xué)和微軟研究院的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種全自動(dòng)系統(tǒng)，用于寫(xiě)入，存儲(chǔ)和讀取以DNA編碼的數(shù)據(jù)。包括Microsoft和Twist Bioscience在內(nèi)的許多公司正在努力發(fā)展DNA存儲(chǔ)技術(shù)。
與此同時(shí)，研究人員正在努力地利用DNA來(lái)以不同的方式管理數(shù)據(jù)，他們正在努力理解大量數(shù)據(jù)的意義。下一代測(cè)序技術(shù)的最新進(jìn)展使數(shù)十億條DNA序列易于同時(shí)讀取。憑借這種能力，研究人員可以采用條形碼（將DNA序列用作分子識(shí)別“標(biāo)簽”）來(lái)跟蹤實(shí)驗(yàn)結(jié)果?，F(xiàn)在，DNA條碼已被用于大大加快化學(xué)工程，材料科學(xué)和納米技術(shù)等領(lǐng)域的研究速度。例如，在佐治亞理工學(xué)院，詹姆斯·達(dá)曼（James E. Dahlman）的實(shí)驗(yàn)室正在迅速確定更安全的基因療法。其他人正在研究如何抗藥性和預(yù)防癌癥轉(zhuǎn)移。
使DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)變得司空見(jiàn)慣的挑戰(zhàn)之一是讀寫(xiě)DNA的成本和速度，如果要與電子存儲(chǔ)競(jìng)爭(zhēng)，則需要進(jìn)一步降低成本。即使DNA并沒(méi)有成為普遍存在的存儲(chǔ)材料，它也幾乎肯定會(huì)被用于以全新的規(guī)模生成信息并長(zhǎng)期保存某些類(lèi)型的數(shù)據(jù)。
10、能源：公用事業(yè)規(guī)模的儲(chǔ)能將實(shí)現(xiàn)可再生電網(wǎng)
可持續(xù)能源解決方案的障礙尚未解決
作者：安德烈·湯普森（ANDREA THOMPSON）
在能源系統(tǒng)脫碳的緊迫性以及風(fēng)能和太陽(yáng)能技術(shù)成本暴跌的推動(dòng)下，世界上的電力獲取方式正在經(jīng)歷快速轉(zhuǎn)變。根據(jù)美國(guó)能源情報(bào)署（Energy Information Administration）的數(shù)據(jù)，在過(guò)去十年中，美國(guó)可再生能源產(chǎn)生的電力翻了一番，主要來(lái)自風(fēng)能和太陽(yáng)能裝置。在2019年1月，EIA預(yù)測(cè)風(fēng)能，太陽(yáng)能和其他非水電可再生能源將成為未來(lái)兩年電力組合中增長(zhǎng)最快的部分。但是這些能源的間歇性意味著電力公司需要一種方法來(lái)將能量保持在后兜中，以防止太陽(yáng)不發(fā)光且風(fēng)很平靜。需求日益增長(zhǎng)，人們對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)（尤其是鋰離子電池，
幾十年來(lái)，抽水蓄能是一種簡(jiǎn)單的過(guò)程，具有不同高度的水庫(kù)，是美國(guó)主要的大規(guī)模儲(chǔ)能方法。為儲(chǔ)存能量，水被抽入較高的水庫(kù)。當(dāng)需要該能量時(shí)，水被釋放到下部水庫(kù)，并沿途流經(jīng)渦輪機(jī)。能源部稱(chēng)，抽水蓄能水力發(fā)電目前占美國(guó)公用事業(yè)規(guī)模儲(chǔ)能的95％。但是，隨著效率和可靠性的提高以及制造成本的下降，鋰離子電池也激增了。EIA稱(chēng)，它們占美國(guó)公用事業(yè)規(guī)模電池存儲(chǔ)電力容量的80％以上，從十年前的幾兆瓦躍升至2019年2月的866兆瓦。彭博新能源財(cái)經(jīng)（Bloomberg New Energy Finance）在2019年3月的一份分析報(bào)告中稱(chēng)，自2012年以來(lái)，此類(lèi)電池的電力成本下降了76％，這使其與那些通常由天然氣供電，在高電時(shí)間開(kāi)啟的電廠的競(jìng)爭(zhēng)力接近需求。迄今為止，盡管電池已被廣泛用于進(jìn)行簡(jiǎn)短，快速的調(diào)整以維持功率水平，但包括佛羅里達(dá)州和加利福尼亞州在內(nèi)的多個(gè)州的公用事業(yè)公司都在添加鋰離子電池，該電池能夠使用兩到四個(gè)小時(shí)。早期的能源研究公司W(wǎng)ood Mackenzie估計(jì)，從2018年到2019年，儲(chǔ)能市場(chǎng)將翻一番，從2019年到2020年將增長(zhǎng)三倍。通常由天然氣供電，在高電力需求時(shí)會(huì)打開(kāi)。