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医汇心血管学术 > 10种新技术将改变世界

10种新技术将改变世界

发表于 2014-10-09 14:40:07
美国《技术评论》认为,有十种新兴技术在不远的将来会产生巨大影响。这些技术是全新的,很快就可以改变计算、医疗、制造、运输和能源基础设施。 1.无线传感器网络。2002年夏季,研究人员把许多被称为“尘埃”的很小的监控装置装到了有海燕巢的洞穴中。这些装置的尺寸只有一对AA号电池那么大,并且装备了一个处理器,一个小量计算机存储器和监控光、湿度、压力和热量的传感器。这些“尘埃”还预示着一个到处是以电池为电源的无线传感器网络的未来,这些传感器可监控环境、机器甚至人类自己。 2.可注入组织工程。在美国,每年有70万患者要做关节替换手术。这些用人造关节来取代膝关节或髋关节的手术是高度入侵性的,因此很多患者尽可能地推迟手术。霍普金斯大学生物医学工程师埃利西芙开发了一种方法来注射关节,用的是特殊设计的聚合物、细胞和生长刺激剂的混合物,这些混合物可以凝固并形成健康组织。尽管大部分可注入系统的研究都集中在软骨和骨上,但观察家们认为,这项技术应该可扩展到如肝脏和心脏的组织。这种方法可以用来替代一个器官的致病部分,或增强其功能。在出现心力衰竭时,不是打开胸腔植入一个人造瓣膜或肌肉组织,而是简单地注入合适的细胞和作为生长信号的物质的混合物就可以了。 3.纳米太阳能电池。加利福尼亚大学伯克利分校化学家阿利维萨特斯制造的原型太阳能电池由厚度仅为200纳米的纳米棒聚合物复合材料薄片组成。当阳光照到这些薄片时,它们就吸收光子,激发在复合材料中占90%的聚合物和纳米棒中的电子,结果在电极产生了有用的电流。 4.机械电子学。为了提高汽车从燃料经济性到性能的每一个指标,研究人员正在致力于“机械电子学”,这是机械系统与新型电子器件、智能软件控制系统的集成。以车闸为例,在今后5-10年内,电子机械传动装置将取代液压缸,电线将取代车闸液流管,软件在驾驶员的脚和使汽车减缓的动作之间进行调节。由于人的生命维系于这些机电系统,因此工程师们正在使用软件来实时确认和改正缺陷,保证这项技术万无一失。 5.网格计算。在20世纪80年代,“互联网协议”使人们可以连接任何两台计算机,并且被称为互联网的大型网络在全球蓬勃发展。上世纪90年代“超文本传送协议”使人们可以连接任何两个文件,同时被称为万维网的大型在线图书馆及购物商场在互联网上蓬勃发展。现在,迅速出现的“网格协议”可能允许人们连接几乎任何东西:数据库、模拟和视觉化工具,甚至是计算机本身的数字捣弄电源。南加利福尼亚大学信息科学学院的卡尔说,网格协议为发现、评估和调用网上任何资源,同时为建立安全与鉴定所必须的安全措施提供标准手段。 6.分子成像。分子成像是许多技术的简称,这些技术能够让研究人员看到身体内的基因、蛋白质和其它起作用的分子。分子成像可以跟踪疾病的根源,一丛细胞中的一个异常的蛋白质的出现可能标志着癌症的开始。放射学家马胡德正在努力将这项技术转入实际医学应用。可是在细胞活动中探测特殊细胞是很有挑战性的。当研究人员注入一个缚在分子上的标记时,他们面临着区分已经缚上和额外的没有缚上的标记的问题。因此马胡德和其它化学家们合作开发“智能探针”,探针瞄准目标时,会改变亮度或磁性。分子成像可用于探测癌症信号,提前数月或几年知道组织变化,毋需外科医生进行组织切片诊断。未来10年内分子成像可能取代乳房X线照片、活体检查和其它诊断技术。 7.纳米印刷刻蚀。普林斯顿大学电子工程师斯蒂芬·乔证明了他可以在硅和金属上直接造出纳米特征尺寸。他用一束强激光掠过固体,融解表面到足够压上模具并印出所希望的特征尺寸。他也致力于显示纳米印刷可以解决刻蚀术面临的大挑战――如何将纳米图形刻蚀到硅片上,制造出以后各代高性能的微芯片。最终,纳米印刷刻蚀技术会成为纳米特征尺寸的低廉和容易制造的方法的选择,用于通信用光学元件和诊断筛选用基因芯片等各种产品。 8.软件保证。当计算机确实出故障时,通常是由于软件的缺陷。林奇等人正在创造他们希望的能编出几乎无错误的软件的工具。以避免不必要的麻烦。如同其他很多工作一样,林奇等人的方法是从称为“抽象”的概念开始的,其思想是从对程序目标的高度概括开始,然后写出一系列更加详细的逐步说明,描述该程序可采取的达到目标的步骤和它如何执行这些步骤。林奇等人使“抽象”思想进一步深化。12年前,林奇开发了一种数学模型,使编程人员更容易判断一组“抽象”是否可以使分布式系统行为正确。她用这种模型创造了一种计算机语言编程器,用以编写“伪代码”以描述程序应该做些什么。这些工具指导编程器注意一般软件测试可能检查不出来的许多出错环节,从而有助于保证软件总是正常地工作。 9.糖原组学。生物技术公司Cytel合成了一种糖,Cytel的目的是将糖转变为药以驯服免疫系统,使心脏和手术后的伤害最小化。这个渴望失败了,但是了解并最终利用糖的工作正在兴旺起来,这个领域被称为糖原组学。在稳定和决定蛋白质功能中起着重要的作用。通过操纵糖基化或糖本身,研究人员希望抑制病程,创造新药并且改进已有药物。 10.量子密码术。日内瓦大学的吉辛是一项可以增强电子通信安全的技术运动的先驱,他的被称为量子密码术的工具,能够以一种可探测任何窃听企图的方式传送信息。经过10年的实验室试验,量子密码术已接近可行。2001年吉辛的公司制成了第一个可商用的量子密码系统。 来源:www.ebmzsu.com
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