全球2022年最热门的15项技术点评

德国《商报》网站曾经发表题为《这些技术趋势将影响年》的报道。为了识别年最重要的技术趋势，德国《商报》记者走访了高校实验室、研究机构和企业，并与学界和业界的领军人物探讨，列出了年最热门的15项技术，下面分别介绍如下：

一、人造肉

所谓人造肉其实分为两种，其中一种人造肉又称大豆蛋白肉，人造肉主要靠大豆蛋白制成，因为其富含大量的蛋白质和少量的脂肪，所以人造肉是一种健康的食品。另一种是利用动物干细胞制造出的人造肉。

大豆蛋白肉实际是一种对肉类形色和味道进行模仿的豆制品。利用动物干细胞制造出的人造肉，研究人员用糖、氨基酸、油脂、矿物质和多种营养物质"喂养"干细胞，让它不断"长大"。

年4月2日，荷兰马斯特里赫特大学的生理学教授MarkPost认为10年之内，人造牛肉除了和自然牛肉一样美味之外，在其它方面也将优于自然牛肉，从而解决当今牛肉生产面临的环境和动物保护问题。18个月前，他亲眼见证了首块牛肌肉干细胞制造的"人造牛肉"。年8月27日，肯德基和人造肉公司BeyondMeat合作，推出了第一款人造鸡肉产品。

第一个提出人造肉概念的是科幻作家拉斯维兹。在他的小说《双星记》中，“合成肉”是火星人引入地球的合成食品之一。丘吉尔在上世纪30年代提出的。他曾说：“再过50年，我们就不用再做‘为了吃个鸡胸、鸡翅就把整只鸡养起来这种荒唐事了，我们可以在合适的媒介里分别培养它们。”

第一个“能吃”的人造肉出现在年，美国杜鲁大学支持的生物科学研究联合体用金鱼细胞培养出了人造鱼肉。年，荷兰阿姆斯特丹大学的皮肤病专家韦特霍夫、内科医生艾伦和商人库顿宣布申请了制造人造肉的国际专利。他们的专利包括在肌肉细胞里加入胶原蛋白，然后把它们泡在营养液里，诱导它们分裂增殖。

美国马里兰大学的博士生贾森·马西尼在《组织工程学》杂志中撰文指出，他带领的一个研究小组已经找到了在实验室内制造"人造肉"的两种方法。一种方法是，他们首先从牛、猪、家禽或鱼的肌肉组织中提取细胞，在一个薄膜上进行培育。他们发现，细胞会生长、扩张，然后从薄膜上脱落；等到脱落后的平面细胞群堆积到一定厚度时，就形成了肉；马西尼提供的另一种方法是在一种三维颗粒中培育肌肉细胞。这样培育出的细胞组织可以用来制造肉制品，比如鸡米花和碎牛肉。

马西尼曾经介绍说："通过这种技术生产出来的肉有很多好处。它可以根据人们的需要调节肉中所含的营养成分，例如大多数肉里含有过多的Omega6脂肪酸，食用过多会导致健康问题，而人造肉可以用没有危害的Omega3脂肪酸代替。此外，人造肉还可以减少因养殖家禽而带来的污染；人工养殖肉类动物会消耗大量水资源和土地，而人造肉只需要很低的成本。"

值得一提的是，全球总人口将在本世纪中叶达到90亿，需要大量的食品，或引发食品危机。一些研究结果表明，生产粮食的农户将在年面临一些环境限制，因为工业企业和消费者将会争夺水资源。由美国科学家组成的一个团体称，人口增加30亿会导致水需求量增加一倍。美国科罗拉多大学教授KennethStrzepek表示，这意味着，年全球用于粮食灌溉的水量将减少18%。

全球许多著名科学家年8月16日曾经发布报告称，全球总人口预计将在年达到90亿，如果想在不破坏环境的情况下确保这些人获得足够的食物，可能需要推广人造肉。国际家畜研究所科学家菲利普-桑顿博士称，可以使用两种方法增加全球奶制品和肉制品产量。他说："一种是人造肉，一种是纳米技术。"

二、宇宙探索

宇宙是十分广袤空间和其中存在的各种天体以及弥漫物质的总称。宇宙起源是一个极其复杂的问题。现代天文观测证明它处于不断的运动和发展中。许多科学家认为，宇宙是由大约亿年前发生的一次大爆炸形成的。

宇宙大爆炸是现代宇宙学中最有影响的一种学说。它的主要观点是认为宇宙曾有一段从热到冷的演化史。在这个时期里，宇宙体系在不断地膨胀，使物质密度从密到稀地演化，如同一次规模巨大的爆炸。起初，无空间、时间，未知原因，空间开始暴涨式出现，振动使得物质诞生，这次大爆炸的反应原理被物理学家们称为量子物理。大爆炸使空间扩张，宇宙空间不断膨胀，温度也相应下降，后来相继出现宇宙中的所有星系、恒星、行星乃至生命。该理论的创始人之一是伽莫夫。年美国物理学家伽莫夫正式提出大爆炸理论，认为宇宙由大约亿年前发生的一次大爆炸形成。上世纪末，对Ia超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀，因为宇宙可能大部分由暗能量组成。