迄今為止，盡管電池已被廣泛用于進(jìn)行簡(jiǎn)短，快速的調(diào)整以維持功率水平，但包括佛羅里達(dá)州和加利福尼亞州在內(nèi)的多個(gè)州的公用事業(yè)公司都在添加鋰離子電池，該電池能夠使用兩到四個(gè)小時(shí)。早期的能源研究公司W(wǎng)ood Mackenzie估計(jì)，從2018年到2019年，儲(chǔ)能市場(chǎng)將翻一番，從2019年到2020年將增長(zhǎng)三倍。通常由天然氣供電，在高電力需求時(shí)會(huì)打開(kāi)。迄今為止，盡管電池已被廣泛用于進(jìn)行簡(jiǎn)短，快速的調(diào)整以維持功率水平，但包括佛羅里達(dá)州和加利福尼亞州在內(nèi)的多個(gè)州的公用事業(yè)公司都在添加鋰離子電池，該電池能夠使用兩到四個(gè)小時(shí)。早期的能源研究公司W(wǎng)ood Mackenzie估計(jì)，從2018年到2019年，儲(chǔ)能市場(chǎng)將翻一番，從2019年到2020年將增長(zhǎng)三倍。
圖片提供：Vanessa Branchi
專(zhuān)家稱(chēng)，鋰離子電池將在未來(lái)五到十年內(nèi)成為主導(dǎo)技術(shù)，并且持續(xù)的改進(jìn)將導(dǎo)致電池可以存儲(chǔ)四到八小時(shí)的能量，例如足夠長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)移動(dòng)太陽(yáng)能電池電力需求達(dá)到高峰。
但是，達(dá)到可再生能源和能源存儲(chǔ)可以處理基準(zhǔn)發(fā)電負(fù)荷的地步，將需要更長(zhǎng)的時(shí)間存儲(chǔ)能量，這將意味著要超越鋰離子電池。潛在的候選人包括其他高科技選擇，例如液流電池，它可以輸送液體電解質(zhì)和氫燃料電池；也可以是更簡(jiǎn)單的概念，例如，抽水蓄能水力發(fā)電和所謂的重力存儲(chǔ)。抽水蓄能水電一旦安裝便很便宜，但建造起來(lái)很昂貴，只能在某些地區(qū)使用。同樣，重力存儲(chǔ)的概念也很簡(jiǎn)單，它的目的是利用多余的電力來(lái)舉起笨重的積木，然后將其降低以驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電。盡管有幾家公司正在進(jìn)行示范并吸引了投資，這個(gè)想法還沒(méi)有開(kāi)始。仍在開(kāi)發(fā)其他選擇，以使其與鋰離子電池充分可靠，高效且具有成本競(jìng)爭(zhēng)力。根據(jù)EIA的數(shù)據(jù)，到2017年底，美國(guó)僅部署了三個(gè)大型液流電池存儲(chǔ)系統(tǒng)，而公用事業(yè)規(guī)模的氫氣系統(tǒng)仍處于示范階段。美國(guó)政府正在為此領(lǐng)域的一些工作提供資金，特別是通過(guò)能源高級(jí)研究計(jì)劃署（ARPA-E），但是這些技術(shù)的投資（以及一般而言的能源存儲(chǔ)）大部分發(fā)生在中國(guó)和韓國(guó)，這也加快了存儲(chǔ)研究的速度。根據(jù)EIA的數(shù)據(jù)，到2017年底，美國(guó)僅部署了三個(gè)大型液流電池存儲(chǔ)系統(tǒng)，而公用事業(yè)規(guī)模的氫氣系統(tǒng)仍處于示范階段。美國(guó)政府正在為此領(lǐng)域的一些工作提供資金，特別是通過(guò)能源高級(jí)研究計(jì)劃署（ARPA-E），但是這些技術(shù)的投資（以及一般而言的能源存儲(chǔ)）大部分發(fā)生在中國(guó)和韓國(guó)，這也加快了存儲(chǔ)研究的速度。根據(jù)EIA的數(shù)據(jù)，到2017年底，美國(guó)僅部署了三個(gè)大型液流電池存儲(chǔ)系統(tǒng)，而公用事業(yè)規(guī)模的氫氣系統(tǒng)仍處于示范階段。美國(guó)政府正在為此領(lǐng)域的一些工作提供資金，特別是通過(guò)能源高級(jí)研究計(jì)劃署（ARPA-E），但是這些技術(shù)的投資（以及一般而言的能源存儲(chǔ)）大部分發(fā)生在中國(guó)和韓國(guó)，這也加快了存儲(chǔ)研究的速度。
儲(chǔ)能成本是否會(huì)繼續(xù)下降以及下降的幅度尚不確定。但是，各國(guó)政府（包括美國(guó)各州和地方政府）為實(shí)現(xiàn)無(wú)碳電力生產(chǎn)而不斷做出的承諾，將繼續(xù)推動(dòng)使越來(lái)越多的儲(chǔ)能上網(wǎng)。
2025-08-26 13:48
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