游仙区专业网站建设价格,wordpress快速建站教程视频,安阳官网网站快速排名推广,北京南站在哪个区哪个街道来源#xff1a;光明日报摘要#xff1a;在不久的将来#xff0c;技术革新将如何改变我们的生活#xff1f;人工智能将大幅提升新药物和新材料的开发速度#xff1b;新型诊断工具将打造更先进的个性化医疗#xff1b;如果你生病了#xff0c;医生将可以在你体内植入活细… 来源光明日报摘要在不久的将来技术革新将如何改变我们的生活人工智能将大幅提升新药物和新材料的开发速度新型诊断工具将打造更先进的个性化医疗如果你生病了医生将可以在你体内植入活细胞用这些“药物工厂”为你治病你将会吃到用干细胞在实验室培育的牛肉、鸡肉和鱼肉这将使无数的动物免遭不人道待遇。经过层层遴选最终由来自生物医学、化学、计算机和人工智能等领域的顶尖专家共同评选评出这份“2018年全球十大新兴技术”榜单。根据发布方世界著名科普杂志《科学美国人》的介绍这些新兴技术能在未来3~5年间对社会和经济产生重要影响。增强现实将无处不在虚拟现实VR让你沉浸在一个虚幻、独立的世界里而增强现实AR是将计算机生成的信息实时覆盖在现实世界之上。当你看到或者佩戴集成了AR程序和摄像头的设备可以是智能手机、平板电脑、耳机或智能眼镜时程序会分析输入的视频流下载大量与当前场景相关的信息并在其上叠加相关数据——通常是3D的图片或动画。举两个例子协助车辆安全倒车的倒车影像系统和热门游戏《精灵宝可梦GO》。大量面向消费者的应用软件都会用到AR功能比如为外国游客翻译街道标志医学专业的学生开展的虚拟解剖消费者在买家具时可以看到预想的摆设效果。将来这项技术还会支持博物馆制作全息参观指南帮助外科医生使得患者体内组织三维可视化允许建筑师和设计师以全新的方式合作帮助无人机操作员用增强的图像远程控制机器帮助初学者快速学习从医药到工厂维修的各项技术。在未来几年内操作简单、用于设计应用程序的软件将会满足更多消费者的需求。电刺激医学将减少药物使用神经电刺激设备可以通过电流脉冲治疗疾病这种设备在医学界已经有很长的应用历史。例如心脏起搏器、耳蜗植入装置和治疗帕金森病的深脑电极刺激都用到了该设备。这种电刺激设备正变得越来越多功能化将显著提升对大量病症的治疗能力。神经电刺激设备的工作原理是向迷走神经发送信号迷走神经将电流从脑干发送至器官最后返回脑干。在科学家的努力下迷走神经刺激的全新用途正变得可行。他们发现迷走神经能释放调节免疫系统的化学物质。例如在脾脏里释放的特定神经递质对参与全身炎症反应的免疫细胞具有镇静作用。这些发现表明能从迷走神经刺激中受益的不仅是与电信号紊乱有关的疾病还包括自身免疫疾病和炎症反应。对这些疾病的患者来说这个发现无疑是个好消息。由于这项技术只对特定的神经系统进行刺激因此相对于经过全身会伤害作用目标以外的身体组织的药物电刺激疗法可能更容易接受。人造肉对环境更友好想象一下你咬了一口鲜嫩多汁的牛肉汉堡而这是在不杀死任何动物的前提下发生的。利用实验室的细胞培育出的人造肉正在将这种设想变成现实。多家初创企业正在开发实验室培育的牛肉、猪肉、家禽和海鲜。由于只需为培育和维持人工培养的细胞而非完整的生物体提供资源人造肉还可以减少肉类生产过程中的高昂环境代价。人造肉是由从动物身上提取的肌肉样本制成的。技术人员从动物组织中收集干细胞让它们迅速增殖分化成原肌纤维随后膨大形成肌肉组织。Mosa Meat公司称一份从牛身上采集的组织样本就足以生产出8万个牛肉汉堡。一些初创企业表示他们预计在未来几年内正式推出人造肉产品。但在上市之前人造肉还必须克服重重障碍。其中两个障碍分别是成本和口味。以2013年向各大媒体展示的实验室人造肉汉堡为例汉堡中肉饼的制作成本超过30万美元而且肉质过于干燥因为脂肪太少。自那以后人造肉的制作成本逐年下降。2018年Memphis Meats公司声称四分之一磅约113克人造牛肉馅的价格约为600美元。按照这一趋势在几年内人造肉就可能成为传统肉类的竞争对手。