未来超乎想象的20项发明

cupido Post at 2006/8/5 0:24:00

  据6月号《大众科学》报道,今天,科技在飞速发展,我们日常的生活在发生着巨大变化,也变得越来越精彩。但科学家并不会因此而满足,他们仍在开发更先进的技术,未来5年、10年或者25年之内,将有许许多超乎你我想像的发明问世,下列20项与我们的生活密切相关的发明尤其受人关注。

  1. 15年之内,人类心脏可再生

  长期以来,科学家一直在寻求人类自愈的目标,即让器官具备自我再生能力。如今,这一看似遥远的目标似乎距离我们越来越近,美国研究人员甚至预言,人类到2021年便能再生出新心脏。

  随着干细胞技术的日趋发展,医生也许将来可以通过给患者注入能生成特定组织的干细胞,令其体内自身细胞具备自我修复能力,从而使患者受损身体器官得以康复。然而,倘若我们能促使受损器官自我修复,那不就更好了吗?

  美国波士顿海德拉生物科学公司(Hydra Biosciences)首席科学家格伦·拉尔森过去四年一直在追逐着这一器官再生梦想。目前,在哈佛大学一个研究小组的帮助下,拉尔森及同事正在开发一种蛋白质药物,这种药物能促进因心脏病发作而死亡的肌肉组织再生。

拉尔森解释说:“心脏在持续不断地分泌能‘养活自己’的化学因子。我们现在的研究工作便是尽力加快这一自然进程。”拉尔森的公司很有可能会成为世界上第一个采用革命性技术、利用这些自然进程在需要的区域和时间生成新组织的公司。一旦心脏肌肉的功能得以恢复,患者就能提前恢复游泳、跑步和种花种草等活动。另外,这些患者出现充血性心力衰竭的可能性会更小。在美国,每年有逾五万人死于这种疾病。

  拉尔森提出的方法尽管极富创意,但实际并不难。患者可使用诸如呼吸器或超声波药枪(supersonic drug gun)等自动吸入装置,将具有再生能力的蛋白质分子输入血液中。这些不断循环的蛋白质分子将同患者受损心脏肌肉细胞表面的受体粘合在一起,从而触发化学反应,减弱抑制细胞分裂的基因的活动强度。一旦上述生物转变完成,新的心脏细胞将开始生成,填补坏死组织的空隙。结果,在几周之内,心脏肌肉功能便会得到永久性恢复。

  海德拉生物科学公司所研制的药物要几年后才能进行人体试验,但试验证据已表明此项治疗日后的发展潜力。去年,该公司研究人员在诱发老鼠心脏病发作后,连续10天给它们注射CRF-1(一种目前尚处于研究阶段的蛋白质混合物)。在心脏病发作一个月后,那些接受过治疗的老鼠的心脏肌肉功能比控制组老鼠的心脏肌肉要强20%。

  海德拉生物科学公司创建者之一、麻萨诸塞州剑桥市诺华生物医学研究中心人类基因学主任马克·基廷说:“我们真的能具备再生能力吗?答案是肯定的。可以这么说,通过松开‘遗传制动器’,我们就有可能让不同类型的细胞再生。”

  2. 15年之内,你可以下载记忆

  通常人们1秒钟可以记住两比特信息,也就是一生中可以记住几百兆信息。一张DVD可记录17G(1G等于1024兆)的信息,相比之下人的记忆力真是微不足道。你也许能清楚地记得40年前某部著名电影中的一段对白,但也许从不记得母亲的生日;或者能记住大量球星的名字,却忘掉了上周刚刚完成的工作。

  戈登·贝尔一直为这样的事情所困扰。1998年,作为微软公司的高级研究员,他开始了一个被称之为“我生细琐”的项目。他扫描了旧照片、研究文档和笔记;对每次会议和电话进行录音;为新照片和看过的电影编制目录;将每封电子邮件进行存档。他还使用微软公司测试中的SenseCam,这是一种可戴在脖子上的

数码相机,能自动捕捉画面并拍照。

  贝尔现在每月将大约1G的数据归档,所有这些信息都存贮在其电脑的一个数据库中。信息采集目前还是一个手动过程,不过他预计也许15年后,人类就可以用一个多功能装置,记录下几乎所有“记忆”,它能自动记录日常活动的声音和图像;将每日的谈话、见到的面孔和读过的文章归档。它们加上电子邮件、工作日志、电视剧、电影和其他媒体,就形成了一个完整的“按需回忆系统”。

  贝尔所面临的最大挑战,是如何设计一个软件来有效地搜寻记忆库。到目前为止,该系统使用了超过20种的数据类型,来建立各种记忆的连接。借助一个全文搜索器,贝尔可在30秒钟内找到需要的信息。当他需要搜寻会议记录时,此搜索器能将参加会议人的照片和联系方式同时显示出来。他们计划研发发言人识别系统,这样就能对发言进行更好地归类和搜索。

  图像传感器和存储系统的小型化和日趋便宜的价格,很快将使这种个人信息记录系统不再遥不可及。贝尔评价道:“这样一个代理记忆给我带来了自由感和安全感,就好像拥有了一个具有绝佳记忆力的助手。”

