世界经济论坛今年3月发布了全球十大突破性的技术成果，旨在促使人们关注技术的潜力及其蕴藏的风险。而毫无疑问，这些新兴技术对帮助解决世界当前面临的迫切挑战有着巨大的潜力。

    今年入选的十大新兴技术体现了创新在改善人们生活、推动行业变革和维护地球生态方面的巨大力量。其中，飞行机器人和仿人脑芯片等突破性技术都入选了2015 年度十大新兴技术。

    在编制十大新兴技术榜单的过程中，世界经济论坛新兴技术跨界理事会汲取了论坛各社区的智慧，力求选出最新、最重要的技术发展趋势，旨在帮助人们了解这些技术的发展潜力，弥补投资和监管方面的不足，促进公众的认知，从而推动人类的进步。

    世界经济论坛资深总监兼全球知识网络负责人马丁表示，技术是推动当今世界变革的最大力量，但是要想充分地释放技术的影响力，就必须对其进行投资，对其进展实施有效监管并获得公众的支持，我们希望今年发布的十大新兴技术能引起各利益相关方的关注，使其最大程度地造福世界，并缓解技术可能带来的任何负面作用。

    一、以氢气为燃料的零排放汽车

    燃料电池汽车这一概念早就被人提出。它的优势彻底压倒了电力和混合动力车型。不过直到最近，这项技术才开发到了可以让汽车公司考虑将其投入市场的地步。首次推出的燃料电池汽车的售价大概在7万美元左右，未来随着产量的上升，价格才会大幅下降。

    一般的电池需要借助外部电源才能充电，但燃料电池利用诸如氢或天然气这样的燃料直接自发产生电力，供给动力。实际上，燃料电池的燃料和电池合二为一。燃料电池发电并按照电机所需要带动汽车的要求来储电。燃料电池因此也可以被视为是混合动力。

    每一缸燃料（燃料往往被压缩成了氢燃气）大概能跑到650公里。氢燃料只需要3分钟即可再次充满，燃烧的时候非常干净，排出的废弃物只有水，所以燃料电池驱动的汽车可以说在真正意义上实现了零排放，从而最终彻底降低困扰人们生活的空气污染。

    目前要将廉价的氢能源作为主流能源进行大规模使用的话，仍面临重大的技术难题。由于氢能源的基础设施建设缺乏，因此氢能源无法替代目前市面上的加油站或者加气站。利用氢能源进行长距离的运输也缺乏经济可行性。不过，随着氢能源存储技术的进步，比如有机液体载体不再需要高压条件，长途运输成本将得以降低，与天然气存储有关的风险，比如天然气的无意泄漏风险也将降低。

    为了打开燃料汽车市场的前景，从经济可行性到大规模与之相关的基础设施，无一不是人们所必须克服的障碍。

    二、实时在线的移动机器人

    人们曾想象机器人在不久的将来接管人们的日常工作，但如今的机器人大部分仍然局限在工厂中，它们对于操作员来说还具有一定的安全风险，人们得用安全网将它们隔离开来。

    性能更加优秀，造价更加便宜的传感器赋予了机器人更加强大的功能，使这些机器人能够更好的去理解周围的环境，并且给予更加优秀的反应；机器人的身体正在变得更加具有适应性和灵活性；机器人与机器人之间也变得更加互联。由于云计算的进步，使得远程进行指令和信息的互通成为可能，再也不用像过去那样必须按照一个完全独立的单元单独进行编程了。

    在属于机器人的新时代中，曾经被局限在工厂中的机器人将真正从那里的装配线上走出来，去胜任更多样的任务。在日本，机器人已经开始试运行在护士岗位上。它们帮助病人下床，通过加强中风病人的四肢来让他们重获运动能力。更加小巧灵活的机器人，如Dexter Bot,Baxter 以及LBR iiwa，更易于编程，能处理一些对于人类来说艰苦，或者不适合的工作。

    机器人对于两种工作特别胜任：其一是重复性的工作；其二是危险性的工作。与人力相比，它们的劳动成本更加便宜，并且可以一天24小时满负荷工作。现实中，新一代的机器人并非以取代人力为目标，而是要与人类以更好的方式进行协作。即使考虑到了设计和人工智能在未来即将取得的进步，人类角色都会一直处在一个非常重要的地位上。当然，不排除机器人将有一天把人类的工作彻底接管过来的可能。几十年以来，人们都在恐惧这些相互联网的机器人终有一天会联合起来脱离人类的掌控，但是，研究表明，机器人将在未来更好的与人类分工协作，各自都做最擅长的事情，这才是最有可能出现的未来。

