從納米技術到外太空:盤點2014年度十大科技發明

2020-12-14 生物谷

無論是短期的影響力，還是預計需要數十年來完成變革，我們的生活始終被這些先進的科學技術改變著。在這裡，我將一一列舉2014年度十大科技發明(排名不分先後)。

植入的用思維控制微電子神經橋，讓Ian Burkhart癱瘓的手活動了起來

大家不要被炫酷的APP和華麗的新玩意迷惑，真正屬於頂尖的科技發明有著更為深遠的影響。

1. 植入蟑螂體內的DNA 納米機器人

作為一個新興研究領域，納米技術能夠從分子層面改變材料。其中一個願景就是通過將納米機器人注射入物體內，傳送藥物治療疾病。

研究人員將DNA注射入蟑螂體內

圖片來源：Tom Spinker/Flickr， CC BY-NC-ND

二月，一個以色列的研究團隊用DNA製作設備，並將之植入蟑螂體內。通過類似摺紙的方式，DNA納米機器人組裝在一起，來操縱特定細胞中的一類分子，從而展現了他們潛在的——比如攻擊癌細胞——醫療作用。

2. 內含納米管的葉綠體創造出超級植物

納米管是大型碳分子組成，具有不同尋常的熱學和電學的性能。來自麻省理工學院和加州理工學院的的研究團隊，發表了一種方法可將納米管鑲嵌入植物的葉綠體內。這種新興的結合將光合作用和植物生長提升了許多倍。

這一應用還需數年才能面世。但除了植物生長的增速和產量的增加，內含納米管的葉綠體還有一些超乎想像的應用，可開發用於電力的植物，建造可自我修復的材料，以及用於使用自體供能材料建築的修建。

3.遊走於血液中的扇貝型機器人

來自德國馬克思普朗克研究所得研究人員們，研發出了能夠遊走於血液中的微型機器人，可用於修復受傷組織以及傳輸藥物。

他們所面臨的挑戰來自血液的粘稠度：除了會阻礙行動，還會隨速度變化。為了解決這一問題，他們將機器人形狀設計為扇貝型並採用外部磁場供能。這些機器人成為了未來多形式醫療設備發展的一個新起點。

4. 微型晶片幫助癱瘓病人的手臂重新開始活動

植入身體的移植物使許多病情的治療方式產生了變革。今年四月，來自俄亥俄州立大學的研究者們報導了，一個癱瘓的男人通過植入微型晶片成功重獲使用手臂的能力。

在經過十年的發展之後，名為微電子神經橋的設備可比照大腦的模式刺激肌肉。這一發明讓學多殘疾人燃起了希望。它向我們展示了通過使用我們的腦波，總有一天我們可以通過思想來控制所有的設備。

5. 鼻細胞幫助修復斷裂的脊髓

生物技術為那些長久以來被人們認為不可治癒的疾病提供了治癒的途徑。弗羅茨瓦夫醫科大學的醫療團隊培養了從患者鼻子處提取的神經細胞，並通過外科手術植入他的脊髓之中。

這些植入的細胞通過刺激斷裂的神經纖維生長並重新接合來搭建脊柱的受損部分，從而使得患者重新行走。這項創新說明受損的神經系統可以被修復。

6. 無人飛機：未來的快遞服務

無人駕駛飛機越來越多的扮演各種角色，特別是在監控和記錄方面。緊隨上一年中國的將無人駕駛飛機模擬測試用於包裹的運輸，今年我們看到了它在一系列商業用途上的極速擴張。

圖片來源：Don McCullough/Flickr， CC BY

8月，谷歌使用無人駕駛機將巧克力投遞到了澳大利亞昆士蘭偏遠地區的一個農場。年末，亞馬遜，DHL以及一些其他公司在多個國家紛紛爭奪建立無人駕駛機快遞服務。

7. 一群能夠自主拼接的微型機器人

機器人早已成為許多工業的重要工具，如果將他們組裝一起，它們能夠做更多的事情。《Science》在8月的刊物上發表了哈佛大學的工作：1000臺的迷你機器人——目前為止數量最多的群體——能夠自己組裝成程序要求的形狀。

儘管研發道路依舊漫長，這一成果無疑激起了自主拼接結構方面的更多潛能，未來它將可能顛覆建築模式。

8. 3D 印表機開疆闢土

今年，3D列印作為一項成熟技術被極大的擴張了其性能和應用。來自阿姆斯特丹的一個團隊把它玩到了極致——他們著手於應用3D列印來建造一整棟房屋。

圖片來源：3D printing at work. Jonathan Juursema/Wikimedia Commons， CC BY-SA

同時，普林斯頓的研究員結合點發光二極體，研發了可以使用五種不同材料的3D印表機，並用其展示了製作隱形眼鏡。從可穿戴影像到監控飛行員健康，它為我們打開了未來的各種可能。

9. 進階的太空探索

今年的各大事件突出了未來幾十年的太陽系探索的國際地位。經過長達十年的飛行，歐洲航天總署羅塞塔號成功進入環彗星67P/Churyumov-Gerasimenko的軌道。

羅塞塔號、菲萊號和67P彗星的藝術想像圖

圖片來源：ESA/ATG medialab

11月12日，其釋放的菲萊登陸器成為第一個登錄彗星的探測器。

與此同時，火星探索項目在繼續推進中。印度的Mangalyaan太空飛行器在9月進入環火星軌道，緊接著12月，NASA成功發射新型獵戶座飛船，邁出了載人航天探索火星第一步。

10.  綠色能源和清潔水

需求催生了創造，需求越大，其對應的發明也愈加重要。全世界有7.8億人還不能獲取清潔水，這一世界級的需求也給發明家們帶來了挑戰，即如何滿足世界衛生組織對於實用水系統的標準：易獲取，簡易，價廉。

在今年，一項值得大家注意的發明是在瑞士研發的名為太陽花的可攜式新系統。除了運輸便捷，這個新系統在使用太陽光生產電能的同時，還能提供熱能，冷藏食品並能淨化水。

明年會怎麼樣呢？我們可以肯定的是在諸如自動化技術和納米技術一類新興的研究領域，一定會有驚喜等著我們！美國專利局在2013年頒布了30萬項專利，比上一年多了近乎30，000項。如果專利作為可靠的風向標，新的發明正在雨後春筍般出現。（生物谷Bioon.com）

翻譯：代佳林  審稿：李伯勳

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