会辩论的人工智能如今的智能助理已经能在某些情形下让你误以为它们是人类但未来的智能助理还会更加先进。在手机屏幕背后智能助理使用复杂的语音识别软件来识别你的需求、为你提供帮助然后生成听起来很自然的语音给出符合你问题的预设答案。这样的系统必须预先经过“训练”大量学习人类经常提出的请求而相应的回复必须由人类来编写并组织成高度结构化的数据格式。实际上这些系统已经能够“学习”了——通过机器学习技术它们能够改进问题与现有答案之间的匹配方式但改进程度有限。即便如此它们仍然令人印象深刻。在更高复杂度的层面上目前科学家正在致力于开发新技术以使下一代的系统能够从各个来源吸纳、组织非结构化数据然后自主撰写出有说服力的建议或者就一个它们从未接受过训练的问题与对手辩论。2018年6月IBM展示了一项更加先进的技术一套没有事先就某一主题或立场进行过培训就能与人类专家实时辩论的系统。系统必须使用非结构化数据来确定信息的相关性和真实性并将之组织成某种可重复使用的形式然后根据它所处的立场来调取相关的论据。系统还必须对人类对手的论述作出回应。在演示时这套系统参加了两场与人类的辩论在其中一场辩论中有许多观众认为该系统的辩论更具说服力。可植入人体的制药细胞许多糖尿病患者每天都要多次刺破手指测量血糖水平从而决定需要多少胰岛素。如果能在病人体内植入制造胰岛素的胰岛细胞就能取代这一烦琐的过程。除了糖尿病细胞植入技术还能改变癌症、心力衰竭、血友病、青光眼、帕金森病等多种疾病的疗法。但细胞植入存在一项风险患者必须持续使用免疫抑制剂以防止免疫系统的排异。这种药物可能带来严重的副作用包括增加感染或恶性肿瘤的风险。现在研究者开始应对这一挑战。2016年一支来自麻省理工学院的团队发布了一种能让移植的细胞在免疫系统面前隐形的方法。在研发并筛选了上百种材料之后研究者们选择了一种经过化学修饰的藻酸盐凝胶。藻酸盐已经被证实可在人体中安全使用。当他们在患糖尿病的小鼠体内植入密封在藻酸盐凝胶内的胰岛细胞后这些细胞立刻开始根据血糖的变化生产胰岛素并在为期6个月的试验中持续控制血糖水平。研究者没有观测到任何纤维症的出现。这个团队还在另一项研究中发现抑制一种在纤维化过程中起重要作用的免疫分子集落刺激因子I受体可以有效抑制疤痕的产生。加入这种受体抑制剂将进一步提高植入细胞的存活率。用人工智能设计化学分子想设计新型太阳能材料、抗癌药物或是用于农作物的抗病毒化合物首先你必须解决两个难题找到正确的化学结构并确定哪些化学反应能将合适的原子连接到所需的分子上。如果使用传统方法以上问题的答案往往来自于复杂的猜测和意外的发现。这一过程非常耗时并且需要经历许多次失败的尝试。例如一份完整的合成计划包含数百个独立的步骤其中很多步骤都会产生不需要的副反应或副产品或者根本不起作用。现在人工智能正在提高设计和合成化学分子的效率帮助企业在减少化学废料的同时更快、更容易、更经济地解决合成问题。在人工智能领域机器学习算法可以分析所有已知的合成实验包括那些成功的和失败的实验——后者可能更加重要。基于所识别的模式这些算法可以预测具有潜在用途的新分子结构以及可能的制造方法。现在还没有哪种机器学习工具可以简单到按下按钮就能完成所有工作但不可否认的是人工智能技术正在药物分子和材料设计领域迅速发展。私人定制的诊断工具在20世纪的绝大部分时间里患乳腺癌的女性都在使用同一种治疗方案。现在治疗手段变得更具个性化了乳腺癌被分为不同的亚型每一种都有独特的治疗方法。例如许多乳腺癌患者的肿瘤会产生雌激素受体她们可以在标准术后化疗的同时配合使用专门攻击这些受体的药物。2018年研究者朝着个性化治疗又迈进了一步。他们发现很大一部分肿瘤病人其实不需要接受化疗从而避免了严重的副作用。诊断工具的进步加速了个性化、精准化药物的发展。这些技术能帮助医生识别并量化多种生物标志物这些分子的出现往往意味着人体患有某种疾病从而通过病人对疾病的敏感性、预后情况以及对特定治疗的反应将病人划分成不同的亚型。在过去的十年里生物组学技术取得了突破性进展。新技术的使用能产生大量数据这些数据可以供人工智能挖掘从而找到用于临床的全新生物标志物。