    三、 可循环利用的热固性塑料

    热固性塑料加热和塑性只能进行一次。但由于其耐久性，在如移动手机、电路板以及航空领域的一些材料中就利用到热固性塑料。但是难以回收的特点，使越来越多的垃圾开始出现，通常的填埋法还是给环境带来了非常严峻的挑战，现在当务之急是在热固性塑料领域寻找到可以回收的解决办法。

　　2014年该领域出现了突破性进展。在Science 期刊上的一篇论文宣布已经发现了某种全新的能回收的热固性聚合物！这种被称之为polys或者PHTs的物质，可以在高酸度环境中被分解，将聚合物的链状结构打破成一些单体，这些单体能够重新组合起来形成新的产品。尽管回收率不能达到百分之百,但肯定会将塑料垃圾从目前堆填式的处理方法给转变过来，这就向未来循环经济迈进了一大步。在未来五年的时间里，更多的可回收的热固性聚合物将能够替代不可回收的热固性聚合物，到2025年这种材料将能看到被广泛地应用。

    四、精密基因工程技术

    传统的基因工程一直以来备受争议。新开发的基因工程技术能直接修改种植物的基因代码，使它们能变得更加富有营养，或者更有能力抵御气候变化所带来的影响。

    农业中利用根癌土壤杆菌技术可以使人们将所需的DNA转移到目标基因中。这虽然引起了一些担忧，但在科学界内部已达成这样的共识，即从基因层面来修改种植物的做法，与传统的杂交技术相比，并不会带来更多的风险。由于这种技术十分有用，所以近年各种基因合成技术在不断创新突破。这其中包括了 ZFNs、TALENS 及CRISPR-Cas9系统。

    在基因工程领域的另外一个即将获得重大进展的是对RNA介入（也就是RNAi）在作物方面的应用。RNAi 是抵御病毒以及病原真菌的最有效的方式，并能够保护庄稼远离虫害，降低了对化学杀虫剂的需要。例如，病毒基因用来保护番木瓜树远离环斑病，据称在夏威夷进行了这种基因改良后，长达十年的时间里面番木瓜树并没有自身产生任何免疫作用。RNAi还能让大多数粮食作物受益，使麦子不得秆锈，稻谷免于枯萎，西红柿不得萎蔫病。

    许多创新对发展中国家的小农场主尤其有用。当人们通过它享受到收入的提升，以及成百万人因为食用而获得营养的改善时，基因工程将变得不那么有争议。另外，更加精准的基因序列修改可以降低公众的恐惧，尤其是如果由于没有外部基因物质的介入，动植物就没有理由被认为是所谓的转基因产物时。

    五、增材制造产业

    增材制造业和减材制造业是两个相对的概念。后者是人们采用的传统方法，如将木头、金属、石头等大块物料进行材质层级之间的分离、提取，使之成为人们想要的形状。而增材制造业则是将一些如液体和粉末之类的分离状态的材料，通过数字模板将其聚合塑型成为3D产品。

　　3D产品能够高度自定义，根据终端客户的要求而随时变换。一家名叫Invisalign的公司通过电脑制图来模拟客户的牙齿，最终生成某种外人几乎察觉不到的隐形牙套。在医疗方面,通过3D打印可以直接制造人类细胞。在药物安全性检测领域，现在已经找到了可能的方案能够直接制造生物组织，最终达到组织修复和再生的功能。生物打印方面的一个早期例子是 Organovo的打印生物细胞层的应用案例，它被用来进行药物测试，最终能够生成可移植的器官。现在，生物打印已经被用来制作皮肤和骨头，同时还有心脏组织和血管组织，这对于未来可以私人订制药物打下了坚实牢靠的基础。

　　增材制造技术的下一个重要阶段就是涉及电子部件的3D打印，比如电路板。纳米级别的电脑部件（比如处理器）之所以无法按照现有的技术进行制造，就是因为目前很难把电子部件和其他来源的材料进行融合。4D打印技术能够引入一种全新的产品，它能够随着环境的变化（比如温度和湿度）而改变自身。在医疗产品方面，人们可以通过在人体植入某种产品，使得它能够根据环境的变化而获得相应的变化。这对人类生活将产生重大的影响。

    增材制造产业无疑将给传统的制造业以及供应链带来的极大的冲击。但如今它仍然是处于萌芽状态，其应用目前主要分布在汽车制造业，太空领域和医疗领域。可以预见，未来十年它将获得快速增长，当它在市场上越来越占据主流地位的时候，越来越多的商机和越来越多的技术创新也就应运而生。

