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从微弱信号到系统变革:2025年十大新兴技术
机器人圈· 2025-09-30 17:36
报告核心观点 - 世界经济论坛《2025年十大新兴技术报告》旨在识别具有深远变革潜力的前沿技术,通过搭建科学潜力与实际应用之间的桥梁,以应对全球挑战并塑造可持续未来 [1] - 报告关注点在于技术创造系统性变革的潜力,而非即时应用,其成熟与广泛应用依赖技术突破及社会接受度、监管框架等生态系统的构建 [1][2][35] - 2025年全球创新格局演变背景下,这些技术或为实现更高自给自足能力和韧性提供途径,或成为国际合作桥梁,具有更深层次重要性 [3] 2025年十大新兴技术概要 结构电池复合材料 - 技术将承重结构件与可充电储能功能集于一体,可像传统锂离子电池一样存储能量,同时作为车辆或建筑物的刚性构件 [5] - 用途广泛,涵盖电动汽车到航空航天领域,可使所有刚性面板储存能量,空中客车公司正在试验将其用于飞机 [6] - 经济上有望通过减少结构材料使用来降低制造成本,减轻车辆飞机重量从而减少燃料消耗;环境上可促成更节能设计,减少材料需求 [7] 渗透能发电系统 - 系统利用两种水源之间盐度差异产生清洁、可再生且低环境影响的能量,能提供稳定能量输出,不同于波动较大的太阳能和风能 [8] - 主要设计包括压力延迟渗透和反向电渗析,商业项目如Sweetch Energy的OsmoRhône 1号机组已于2024年开始系统安装 [9] - 技术挑战本质是技术和经济性的,前几代曾受困于膜污染和高成本,但科学原理清晰,大规模应用障碍相对较少 [10] 先进核能技术 - 受电气化交通、AI和去碳化趋势驱动,核能领域掀起创新浪潮,包括采用替代冷却流体的第四代反应堆和发电容量约为传统反应堆三分之一的小型模块化反应堆 [11][12] - 各国投入大量公共资金支持,俄罗斯和中国已拥有运行中的SMR电厂,西方国家在设计和监管框架方面迅速推进以建立有竞争力产业 [12][13] - 长期目标是核聚变,尽管尚未实现净能量增益,但高度确信在十几二十年内这种近乎无限的清洁能源将成熟发展 [13] 工程化活体疗法 - 是先进的益生菌系统,被开发用于以可控方式在患者体内直接生产治疗性物质,如药物、酶和激素,避免了传统药物生产中占成本70%的下游步骤 [13][14] - 多家公司正致力于商业应用,如美国战车生物科学公司探索单次给药后释放治疗物质的微生物平台,芬兰Aurealis Therapeutics公司正在进行II期临床试验 [15] - 安全性是核心焦点,开发者正积极解决非预期基因转移、免疫反应等问题,并需要制定新的监管框架 [15] 治疗神经退行性疾病的GLP-1类药物 - 这类最初为治疗II型糖尿病和肥胖研发的药物,正被探索其在治疗阿尔茨海默病和帕金森病方面的神经保护潜力 [16] - 全球有超过5500万痴呆症患者,预计到2031年,GLP-1药物的全球市场将增至557亿美元,若有效将产生巨大全球经济影响 [17] 自主生化传感 - 是能自主持续检测特定生化参数的分析设备,利用无线通信和能量收集技术实现实时连续监测,适用于偏远或难以抵达区域 [17][18] - 最成功例子是可穿戴葡萄糖传感器,能实时测量葡萄糖浓度并与智能手机通信控制胰岛素泵,雅培实验室、罗氏和杜邦是最大投资开发公司 [19] - 技术正在兴起以应对其他检测目标,如美国Persperity Health公司正在开发用于连续监测女性荷尔蒙的可穿戴设备 [20] 绿色固氮 - 技术旨在减少传统氮生产的碳足迹,该生产目前占全球能源消耗的2%,并支撑全球50%的粮食产量 [22] - 替代技术包括基于工程菌和酶的生物方法、仿生系统以及基于锂的电化学技术,支持分布式生产设施利用当地可再生能源 [23][24] - 到2050年估计超过30%的全球船用燃料可能是无碳氨,采用绿氢生产氨的工厂已被证明可行并在全球扩大规模 [24][25] 纳米酶 - 是在实验室生产的具有类酶特性的纳米材料,比酶具有更高稳定性、更低生产成本和更简单合成过程 [25] - 过去二十年快速发展引起大型制药公司极大关注,研发投资激增,目前正在进行大量基于纳米酶的疗法临床试验,尤其在癌症和神经退行性疾病治疗领域 [26] - 影响力延伸至环境应用如水净化,以及食品工业中快速检测污染物,在工业催化领域可能提供更高效环保的替代方案 [27] 协同感知 - 技术将分布式传感器与融合人工智能的系统集成,产生深刻见解以提升单个传感器能力,应用领域包括城市自主交通、环境监测等 [27][28] - 美国联邦通信委员会决定将5.9吉赫兹频段用于蜂窝车联网技术,欧盟和中国也已颁布类似赋能法规,这是实现进步的关键一步 [29] - 挑战在于传感器平台存在功耗和连接性限制,需工程方法解决,数据共享的安全和隐私政策也需要发展 [29] 生成式水印 - 技术在AI生成的内容中嵌入隐形标记以验证真实性并帮助追踪来源,旨在帮助打击虚假信息、保护知识产权 [30] - 基于文本的水印通过在AI生成文本中包含特定词汇子集产生AI特有"指纹",图像视频水印则在像素级别引入难以察觉的更改 [31] - 领先AI公司正将水印技术集成到其平台中,如谷歌在其服务中嵌入SynthID,Meta在其平台上应用隐形水印和元数据标签 [32] - 中国已采取行动监管生成内容要求必须添加水印,欧盟等其他地区也在制定应对措施,"内容来源与真实性联盟"正主导制定技术标准 [34]