在新时代结合高产能的生物组学技术和人工智能诊断技术将重塑我们对很多疾病的认知改变传统治疗方法让医生能根据病人的个人分子档案制定治疗计划。基因驱动技术一项正在快速发展的基因工程技术可以永久改变一个种群甚至整个物种的特征。这项技术通过基因驱动使含有父母某种遗传特征的子代数量异常增多从而加速该性状在物种中的传播。基因驱动可以自然地发生也可以通过基因工程技术人为控制。这项技术可以通过多种方式帮助人类可以阻止昆虫传播疟疾和其他可怕的传染病修改害虫的基因以提高粮食产量赋予珊瑚抵抗环境压力的能力防止入侵物种破坏生态系统……虽然受益巨大但研究者深刻地意识到改变甚至消灭一个物种可能会带来深远的影响。为了应对潜在的风险他们正在制定规则在基因驱动技术从实验室到野外试验以及走向更广泛的应用时给予恰当的管理。几十年来研究者一直在思考如何利用基因驱动对抗疾病和其他问题。最近几年CRISPR基因编辑技术的应用让我们能够轻易地在染色体的特殊位点插入特定基因极大地推动了基因驱动技术的发展。尽管前景光明基因驱动还是引起了众多担忧经过人为改造的基因会在无意中传播给野生物种会干扰其生长吗从生态系统中消除现有的物种有什么风险非法组织是否会将基因驱动用作破坏农业生产的武器为了避免此类极端情形的出现一支研究团队发明了一个开关只有传递一种特殊的物质才能打开开关从而使基因驱动起作用。与此同时许多科学家团体正致力于拟定条款以指导基因驱动试验在各个阶段的进展。等离激元材料2007年加州理工学院的哈里·阿特沃特在《科学美国人》上撰文预测“等离激元光子学”plasmonics技术最终会通向从高灵敏度的生物探测器到隐形斗篷的一系列应用。10年后多种等离子体技术已经实现了商业化而另一些技术正由实验室走向市场。在表面等离激元材料的诸多应用中研究得最深入的一种是用于检测化学和生物试剂的传感器。研究者在等离激元纳米材料表面覆盖了一种能与特定分子比如细菌毒素结合的物质。正常情况下照射在材料上的光会以特定的角度反射出来。但如果有毒素存在表面等离激元的振动频率会发生改变从而改变光的反射角度。我们可以非常精确地测出这种变化从而检测到微量的毒素。在医学领域研究者正在临床试验中测试光敏纳米颗粒治疗癌症的能力。治疗方法是将纳米颗粒注入血液中等它们聚集到肿瘤内部后用与表面等离激元振动频率相同的光照射肿瘤使纳米颗粒通过共振产生热量。这种热量能在不伤害周围健康组织的情况下选择性地杀死肿瘤细胞。为量子计算机而生的算法量子计算机利用量子逻辑来执行计算基本单位量子比特qubit与传统比特0或1相似但不同的是量子比特可处于两个量子态之间的叠加态它可以同时是0和1。这种属性以及另一种称为纠缠的量子特性使得量子计算机在特定问题上比任何传统计算机都高效。尽管这项技术激动人心但其实现条件却是众所周知的苛刻。研究人员已经确定通过量子纠错可以使具有数千量子比特的量子计算机受到严格控制维持在量子态。但是到目前为止实验室造出的量子计算机最多只包含数十个量子比特。这些被加州理工学院的约翰·普雷斯基尔称作“嘈杂中型量子”NISQ计算机都是尚未进行纠错的。然而随着专门为NISQ计算机编写算法的研究兴起这些设备在特定问题上的计算能力可能会强于传统计算机。随着越来越多的NISQ设备向全球用户开放大量研究人员开始为这类设备开发、测试小规模程序这极大地促进了该领域的发展。与此同时开发不同方向的量子软件的初创公司也呈百花齐放之势。在研究人员看来NISQ算法在模拟和机器学习领域具有广阔前景。因为计算机可以从大数据或经验中进行学习。对一套正在迅速发展的算法所做的测试表明量子计算机确实可以加快机器学习。未来智能实验室是人工智能学家与科学院相关机构联合成立的人工智能互联网和脑科学交叉研究机构。未来智能实验室的主要工作包括建立AI智能系统智商评测体系开展世界人工智能智商评测开展互联网城市云脑研究计划构建互联网城市云脑技术和企业图谱为提升企业行业与城市的智能水平服务。 如果您对实验室的研究感兴趣欢迎加入未来智能实验室线上平台。扫描以下二维码或点击本文左下角“阅读原文”
