2015年世界經(jīng)濟論壇新興技術(shù)跨界理事會，一個由18位科學(xué)家組成的panel，集思廣益，選出2015年十大新興技術(shù)榜單。 從無人機到AI興起，這個榜單讓我們一睹快速邁向的科技未來——其中不少技術(shù)也與玩具行業(yè)的未來息息相關(guān)。以下中外玩具網(wǎng)帶來詳細榜單。
1、燃料電池汽車 ：氫動能的零排放汽車
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與電或碳氫化合物等能源驅(qū)動汽車相比，燃料電池汽車一直具有頗具潛力的優(yōu)勢。直到最近，汽車制造商們才打算將這項新技術(shù)推向市場。 燃料電池汽車的最初價格可能在7萬美元左右，但是今后幾年，隨著銷量遞增，價格應(yīng)該會有顯著降低。
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蓄電池需要接上外部能源，視車輛和充電裝置具體情況，需要5到12小時的充電時間，而燃料電池就不同了， 它利用氫或天然氣直接生成電能（中間不經(jīng)過燃燒——譯者）。不過，實踐中，燃料電池和蓄電池兼而有之，燃料電池生成電能，蓄電池用來儲存動能以供驅(qū)動之需。因此，燃料電池汽車屬于混合動力車，將來也很有可能采用再生制動 （ regenerative braking） ，將制動時產(chǎn)生的動能儲存起來，而不是變成無用的熱，這是實現(xiàn)能源利用效率、范圍最大化的關(guān)鍵。
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與電池電動車不同，燃料電池汽車里程很長——每箱燃料 （通常是壓縮氫氣）可行駛650公里；氫燃料加注時間僅需大約3分鐘；氫燃燒干凈，僅排放出水蒸汽，因此，氫動能驅(qū)動的燃料電池汽車將實現(xiàn)零排放，這是減少空氣污染的重要手段。
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在不產(chǎn)生碳排放的前提下生產(chǎn)氫能，辦法不少。最顯而易見的做法就是利用風(fēng)能、太陽等再生能源產(chǎn)生的電能電解水 ——盡管這一過程中，整體能源使用效率非常低。利用高溫核能反應(yīng)堆，也能將氫從水中分解出來，或者從諸如煤炭、天然氣這類化石燃料中生成氫能 ，將過程中生成的二氧化碳捕捉、封存起來，而不是將之排放到大氣中。
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大規(guī)模生產(chǎn)廉價氫的所面臨的重大挑戰(zhàn)之一，就是缺少能與天然氣、柴油加注站并駕齊驅(qū)、并最終取代它們的氫能補給基礎(chǔ)建設(shè)。當下，長距離運輸?shù)臍淠埽ㄉ踔列枰獨淠芴幱趬嚎s狀態(tài)），并無經(jīng)濟上的可行性。然而，創(chuàng)新性的氫能存儲技術(shù)，比如，不需要高壓存儲運輸?shù)挠袡C液體承運商，不久就會降低長途運輸成本，緩解氣體儲存、意外釋放的風(fēng)險。
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燃料電池汽車的大眾市場，前景誘人，在驅(qū)車里程、能源補給方面，它們不僅能與傳統(tǒng)柴油、天然氣汽車媲美，還能實現(xiàn)私人交通運輸上的可持續(xù)發(fā)展。不過，可持續(xù)發(fā)展的實現(xiàn)，不僅需要既可靠又經(jīng)濟的、能從完全低碳的能源中提取氫的生產(chǎn)方式，同時，隨著今后十年汽車數(shù)量的增長（有望增至數(shù)以百萬），還需要氫能補給基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，與時俱進。
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2、新一代機器人走下生產(chǎn)線
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人們早就預(yù)見了一個由機器人全面接管日常繁重工作的未來世界。然而，這個機器人化的未來卻頑固地抵制變成現(xiàn)實。機器人僅被限于流水線以及其他可控性工作。盡管我們已經(jīng)嚴重依賴機器人（比如，汽車制造業(yè)），但由于機器人體型巨大，對與之合作的工人構(gòu)成威脅，他們不得不被安全設(shè)施隔離開。
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機器人科技的長足進步使得日?，F(xiàn)實中的人——機器人合作成為可能。更好、更便宜的傳感器能讓機器人更加“理解”環(huán)境并對之做出反應(yīng)。受復(fù)雜生物結(jié)構(gòu)超凡靈活性、適應(yīng)性的啟發(fā)（比如，人的手），機器人身體也變得更加靈活，適應(yīng)性也更強。借助云計算革命，機器人能夠遠距離接收指令、信息，沒有必要將之設(shè)計成一個完全獨立的單元。
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機器人新紀元將會讓這些機器離開大型制造廠商的生產(chǎn)線，幫助人類完成生活中的一系列任務(wù)。借助GPS技術(shù)，就像智能 手機一樣，人們開始將機器人用于精準化農(nóng)業(yè)，比如雜草控制與收獲。在日本，機器人也被用于護理領(lǐng)域，比如，幫助病人起床，加強中風(fēng)患者肢體控制力。更小但更機巧的機器人，比如 Dexter機器人, Baxter機器人 以及 LBR iiwa ，易于編程，主要用來處理一些繁重或人類不宜完成的工作。
