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改变世界的未来技术(2021年整理)

人工智能、机器人及3D打印都是极具影响力的新兴技术,不过还有一些让人兴奋的技术可能大家想不到,这些大家意料之外的或许正是可以改变世界的未来技术。

改变世界的未来技术

下面我们就来盘点一下可以改变世界的未来技术。

未来技术1:能源存储砖块

科学家找到了一种可以存储能量的红色砖块,这种砖块可以在建造房子的时候使用。

美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学的研究人员已经发现了一种可以将建筑材料变成“智能砖块”的方法,这些“智能砖块”类似于存储能量的电池一样。

虽然这项研究仍然处于概念验证阶段,但科学家声称用这种砖块制作的墙面可以存储大量的能量,而且在一小时之内充电数十万次。

研究人员开发出了一种将红砖转化为一种名为超级电容器的能量存储装置的方法。这涉及到一种名为Pedot的半导体涂层,这种半导体涂层可以涂抹在砖块样本上,然后通过对砖块进行烧制将具有导电性质的半导体渗透到砖块的多孔结构中,进而将整个砖块转化为“能量存储电极”。

研究人员表示,氧化铁(砖块中的红色素)有助于整个“烧制”过程。

未来技术2:机器人导盲犬

拉夫堡大学的一名学生设计出了一种“机器人导盲犬”,它可以帮助那些无法饲养真实动物的视障人士。

这款产品是由安东尼·卡姆设计的,它模仿了导盲犬的功能,同时还利用实时数据将通往目的地最快、最安全的路线进行编码。

Theia是以泰坦的视觉女神命名的,是一种便携式隐形手持设备,它可以引导用户通过户外环境和比较广阔的室外空间,但是输入的信息却比较少。

Theia使用了一种特殊的控制力矩陀螺仪,它可以通过移动用户的手来引导导盲犬,这类似于用户握住了导盲犬的支架。

该设备可以处理实时在线数据,这类数据如交通密度和天气情况,进而引导用户准确安全地到达目的地。

导盲犬还可以在过马路的高危情况下,使用自动防止故障功能切换到手动模式,这跟用户使用拐杖是一个道理。

未来技术3:汗液驱动的智能手表

格拉斯哥大学的工程师们开发了一种灵活程度很高的新型电容器,它可以存储能量,并使用汗液替代传统电池中的电解质。

这种智能手表只需要20毫升的汗液就能充满电,另外这种智能手表非常坚固,而且这种智能手表的韧性还特别好。智能手表在使用过程中可以遇到很多弯曲的情况,而且经得起4000次循环使用。

该装置的工作原理是在聚酯纤维素布上涂抹一层薄薄的聚合物,这种聚合物可以作为超级电容器的点击使用。

当聚酯纤维素布吸收用户的汗液以后,汗液中的正离子和负离子可以跟聚合物表面发生作用,进而产生电化学反应,从而产生能量。

格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特工程学院可完全电子及传感技术团队负责人拉文德·达西亚教授说“传统的电池更便宜、更多,但传统的电池使用的基本上都是不可持续性的材料,对环境有害”。

这种传统的电池对可穿戴设备具备潜在风险,因为坏掉的电池可能会将有毒液体溅到人们的皮肤上。

这就证明了人类的汗液完全可以替代传统电池中的有毒材料,为可穿戴设备提供了源源不断的能量。

未来科技4:自我修复的“活混泥土”

科学家利用沙子、凝胶和细菌开发出了所谓的“活虎门凝土”。

研究人员表示,这种建筑材料具有结构承重功能,可以实现自我修复,而且比普通的混凝土更加环保。要知道,混凝土是地球上仅次于水的第二大耗材。

来自科罗拉多大学博尔德分校的团队相信,这种“活混凝土”为未来的建筑结构铺平了道路。这种建筑结构可以实现自愈合,而且可以吸收空气中的有毒物质,还可以根据需求发出光亮。

未来科技5:活机器人

将来有一天,青蛙胚胎干细胞制造的微型混合机器人未来可用来在人体内部巡游到需要使用药物的区域,还可以在海洋中手机微塑料。

佛蒙特大学的计算机科学及及机器人专家乔舒亚·邦嘉德说“这些都是活机器人,他们既不是传统意义上的机器人,也不是已知的动物物种,他们是一种新兴的人工机器人,活的机器人,是可以进行编程的有机体”。

