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《麻省理工科技評論》發(fā)布2018年“全球十大突破性技術”

作者: 時間:2018-03-27 來源:動點科技 收藏

  3 月 25 日,《麻省理工科技評論》正式揭曉 2018 年“全球十大突破性技術”。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201803/377431.htm

  具體包括:給所有人的(云端 AI)、對抗性神經(jīng)網(wǎng)絡、人造胚胎、“基因占卜”、傳感城市、巴別魚耳塞、完美的網(wǎng)絡隱私、材料的量子飛躍、實用型 3D 金屬打印機、零碳排放天然氣發(fā)電等。

  

《麻省理工科技評論》發(fā)布2018年“全球十大突破性技術”

 

  1、實用型 3D 金屬打印機

  雖然 3D 打印技術 已經(jīng)存在了幾十年,但它之前仍然局限在業(yè)余愛好者和設計師的小圈子內(nèi),只是用來制造一次性原型。而且,之前的 3D 打印技術使用任何非塑料材料(尤其是金屬)時,成本非常昂貴,速度也慢得讓人無法接受。

  不過現(xiàn)在,隨著成本越來越低,使用也越來越簡單,這項技術有望成為可用于零部件生產(chǎn)的實用技術。如果它被廣泛應用,將有可能改變我們大規(guī)模量產(chǎn)產(chǎn)品的方式。

  2017 年,來自勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory)的研究人員宣布他們研發(fā)出了一種 3D 打印不銹鋼零部件的方法,通過這種方法生產(chǎn)出來的零部件的強度是通過傳統(tǒng)方法生產(chǎn)出來的兩倍。

  同樣在 2017 年,位于波士頓附近的 3D 打印初創(chuàng)公司 Markforged 發(fā)布了第一臺價格在 10 萬美元以下的 3D 金屬打印機。

  而另一家位于波士頓地區(qū)的 3D 打印初創(chuàng)公司 Desktop Metal 也在 2017 年 12 月開始交付他們的第一臺 3D 金屬原型打印機。該公司還計劃推出體積更大的、用于工業(yè)制造的打印機,它們的速度將會比之前的 3D 金屬打印機快 100 倍。

  短期來看,有了這項技術后,制造商們將不再需要維持大量的庫存,他們可以按需地打印一個部件。比如說,當顧客需要給舊車替換一個零部件的時候,就可以立即提供給他。

  長期來看,那些大規(guī)模生產(chǎn)某一特定零部件的大工廠將會被產(chǎn)品線豐富的小工坊所取代。這些小工坊將能按照顧客的需求隨時打印出各種各樣的零部件。

  根據(jù)美國材料試驗學會旗下 F42 技術委員會訂定的相關標準,將增材制造,也就是俗稱的 3D 打印,分為七大類技術方法,目前應用在“金屬”的打印主要有四種技術,分別為金屬粉床熔化(PBF,Powder BedFusion)、雷射金屬沉積(LMD,Laser Metal Deposition)、黏著劑噴涂成型(Binder Jetting),以及分層實體制造(LOM,Laminated Object Manufacturing)。

  在上述的技術中,現(xiàn)階段最被看好且應用最多的是金屬粉床熔化,在列印時披上一層粉末,再透過雷射進行燒熔出想要的形狀,兩點重要的原因:可以制作出各種復雜形狀的產(chǎn)品,以及如果金屬粉末控制得宜,就能做出精致度很好的產(chǎn)品。舉例來說,25 微米(Micrometer)的金屬粉末顆粒就能打印出表面細致度是 25 微米的產(chǎn)品,如果把金屬粉末顆粒縮小至 2~5 微米,就可達到表面細致度就是 2~5 微米,就會比傳統(tǒng) CNC 制程做出的更漂亮,但前提是金屬粉末必須控制得宜。

  但相較于傳統(tǒng)的鑄造或鍛造工法,3D 金屬打印還有幾個阻礙,一是機器設備以及金屬粉末的成本都仍偏高,二是盡管目前 3D 金屬打印已經(jīng)來到了四支雷射噴頭可同時工作,但以用戶的角度來看,速度還是慢。

  

《麻省理工科技評論》發(fā)布2018年“全球十大突破性技術”

 

  2、零知識驗證——完美的網(wǎng)絡隱私

  對于很多加密貨幣,盡管理論上來說,這些交易都是匿名的,但通過與其他數(shù)據(jù)進行結(jié)合,還是可以追蹤到甚至識別出交易人。然而,零知識驗證技術卻有助于真正解決這個問題。而且有望進一步幫助實現(xiàn)真正的互聯(lián)網(wǎng)隱私。

  舉個例子,該工具可以讓你不用透露出生日期就能證明自己年滿 18 歲,或者不用透露自己的銀行余額或其他細節(jié),就能證明自己在銀行有足夠的存款可以完成金融交易。這樣就大大降低了隱私泄漏或身份盜用的風險。

  盡管研究人員已經(jīng)研究了幾十年,但直到去年人們對零知識驗證的興趣才開始暴增,某種程度上,這要得益于人們對加密貨幣日益增長的熱情。同時,很大一定程度上也得益于 2016 年末建立的電子貨幣——Zcash 把零知識驗證應用于實際。Zcash 的研發(fā)人員使用一種叫做 zk-SNARK(簡明非交互零知識驗證)的方法讓用戶進行匿名交易。通常,這在比特幣以及其他公共區(qū)塊鏈系統(tǒng)中是不可能實現(xiàn)的,比特幣以及其他公共區(qū)塊鏈系統(tǒng)中的交易對所有人都是公開透明的。

  不過盡管 zk-SNARK 承諾種種好處,但計算量大,運行緩慢。同時,zk-SNARK 需要“信任安裝”,所生成的密鑰如果落入壞人之手就可以破壞整個系統(tǒng)。不過,研究人員正在努力研究替代方案,希望可以更加高效地部署零知識驗證,同時不需要上述密鑰。

  3、零碳排放天然氣發(fā)電

  在可預見的未來,我們可能要一直將天然氣作為主要的發(fā)電能源之一?,F(xiàn)成又便宜的天然氣發(fā)出的電占美國總發(fā)電量的 30%, 全世界發(fā)電量的 22%。天然氣雖然比煤炭清潔得多,仍造成了大量的碳排放,而現(xiàn)有技術體系通常是進一步增設 CO2 吸附、脫硫脫硝、降灰等環(huán)保裝置來實現(xiàn)。

  然而,這些手段大都是補救性質(zhì)的,會增加發(fā)電成本和能耗,降低經(jīng)濟效益。而現(xiàn)在,美國能源公司 Net Power 徹底摒棄傳統(tǒng)的以水蒸氣為工質(zhì)的熱能循環(huán)過程,選用全新的以高壓高溫超臨界 CO2 為介質(zhì)的 Allam 循環(huán)過程。這樣就從本質(zhì)上解決了 CO2 排放和 NOx 污染的問題,且回收的 CO2 還變廢為寶,可應用于采油或作為化工原材料等利用。

  該技術發(fā)電綜合效率更高,設施大幅簡化,固定投資少,占地面積小。如果該技術成熟并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,將引領熱力發(fā)電領域的技術革命,不僅對天然氣發(fā)電意義重大,對煤電領域也有非常重要的參考價值。


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