  3. 5年之内,新型材料让你免除清洁房间的烦恼

  也许几年之后,化学工程师会找到利用二氧化钛(TiO2)保持建筑物长久清洁,远离污染困扰的方法。目前,诸如日本东京丸之内大厦等地标式建筑是首批利用半导体当外墙面涂层的建筑之一。半导体一旦暴露给光和水,便能分解有机分子(包括尘垢和污染中的有机分子),然后将它们排放到空中。不久后,以二氧化钛为材料的自洁产品将上市销售,譬如美国涂料生产公司“PPG Industries”的自洁玻璃。

  但若想将这项技术应用于家居保洁,研究人员还必须克服一道艰难障碍:该技术目前仅仅对太阳光中的紫外线起反应。研究人员正为破除这道障碍而努力工作。倘若你有机会走进澳大利亚悉尼纳米级技术研究所材料工程师迈克尔·考蒂及其同事的工作室,你一定会大开眼界。他们正在努力完善一种能对可见光(换句话说,浴室屋顶的白炽灯光)做出反应的涂料。

  二氧化钛之所以能成为多用途清洁剂,应归功于其两种化学特性。首先,二氧化钛对光敏感。一旦与光子接触,这种化学物质便能同空气和水汽起反应,加速有机物质的分解。这一过程有点像“人造”光合作用,在光合作用中,植物利用阳光分解二氧化碳,然后将其变成氧气,而二氧化钛则是利用光把油脂、细菌之类的有害物质变成二氧化碳、氢和其它能进入空气中的副产品。

  其次,二氧化钛具有吸水性或亲水性。同遇水便会让其流走的瓦和玻璃等材料不同,涂上二氧化钛的材料则会吸水,使水在表面形成薄薄一层,吸收副产品和其上面的超大颗粒。结果,粘糊糊的物质几乎不可能在上面结垢,一旦这些东西落在涂层上面,二氧化钛便会轻而易举将其冲走。

  然而,这一过程中少了阳光怎么办?考蒂表示,必须改变二氧化钛的原子结构,这样,它才能同可见光能量谱相一致,但这可不是轻易就能做到的。此外,这种改变的前提是不破坏其化学惰性,否则,一旦用于涂料,二氧化钛就有可能脱离其所涂的物体。

  考蒂并未因困难而退缩。他相信二氧化钛的市场十分广阔。考蒂说:“只要看看各种类型的抗菌喷剂,你便会清楚,这种产品的市场潜力有多大。一些人有洁癖,他们不喜欢总拿着喷剂喷来喷去,倘若市场上出现一种无需喷洒的产品,我相信销路一定不错。”

  4. 20年之内,汽车不再相撞

  开车的人最怕汽车相撞出事故,所以没有汽车事故的未来一直是尖端技术研究的目标。科学家透露了一个好消息:到2026年,你就将会拥有一辆永远也不会相撞的汽车。

  让人难以看清道路的大雨、拥挤的交通以及心烦意乱的司机等,有许多原因导致出车祸,车祸是美国事故死亡的主要原因。有一个方法可以避免大部分的事故:让汽车能够预知即将到来的碰撞,然后自动采取措施阻止相撞。建立一个汽车不会相撞的未来的关键是汽车与汽车间的勾通或者称为V2V,一些技术可以让V2V成为可能,而且已经付诸实施。日益先进成熟的全球定位系统将会让你在任何时间都能准确地知道你的车所在的确切位置,而稳定的控制系统可以跟踪你的车速以及方向,这些信息可以输入你的车载电脑上,目前的挑战是如何找到一个有效的方法把这些数据传达到其它的车辆上。

  为了鼓励研制V2V系统,美国联邦通信委员会已经清理了5.9千兆赫波段专门用于汽车之间以及路边无线电收发机间的专门短程通信(DSRC)。大众汽车的电子研究实验室帮助研制了大众汽车的图锐车型,该型车去年赢得了美国国防部高级计划研究署(DARPA)主办的年度性无人驾驶机器人挑战赛(DARPA Grand Challenge),最近,该实验室将两辆“速腾”车和两辆

奥迪A3车安装了“专门短程通信”装置,并利用V2V控制这几辆车在旧金山行驶。大众汽车实验室的管理人员卡斯顿·伯格曼恩说:“这种技术目前已经可以使用了。”当然,在四辆车之间把正确的数据在正确的时间传送到正确的汽车上从而能够预测最为复杂的危险相对要容易得多,如果要在成百上千辆车之间做到这一切目前还非常困难。

  通用汽车公司在这一方面做得比大众汽车公司要好一些,他们在卡迪拉克车上安装上专门短程通信装置,让它自动停车避免事故发生。改进的稳定控制系统可以预测前面停在路中间的另一辆安装专门短程通信装置的车,然后在司机不需要自己进行刹车的情况下车上的电脑系统会自动刹车。效果非常棒,不过也有一点怪异,许多人怀疑,“不自由勿宁死”的美国人会喜欢这种全自动的汽车。