活机器人是世界上首批活体机器人。这些“活机器人”有望在药物输送领域及有毒废弃物清理等领域取得进展。

未来科技6:触觉型虚拟现实

美国西北大学的研究人员开发出了一款设备,它可以让VR跟触摸体验相结合。这类设备使用的是一种柔性材料,里面装有可以附着在皮肤上的微型振动元件。

这种称为“表皮虚拟限制”的系统还可以在其他情况下发挥作用,例如让孩子们触摸显示器,向位于其他地方的家人传递收拾,或者帮助截止患者恢复他们的触觉。

如果实在游戏领域。当游戏里角色的身体某个部位受到攻击时,它可以提醒玩家。

该团队的设计的特色是将33个振动驱动器安装在15厘米×15厘米的薄硅聚合物上,这种聚合物不需要胶带或袋子,也不需要大型电池和电线。

触觉型虚拟现实使用进场通信技术来传输数据,如今很多智能手机都使用这种技术进行移动支付。

参与该项目的约翰·罗杰斯教授说“它是一种很轻薄的系统,可以在不受任何限制的情况下使用”。

科学家们希望这项技术最终能应用到服装上,它可以让戴假肢的患者穿上VR生产,通过指尖进行触摸交流。

未来科技7:全民互联网

如今人们的生活几乎都离不开互联网,不过世界上只有一半的人口可以连接到互联网。造成这种情况的原因有很多,设计经济方面的原因和社会方面的原因。但对于一些人来说,互联网就是无法使用,因为他们连接不到互联网。

谷歌如今正在尝试使用氦气球将互联网传送到那些无法使用互联网的地区,而Facebook已经放弃了用无人机实现全民互联网的计划,这就意味着像Hiber这样的公司正在抢占全民互联网的高点。这家公司可以将鞋盒大小的微型卫星发射到近地轨道,这种鞋盒大小一样的设备可以插入到电脑及其他设备里,然后传输数据。

他们的卫星每天可以绕地球运行16次,而这个卫星已经被英国南极调研部门利用起来了,它正在为地球的极地提供互联网接入。

未来科技8:可以监控心脏的T恤

可以检测心率的可穿戴运动腕带机器并不是什么新鲜事儿,不过大量研究表明这类可穿戴运动设备可能精准度比较差。一般来说,这类检测心脏情况的T恤衫可以让用户了解自己的锻炼情况。不过对于专业人士来说,精确性才是最重要的。

智能材料公司HYMIRA就推出了这种可以检测心脏情况的新T恤,它可以将弹道联心电图打印到T恤上的衣料上,然后检测心跳情况,并通过蓝牙将数据上传到云端。这种T恤可以检测不规则的心跳情况,在关键时候它甚至可以挽救生命。

不过从这种T恤受益的不仅仅是运动员。KYMIRA的首席执行官兼创始人蒂姆·布朗通表示“这种产品还可以为普通大众服务,这种产品还可以用作临床应用,可以让心脏病患者再发做之前发出预警”。

未来科技9:咖啡的其他作用

伦敦的咖啡产业每年产生超过20万吨的垃圾,那么我们该如何处理这些垃圾呢?企业家阿瑟·凯的公司bio-bean就将85%的咖啡废弃垃圾转化为生物燃料,用于为建筑物供暖,同时还给交通工具提供动力。

未来科技10:可以扑灭森林大伙的声音

总有一天,森林大伙可以交给无人机来处理,无人机可以向地面着火的树木发出巨大的噪音。由于声音是由压力波组成的,因此可以用来感染大伙周围的空气,从本质上切断燃料的氧气供应。美国弗吉尼亚州乔治梅森大学的研究人员最近就用声波灭火器进行了测试,结果证明如果频率适当,火就会熄灭。很显然,低音频率灭火要比用水和干冰灭火更加经济。

未来技术11:人工智能科学

砍掉扁虫的脑袋,很快它就能长出新脑袋来。把扁虫切成两半,就会出现2条新虫子。向扁虫发辐射,她自己就能修复。马萨诸塞州塔弗茨大学的人工智能代码就可以对很多场景进行分析和模拟,计算机可以在42小时之内就能解决扁虫再生的谜题。最后,研究人员建立了一个关于扁虫基因再生的综合模型。

虽然人类仍然需要向人工智能提供数据,但在这次实验中,机器仍然可以独立创造新的抽象理论。这是有意识的计算机向前发展迈出的一大步,或许也是今后研究的方向。

未来技术12:空间气球

如果想去太空旅行,或许最快的办法就是乘坐气球。World View Enterprise公司希望用热气球将游客送到距离地球32公里的平流层。

从技术层面来看,“太空”的定义是海平面以上的100公里范围内,但32公里的高度已经可以见证地球的曲率。

未来技术13:可检测癌症的智能针

英国科学家研制出了一种智能针,它可以提供癌症检测速度,缩短诊断时间。

研究人员认为,这项技术对诊断淋巴瘤特别有效,可以减少患者等待检测结果的焦虑状况。目前,疑似淋巴瘤的患者需要提供细胞样本,然后在对淋巴结进行活检已进行全面诊断,这个过程非常耗时。