    六、自然发生的人工智能

    人工智能就是用电脑和机器来胜任人所能做的一切工作。近年，人工智能的发展非常快速。绝大多数人使用的智能手机就是一个极为明显的例子：比如手机能够识别人们的语音。无人汽车和无人机现在还在测试阶段，但将很快普及。在某些学习和记忆领域，其实机器已经做的比人类还要好了。Watson，这款人工智能的电脑系统，已经在猜谜游戏Jeopardy 中打败了人类选手。

    人工智能比之正常的软件硬件能对变化的环境进行感知和回应。而自然人工智能在这一基础上又往前迈进了一步，能通过学习和消化大量的信息来实现成长过程。其中一个例子就是卡内基梅隆大学的NELL项目。电脑系统不仅能够读取成百上千万的网页信息，并且能够在这个过程中不断的提升自己的阅读和理解能力，使得自身在未来的表现更加优秀。

　　和下一代的机器人一样，被改良后的人工智能将大大促进人们的生产力，在一些任务上比人类更加出色。大量证据表明，自驾驶汽车将大大降低交通事故发生率，避免人员伤亡。过去驾驶员注意力的转移，或者视野盲区这些风险全部不再出现。智能机器，同样能够以更快的速度接触到海量信息，并且在没有人类情感因素的作用下进行高效率的反馈，真正保证了机器比人类在执行任务上更加优秀。Watson 系统现在已经应用在肿瘤学领域，帮助医生分析或者诊断。

    长期以来，人们都对人工智能心怀恐惧，如今科学家们正在以最严谨严肃的态度来研究这个问题。由于具有人工智能的机器开始大规模普及，随之就要取代人力，这势必会加大社会的两极分化，带来严重的就业问题。2015年，一些科学家在由未来生活研究所发起的公开信上签名表示，要将人工智能引导到更加光明的未来，而避免它对人类所带来的风险。

    不过，人工智能将使那些专属于人类的技能，如创造力、情感以及人际之间的关系更加备受重视。当机器开始在人类智能领域出现，机器和人之间的差别开始不断缩小，利弊同时降临，我们对于人的定义也会随之慢慢改变。

    七、分布式制造技术

    传统的制造业将原材料收集到一起，在一个集中化的工厂里面组装成完全一致的成品，然后再派发到客户的手中。但在分布式制造业中，原材料的装配和制造是去中心化的，最终制造出来的成品会离客户非常近。

    从本质上来说，分布式制造业就是利用数字信息科技来替换大部分的传统物资供应链。以就生产椅子为例，分布式制造将椅子的各个部分进行分解，各部分从四面八方汇聚到当地的制造业中心，利用电脑化的切割工具，比如CNC来进行加工。这个成品的组装可以由消费者或当地的组装工厂来完成。这种制造实际上依托于目前的DIY潮流。很多科技爱好者希望能够通过自家的3D打印机来制造图样，然后依靠本地的材料制造出来自己想要的产品。这其中发挥主导作用的是开放式思维，用户能根据自己的需要和喜好来自定义产品。这种去中心化的模式，使得具有创意的设计元素能够显现。当越来越多的消费者都开始走进商品设计自定义的环节时，颠覆性的革命意义就会显现出来。

    分布式制造业将大大提升资源的利用率，通过降低资本拉低了产业门槛，使人们更容易制造出第一个原型产品，从而鼓励了创新和创业。同时，因为信息在互联网上流动，降低了传统制造业在环境上的影响。信息通过网络传输，而非通过公路、铁路和传播，原材料也在当地解决，进一步减少了运输中的环境污染。

    如果它在未来变成主流的生产模式，那么传统的劳动力市场以及传统制造业的经济格局将彻底被颠覆。当然，它也会带来管理上的风险，此外，并非所有产品都是能通过分散式制造来完成的。在很多最为重要性及复杂的消费产品上，传统制造业和供应链仍将占据不可动摇的地位。

    规模化已经不是工厂追逐的目标。分布式制造业将大大促进商品的多样性，而非如今智能手机和汽车的标准化生产。英国公司 Facit Homes，利用自定义的设计和3D打印设计出来的自定义的房屋针对性地满足了某些客户的需要。这些都是传统制造业完全无法做到的事。