  幸好,丰田公司的一个研究小组正在研究一种人机界面,让司机参与进来,本田汽车公司正在研制一种所谓的触摸反馈,比如能够振动的方向盘轮子和踏板。他解释说:“我们谈论的这个系统就像是副驾驶一样。”

  其他的发明还有:

  5.10年之内,你可以72小时不眠不休:你犯困了,但工作还没有完,在这种情况下你只能选择茶、咖啡等可以提神的饮品。可是,10年后,服用一种东西后,你可以72小时不眠不休,而且不会觉着累。威克森林大学正式试验的成份是“CX717”,去年在猴子身上进行了试验,猴子服用后可以36小时不睡觉,同时进行的警戒测试结果表明,猴子在这段时间的表现更好,而且没有显示任何副作用。

  6.20年之内,细菌帮你

减肥:华盛顿大学最近发现一种自然产生的肠道,可以影响脂肪的存储。科学家正在利用这种细菌研制新型减肥药。

  7.25年之内,男性避孕药问世:英格兰基尔大学的研究人员认为,他们已经发现在控制计划生育方面男女平等的基础:从一种淡水鱼中提取的一种化学物质,可以有效抑制性激素的产生,而无论是卵子还是精子的产生,都离不开性激素。

  8.5年之内,自我检修车问世:现在,你的汽车是否需要大修,或你想知道哪些部件需要更换或维修,你只能到汽修厂进行“体检”,但在未来几年时间里,自动检修车将问世,届时,你的汽车哪个部件需要更换或维修,汽车会向你发送邮件提醒你。

  9.5年之内,智能玻璃问世:法国一家公司研制出一种新型融入钨丝的汽车挡风玻璃,不仅可以用开关控制颜色,钨丝还给一种涂料充电,这种涂料就会将太阳发出的红外线和热阻挡在车外。

  10.10年之内,驾驶变成一种乐趣:随着电脑技术的飞速发展,汽车也越来越自动化,将来的汽车更容易控制,象电子防抱死系统等,可以将驾驶错误降到最低。汽车甚至可以加上“游戏杆”,你可以象玩游戏一样,自如地驾驶汽车。

  11.15年之内,变形轮胎问世:将来司机们换轮胎将变成一件非常简单的事情,这种感谢一种新型合成材料的问世,用这种材料象肌肉一样可以变形,用它制成的轮胎比传统轮胎性能更佳。

  12.5年之内,数码幕僚帮你出谋划策:她喜欢你吗?问一下你的手机吧。这样的事不是没有可能,可以做这种事情的所谓“社会软件”已经问世,它可以通过声音帮你分析行为、压力和对方是否对你有同情心。它还能帮你“速配”,找到你满意的梦中人呢。

  13.10年之内,DNA扫描仪问世:加拿大一个动物学家正在研制一种手持式基因解码仪,只需要用一点点样本,就可以进行DNA分析,它会清楚地告诉你,找正在研究的是不是一种新物种。

  14.10年之内,电子报纸:你再也不用到报摊上去买你喜欢的报纸上,有了这种象纸一样薄、象杂志一样大小的阅读显示器,你不仅可以随时看到你想看的报纸,还可以为环保尽一份力量。

  15.10年之内,智能冰箱:很多大型商场已经开始使用无线频率识别标签,将来你也可以在自己家里使用这项技术,届时有了这种可印刷的塑料标签,你在商场里只需要看一下手机就可以知道自己家的冰箱里保存着哪些食品,需要补充哪些食品。甚至连食品的保质期都一目了然。

  16.10年之内,机器人垃圾箱:你是否经常觉着自己家里很乱,那就请一个机器人保姆吧。美国麻省理工大学正在研制一种机器人垃圾箱,它不仅可以盛放垃圾,还能帮你把没有用的东西归整到一个大工具箱里。

  17.20年之内,象墙纸一样的电视机:世界杯带火了平板电视。将这里笨重的电视换成可以挂在墙上的平板,那个满足劲就甭提了。其实,让你更加兴奋的电视技术很快就要出现,新型的有机发光显示器将象纸一样薄,看远电视,它就象墙纸一样贴在那里。

  18.25年之内:你的夹克会自己思考:新型材料不断出现,届时纤维可以随周围的环境改变自己的特性,隐形衣将成为时尚青年的最爱。

  19.5年之内,带有GPS的太阳镜:现在最先进的太阳镜可以当手机使用,将来的太阳镜不仅可以浏览图片,还含有GPS装置,你会在眼镜上看到你想看的地图,到那个时候你外出旅游,那才叫一个方便。

  20.10年之内,打印一双最合脚的鞋子:一道新的制造工序可以为人们“打印”出定制的鞋子,不合脚的时代将被终结,大众享受鞋子定制服务将成为一种潮流。这种定制的鞋子是通过一种被称为“激光选区烧结”技术的三维印刷快速成型机“打印”出来的——激光将尼龙材料粒子融合在一起,利用材料添加法依次将每一层做出来并同时连结各层,直到完成整个鞋子。这将是最合你脚的鞋子。(

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