埃克塞特大学的科学家说,这种新设备采用了一种被称为拉曼光谱的技术,用低功率激光照射人体,然后在几秒钟之内就能检测出问题。

埃克塞特大学项目负责人尼克·斯通教授说,“拉曼智能针可以测量枕头末端组织和细胞中的分子病变情况。如果我们可用枕头探测肿块,我们就可以评估它是否仍然属于健康状态”。

未来技术14:众包抗生素

很多冲浪爱好者都有喝海水的经历。如今一项名为“海滩流浪者”计划的科学家们相对这些冲浪爱好者的职场进行擦拭,他们想了解这些海水中是否有开发新抗生素的关键成分。他们要找的是一种被称为超级细菌的耐抗生素细菌。

通过研究冲浪爱好者的样本,他们希望更好地了解这些潜在危险的有机体,进而希望开发出一种可对抗这种危险有机体的新药。

未来技术15:10分钟就能完成充电的汽车蓄电池

电动汽车的快速充电功能是电动汽车销量大的关键,驾驶员可以将车停在加油站,在他们去厕所、买食物、喝水的时间就能完成汽车电池的充电。但是,美国宾夕法尼亚大学的研究人员表示,锂离子电池的快速充电功能会减少电池的寿命。在较低的温度下,锂离子从一个电极流向另一个电极,可以保证电量以备使用。

不过这些研究人员同时还发现,如果电池在10分钟内的温度上升到60度然后快速降到室温,锂峰值就不会形成,热损伤也可以避免。他们设计的电池是自热式的,其中使用的电炉可以在30秒内让电池内部升温。充电完成后,电池可以利用车内的冷却系统来快速降温。

这项研究发明发布在了《焦耳》杂志上,这就说明这种电池完全可以在10分钟之内完成电动汽车的充电。

未来科技16:智能食品标签

英国机械工程师学会2013年的一份报告显示,我们在超市里购买的商品将近有30%到50%会被扔掉。报告称,一般消费者会严格遵守食品包装上的使用日期和最佳使用日期说明,其实这些说明都比较保守,因为食品生产商都在尽量避免任何法律纠纷。不过这项名为“凹凸痕”的发明很可能会改变这种现状。

这项发明一开始是针对盲人群体设计的,这种标签摸起来非常平滑。但随着事物的腐烂,这种标签会凹凸不平。而且它的变形速度跟食品的变质速度基本保持一致,所以它要比打印出来的日期精确得多。

未来科技17:自动驾驶卡车

如今人们很多已经习惯了无人驾驶汽车的概念。事实上,我们很可能会见到更多无人驾驶的卡车。如今,物流可以让整个世界都处于运转状态。跟普通的钻机相比,它们的运行成本更低,形式也更加平稳,耗油量也少。

电脑是永远不会感到疲劳的,而且也不需要很长时间的休息,所以他们可以跑更长的距离。像奔驰和Peloton这样的公司已经在探索研究了。如果成为现实,货运公司可以在一夜之间升级整个车队。不过与此同时,可能很多司机将会失业,甚至那些为卡车提供停靠服务的工作人员也会失业。不过很多公司表示,卡车仍然需要一名人类乘客来保证货物的安全。

未来科技18:无痛去除纹身

之前纹了纹身现在后悔了是吗?很快就有一种更温和、更实惠的方式可以替代现代激光手术。

美国的博士生亚力克·法肯汉姆已经研究出了一种可以利用人体自身免疫力系统以去除纹身的方法。他发明出了一种药膏,这种药膏可以将药物输送给名为“巨噬细胞”的白细胞,这种白细胞可以释放出可以吸收纹身的墨水,进而保护人们的皮肤。

未来科技19:硅芯片上的人工神经元

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科学家们已经找到了一种可以将人造神经元附着在硅芯片上进而模仿人类神经系统的方法,它可以复制芯片的电子属性。

巴斯大学的阿兰·诺嘉雷特教授说“截止目前,神经元就像一个黑匣子,但我们已经成功打开了这个黑匣子并且对它进行了观察。我们的工作正在改变这种范例,毕竟硅芯片上的人工神经元可以精确地复制真实神经元的电子属性”。