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實際上，機器人很適合兩種工作：不斷重復(fù)或很危險的工作，它能連續(xù)工作24小時，薪水還比人工低?，F(xiàn)實生活中，新一代機器人會和人類合作而不是取代他們。即使考慮到未來可能取得的設(shè)計進步以及人工智能的發(fā)展，人類參與與監(jiān)管，仍然至關(guān)重要。
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盡管之前幾波自動化風(fēng)潮均促進了生產(chǎn)力的發(fā)展和提高，整體經(jīng)濟也因此受益，機器人有一天接管人類工作的風(fēng)險，仍然存在。幾十年來，人們一直擔心失控的網(wǎng)絡(luò)機器人聯(lián)合起來，隨著新一代機器人與網(wǎng)絡(luò)的鏈接，這種恐懼越發(fā)明顯，不過，與此同時，當人們將家務(wù)瑣事分派給機器人來完成時，熟悉將會取代恐懼。毫無疑問，新一代機器人會讓人們反思人與機器的關(guān)系。
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3、可循環(huán)利用的熱固性塑： 一種新的塑料，告別垃圾填埋
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塑料分為兩種：熱塑性塑料和熱固性塑料。前者能夠反復(fù)多次加熱成型，從孩子玩具到洗手間馬桶，熱塑性塑料運用廣泛。由于能夠融化重新塑形，通常，熱塑性塑料也可以回收重新利用。然而，熱固性塑料經(jīng)加熱后，只能塑形一次，至此之后，即使遭受高溫高壓，它依然能夠維持原形。
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由于這種耐久性，熱固性塑料在現(xiàn)代社會中，舉足輕重。他們被廣泛用于許多產(chǎn)品，從移動手機到電路板以及航空工業(yè)。但是，這個特點也使得它們難以回收利用。結(jié)果，人們不得不填埋這些熱固性聚合物垃圾?？紤]到可持續(xù)發(fā)展，我們迫切需要重新循環(huán)利用熱固性塑料。
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2014年，《科學(xué)》雜志發(fā)表了一篇具有里程碑意義的論文，熱固性塑料的循環(huán)利用取得重大進展，論文指出，發(fā)現(xiàn)了新的熱固性聚合物，能夠予以回收。這種叫做 polys或者 PHTs 的物質(zhì)能夠溶于強酸，分解聚合物鏈條，形成部件似的單體，這些單體能夠重新聚合成新產(chǎn)品。如同傳統(tǒng)不可回收利用的熱固性塑料，這些新結(jié)構(gòu)非常堅固，經(jīng)得起熱和硬物 ，在應(yīng)用市場上，和它們不可循環(huán)利用的前輩們一樣，潛力巨大。
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盡管無法實現(xiàn)100%回收，這種創(chuàng)新——如果得到廣泛適用——將會大大降低塑料垃圾的土地填埋，加快邁入可循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟的步伐。我們期待在未來五年里，可循環(huán)熱固性塑料能夠取代不可循環(huán)熱固性塑料，并能在2025年廣泛應(yīng)用開來。
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4、精準基因工程技術(shù) 以更少的爭議提供更好的農(nóng)作物
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傳統(tǒng)基因工程一直備受爭議。最新技術(shù)通過直接「修改」植物基因編碼，讓植物更加營養(yǎng)、更能應(yīng)對氣候變化；我們相信，這些優(yōu)點和「修改」的精準性，能將當前的擔心與質(zhì)疑化為廣泛的接受。
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目前，農(nóng)作物基因工程主要采取 根癌土壤桿菌技術(shù)（ bacterium agrobacterium tumefaciens）
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將受到青睞的DNA轉(zhuǎn)入目標基因組。盡管公眾普遍存在恐懼情緒，但是，這一技術(shù)已被證明有效、可靠，科學(xué)界的共識是，較之傳統(tǒng)雜交技術(shù)，從基因?qū)用嫘薷霓r(nóng)作物，不會帶來更多的風(fēng)險。