    八、能“感知和躲避”的无人机

    近年，无人汽车和无人机在军事领域的应用变得非常重要，也备受争议。它们也使用在农业、摄影、以及其他需要大面积航拍的任务上。不过至今这些无人机仍然是需要驾驶员的，不同的地方在于，有些驾驶员是在飞机内部，有些则是在地面上。

    下一步无人机的技术突破就将体现在此。飞机将自行飞翔，这将让它推向更加广阔的应用领域。为了做到这一点，飞机必须对当地的环境进行感知和反应，为了避免与其他物体碰撞，它还得自行降低高度和调整飞行轨迹，如大自然中成群结队飞行的鸟、虫团队对环境的反馈。

　　有了可靠的自控性能以及避免碰撞的机制，无人机可以进行一些对于人类来说特别危险，或者是特别遥远的任务。比如在紧急状况中递送药品，比如检测电力传输线路。无人机总是能够在开始飞行前，找到最佳的飞行线路抵达终点。在农业领域，无人机能够在空中采集和处理大量的视觉信息，使日后的灌溉和施肥变得更加合理和精确。

　　在 2014年1月，英特尔联合Ascending Technologies 发布了一款无人机原型，它能够自动导航，绕开眼前的各种障碍物，如果有人挡住了它的去路，它也会自动绕开。这款机器使用了英特尔的 Ascending Technologies 镜头模块，其重量只有8克，厚度不超过4毫米。这种规避了碰撞的技术将迎来一个天空中满是无人机的未来，它们在天上翱翔，正如地上的人们川流不息却相互不会碰撞。并且下一代机器人技术上所获得一些技术创新也会加速推动无人机的应用前景。

    九、神经数字芯片

    即便是最为高级的电脑都无法比拟人脑的精巧。大脑的组成部分是以非常复杂的方式相互连接的，逻辑和情感之间的快速传递，其传输的频率和速度是现代电脑的几十亿倍。而神经数字芯片的目标就是摆脱传统硬件处理信息的方式，真正模拟大脑的结构来处理信息，最终大幅度的提升电脑的思考和反应水平。

    想要将数据持续不断地在存储芯片以及中央处理之间来回传递，需要耗费大量的电力并且产生高温，这样一个技术瓶颈制约了进一步的技术创新。相比之下，神经芯片能够在耗能上更有效率，也更加强大，将数据存储和数据处理这两部分融合到同一个相互串联的模块组中。从某种意义上来说，这样的一个系统模仿了相互连接的数以亿计的神经元，最终模仿出一个数字化的大脑。

    神经芯片将是计算机技术发展的下一步创新，为机器学习提供超快的数据处理能力。

    2014年8月，IBM 发布的TrueNorth 芯片在处理某些任务时就拥有超级强大的能力，是目前传统的中央处理器运算能力的几百倍。更小的耗能，更小的体积，带来的是更强大的计算能力，这样一种技术创新势必让数字微缩化以及人工智能领域进一步发展。

    这一技术的潜在应用领域包括对视觉信息进行处理和反馈的无人机；功能更加强大以及更加智能化的摄像机和智能手机；在金融市场和天气预测方面大数据的深度挖掘，探寻从前不可能获取的真相和事实；电脑将能更好的学习和预测，而并非以提前编程好的方式来响应和执行。

    十、数字化基因组

    32亿组DNA基因组第一次排序成功花费了很多年的时间，也花了上千万的美金，这一切的付出如今看来都是值得的。现在基因组可以在几分钟内排序并且数字化，而花费仅仅是几百美元。这个结果可以通过 USB 棒传输到电脑上，并且通过互联网轻松分享。这样的成果在更私人化，也更具有效率的医疗保健领域中具有非常深远的积极影响。

　　许多健康问题，如心脏病和癌症，其实都是基因层面出现了问题。癌症就是被医生准确地形容为基因的疾病。现在有了基因的数字化，医生能很快地过肿瘤基因的排列方式来迅速针对疾病做出相应的治疗方案。这种对于基因的深入了解同样也能使得病人的服药达到精细化，更加科学化，尤其对于与癌症作斗争的病人们来说意义重大。

    当然，基因信息跟其他私人信息一样都需要被妥善保管，因为这牵涉到个人隐私。鉴于现在个人基因组已经建成档案，相应带来了很多风险和挑战。人们在更加了解基因疾病所带来的风险之后会如何反应？保险公司的老板们会如何看待这些信息？如何进入和利用这些信息？这些问题都悬而未决。但总的来说，利肯定大于弊。因为私人定制后的医疗方案肯定会给各种疾病的治疗带来突破。