研究人员希望这种可以改变未来的科技用在医疗移植领域,用来治疗心脏衰竭和阿尔茨海默氏症等疾病。

未来科技20:浮动农场

联合国预测,到2050年,世界人口将增加20亿,对食物的需求也将增加到70%。到那时,将有80%的人口将生活在城市,而城市地区的大多数食物都是输入性的。因此,靠近城市的海边或内陆湖泊的农场一定可以缩短食物运输的里程。

Forward Thinking Architecture的建筑师哈维·彭斯设计了一种24米高的3层结构,而在这种结构的顶部有太阳能电池板存储能量。中间层则种植了51000平方米的各种蔬菜,供应蔬菜的养分来自于液体而不是土壤。而底层则是鱼塘,顶部和中层掉落下来的营养物质可以用来喂鱼。

一个大小约350×200平方米的智能浮动农场估计每年可以生产8.1吨蔬菜和1.7吨鱼。这些设备连接在一起让农产品生产非常方便,因此我们需要很多这样的设备。例如迪拜每天需要进口11000吨水果和蔬菜。

未来科技21:更新世公园

俄罗斯科学家谢尔盖·兹莫夫希望在野生公园重建一个有12000年历史的环境,为野马和野牛等食草动物提供栖息地,用现代杂交动物来取代猛犸象等已经灭绝的巨型动物。兹莫夫将针对动物对环境和气候的影响进行深入研究。

未来科技22:近乎完美的绝缘

西方世界大多数人们拥有2样东西:冰箱和手机。而气凝胶可以从根本上改变冰箱和手机的制造工艺。

气凝胶是一种充满小孔的材料。通过从气凝胶中提取的液体可以覆盖95%的毛孔。这些毛孔非常小,大约在20到50纳米之间,气体分子是无法通过的。因此,气凝胶不能传输热量,因此这种材料的绝缘性能相当牢靠。

气凝胶的电子特性也可以用来移动电话、卫星和飞机轻型天线的制造。

未来科技23:可飞行汽车

可飞行汽车有望在未来几年内正式亮相。我们见过很多可以飞行的交通工具,将来可飞行汽车也很可能成为一种重要的交通工具。

例如优步在2023年推出了现代电动垂直起落车,它可以载着乘客往返于达拉斯、洛杉矶和墨尔本,该车的充电时间为5到7分钟,而续航路程为60英里(100公里)。如今,像谷歌和丰田这样的公司也在研究这种可飞行的汽车。

未来科技24:基于手势的计算

跟键盘、鼠标、游戏控制器及语音技术这类输入法不同,基于手势的计算通常指的是人体跟数字资源交互的借口,而无需使用上面这样常规设备。近年来,基于手势的计算技术引起了热议。

这种新界面不只是倾斜和晃动设备,其目的是是取代传统的鼠标和键盘,它可以跟计算机或平板电脑进行互动。目前在教育技术领域,基于手势的计算是最赚钱的领域之一。

未来技术25:纳米机器人

纳米机器人是一种执行特殊功能的机器人,其宽度在50到100米之间。从科幻小说中的术语到下一代纳米设备的发展,纳米机器人经历了很长一段时间的发展。研究人员希望利用纳米机器人解决跟医疗诊断和药物输送相关的问题。纳米机器人将对医疗行业产生巨大影响,它就像人体中的纳米医生一样。有了纳米机器人,我们就可以治愈像癌症这样的疾病,因为纳米机器人可以在人体内进行游动,进而发现癌细胞。

未来技术26:DNA计算

生命要比人类创造的任何技术都要复杂得多。因此在生命的基础上发明一种全新的计算能力是相当有意义的。

DNA计算是利用生物学解决一些复杂的问题。当一个DNA连接到另一个DNA时,就会产生一种反应,改变另一个短的DNA序列。如今我们使用的大部分计算机都是按照人类的思维方式来创建的,要不我们也不可能掌握计算机的输入和输出。

未来技术27:量子互联网

量子计算可以让计算机每秒的计算次数实现飞跃式上升,不过在量子世界里,没有什么密码是安全的,因为在记录时间内尝试所有可能的文本和数字组合已经成为了可能。

现代问题需要现代的解决办法。荷兰代尔夫特理工大学的研究人员正在研究一种量子互联网基础设施。量子互联网基础设施是以量子比特的形式进行编码的,并与流动在光纤中的光子缠绕在一起。

结语

科技是社会的一面镜子,它可以反映出技术开发者的伟大和邪恶。一般来说,技术都是中性的。总之,这些可以改变世界的未来技术可以让更多的创业者把握发展趋势和最新动向。

其实还有很多可以改变未来的科技,本文也不可能全部列出来,如果您觉得本文有所遗漏,可以在评论区留言。

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