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新技術(shù)包括 ZFNs, TALENs 以及更新進的 CRISPR–Cas9 系統(tǒng)（這一技術(shù)，可參閱2013年1月《科學(xué)》相關(guān)論文——譯者），它們是從細菌入手，逐漸演化成抵抗病毒的防御機制。 CRISPR–Cas9 利用（靶點特異性的 ）RNA 將 Cas9 核酸酶帶到基因組上的具體靶點，從而對特定基因位點進行切割，將目標基因組變異為已知、使用者挑選過的序列。 這種技術(shù)能夠讓不可欲的基因消失、或者修改它，與自然突變沒什么不同。 借由「同源重組」（homologous recombination）技術(shù), CRISPR還能被用于將新DNA序列、甚至整個基因精準地插入基因組。
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在基因工程領(lǐng)域，另外一個有望實現(xiàn)重大突破的是對農(nóng)作物使用RNA 干擾（RNAi，近幾年來RNAi研究取得了突破性進展，被《Science》雜志評為2001年的十大科學(xué)進展之一，并名列2002年十大科學(xué)進展之首。——譯者)。RNAi能夠有效抵抗病毒和病原真菌，保護農(nóng)作物遠離病蟲害，減少化學(xué)殺蟲劑的使用。比如，病毒基因被用來保護木瓜抵制環(huán)斑病，在夏威夷，該技術(shù)經(jīng)過十來年的使用，木瓜自身并未進化出免疫力。RNAi也讓絕大部分糧食作物受益匪淺，比如，保護麥子抵制稈銹，谷物、土豆和香蕉抵制枯萎病。
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這些創(chuàng)新中，不少特別有利于發(fā)展中國家的小型農(nóng)場主。隨著人們?nèi)找嬲J識到這些技術(shù)能夠有效增加收入、改善百萬人口的膳食質(zhì)量時，伴隨基因工程的爭議也會越來越少。不僅如此，更為精準的基因組修改也會消除大眾恐懼，特別是，由于并沒有引入外部基因物質(zhì)，最終也就是沒有所謂的「轉(zhuǎn)基因」動植物。
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總而言之，這些技術(shù)都能通過大大增強種植物的耐受性，降低對外部資源的依賴，比如水源、土地以及化肥。同時它們也更加易用適應(yīng)天氣變化。
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5、積材制造（也被譯為積層制造，主要是指3D打印。2012年奧巴馬國情咨文已經(jīng)提及，創(chuàng)新制造業(yè)是振興美國制造業(yè)的重要手段。其中，積層制造就是奧巴馬政府創(chuàng)新突破口。《經(jīng)濟學(xué)人》相關(guān)報道——譯者）
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如名稱所示，積材制造是減材制造（subtractive manufacturing）的反面。后者指的是傳統(tǒng)制造方式：為了想要的形狀，要從一塊更大的材料（木料、金屬、石頭及其他）消減或去除若干層 。相反，積材制造利用數(shù)字模板（ a digital template），以松散材料（液體或粉狀）為基礎(chǔ)，逐層疊加成三維造型。
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與批量生產(chǎn)產(chǎn)品不同，三維打印能夠根據(jù)最終用戶需求，高度量身定制。隱適美公司（ Invisalign）就是個例子，i根據(jù)電腦制圖中用戶牙齒形狀，定制合乎嘴型、近乎透明的牙齒矯正器。其他3D打印的醫(yī)學(xué)應(yīng)用，多見于生物學(xué)方面： 直接打印人類細胞，借此制作活體組織，在藥物安全篩查方面，這些活體組織具有廣闊的應(yīng)用前景，最終幫助人類實現(xiàn)組織修護、再生。生物打印的最早例子是打印出的肝臟細胞層，它被用于藥物測試，最終可能會被用于制造移植器官。如今，生物打印已經(jīng)被用于生成皮膚、骨頭，以及心臟和血管組織，這些都使得個性化施藥，前景廣闊。
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積材打印的下一個重要發(fā)展階段將是集成電子部件的3D打印，比如電路板。納米級電腦部件，比如處理器，很難采用3D打印方式，因為將電子部件與其他多種不同材料制作的部件拼接起來，非常困難。在其他領(lǐng)域，如今的4D打印有望帶來新一代產(chǎn)品，它能隨周圍環(huán)境的變化（比如，熱和空氣濕度）而發(fā)生變化。這種技術(shù)在服裝或鞋類產(chǎn)品以及保健品，比如，能夠隨著人體環(huán)境變化而變化的人體移植物，等方面，會很有作為。
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和分布式制造一樣，積材制造正對傳統(tǒng)加工、供應(yīng)鏈構(gòu)成顛覆性破壞。如今，這項技術(shù)仍處于初期階段，主要用于汽車、航空和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。隨著更多商機的不斷涌現(xiàn)，技術(shù)創(chuàng)新不斷拉近它與大眾市場的距離，這項技術(shù)有望在今后十年里獲得迅猛發(fā)展。
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