最新的研究认为宇宙的直径为亿光年，甚至更大。可观测的宇宙年龄大约为.2亿年。宇宙的23%由完全不知道起源的暗物质组成，73%由暗能量构成。

宇宙是个无边无际且神秘莫测的世界，那里有着许多现在科学无法理解的事实存在。探索宇宙，能够满足我们人类的好奇心，丰富我们的精神生活。实用的角度来说，探索外部空间意义重大。比如在月球上存在大量的氦3。据科学家对月球探测，月球上的氦-3含量估计约万吨以上。由此估算，吨氦-3通过核反应便能提供全世界使用一年的能源总量。由此，月球上的氦-3可以让地球人使用几千年。。

探索宇宙的目的并非是去寻找金银财宝。其主要目的：①研究宇宙的奥秘；②探索新能源与新材料；③为地球生命寻找新的栖息场所和避难所；④研究其他宇宙生命形式并与之交流。

太空探索技术公司创始人埃隆·马斯克希望星船能完成一些额外目标：星船不仅要代替“猎鹰9”号火箭发射卫星，还将于年将宇航员送上月球，并为火星任务提供运输服务。星船也是迄今为止最大的火箭，高达米，可运输超过吨的货物，因此是运输大型卫星或卫星群的理想载体。

三、人工智能引发新浪潮

人工智能也称机器智能，指由人制造出来的机器所表现出来的智能。通常人工智能是指通过普通计算机程序来呈现人类智能的技术。约翰·麦卡锡于年的定义是“制造智能机器的科学与工程”。安德里亚斯·卡普兰（AndreasKaplan）和迈克尔·海恩莱因（MichaelHaenlein）将人工智能定义为“系统正确解释外部数据，从这些数据中学习，并利用这些知识通过灵活适应实现特定目标和任务的能力”。

AI的核心问题包括建构能够跟人类似甚至超卓的推理、知识、规划、学习、交流、感知、移物、使用工具和操控机械的能力等。当前有大量的工具应用了人工智能，其中包括搜索和数学优化、逻辑推演。而基于仿生学、认知心理学，以及基于概率论和经济学的算法等等也在逐步探索当中。思维来源于大脑，而思维控制行为，行为需要意志去实现，而思维又是对所有数据采集的整理，相当于数据库，所以人工智能最后会演变为机器替换人类。

人工智能是计算机学科的一个分支，二十世纪七十年代以来被称为世界三大尖端技术之一（空间技术、能源技术、人工智能）。也被认为是二十一世纪三大尖端技术（基因工程、纳米科学、人工智能）之一。人工智能已逐步成为一个独立的分支，无论在理论和实践上都已自成一个系统。

人工智能是研究使计算机来模拟人的某些思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科，主要包括计算机实现智能的原理、制造类似于人脑智能的计算机，使计算机能实现更高层次的应用。人工智能将涉及到计算机科学、心理学、哲学和语言学等学科。可以说几乎是自然科学和社会科学的所有学科，其范围已远远超出了计算机科学的范畴，人工智能与思维科学的关系是实践和理论的关系，人工智能是处于思维科学的技术应用层次，是它的一个应用分支。

从思维观点看，人工智能不仅限于逻辑思维，要考虑形象思维、灵感思维才能促进人工智能的突破性的发展，数学常被认为是多种学科的基础科学，数学也进入语言、思维领域，人工智能学科也必须借用数学工具，数学不仅在标准逻辑、模糊数学等范围发挥作用，数学进入人工智能学科，它们将互相促进而更快地发展。

值得一提的是，人工智能还涉及信息论、控制论、自动化、仿生学、生物学、心理学、数理逻辑、语言学、医学和哲学等多门学科。人工智能学科研究的主要内容包括：知识表示、自动推理和搜索方法、机器学习和知识获取、知识处理系统、自然语言理解、计算机视觉、智能机器人、自动程序设计等方面。

四、Web3革新互联网

Web3目前还缺乏一个公认的权威的定义，可以将它认为是一系列内容的集合：一个支付和资金为数字原生的互联网、一个”去中心化“应用程序与中心化应用程序竞争的互联网、一个用户能对自己的身份和数据有更多控制权的互联网。

Web3最重要的是为现有的互联网嵌入一个或多个基于区块链的附加层，从而为互联网应用赋予额外的能力和约束，比如众所周知的支付和钱包功能，比如让个人真正拥有在平台购买的数字产品并能够转移到其它平台。

Web3.0将应用Mashup技术对用户生成的内容信息进行整合，使得内容信息的特征性更加明显，便于检索。Web3.0的网络模式将实现不同终端的兼容，从PC互联网到WAP手机，PDA，机顶盒，专用终端，不只应用在互联网这一单一终端上。Web3.0将建立可信的SNS(社会网络服务系统)，可管理的VoIP与IM，可控的Blog/Vlog/Wiki，实现数字通信与信息处理、网络与计算、媒体内容与业务智能、传播与管理、艺术与人文的有序有效结合和融会贯通。

Web2.0模式下的SNS--网络社交平台，只是简单地将人与人通过互联网这一平台连接起来。值得一提的是，Web3.0时代将更加凸显网络的三大功能:信息共享、网络传播和电子商务，这三大功能涉及人类生活三大基本面。

五、3D打印的城市

所谓3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

年1月14日，美国加州大学圣迭戈分校首次利用快速3D打印技术，制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架，成功帮助大鼠恢复了运动功能。年5月5日，中国首飞成功的长征五号B运载火箭上，搭载着"3D打印机"。这是中国首次太空3D打印实验，也是国际上第一次在太空中开展连续纤维增强复合材料的3D打印实验。

3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。这打印技术称为3D立体打印技术。年，CharlesHull开发了第一台商业3D印刷机。

值得一提的是，年来自美国圣地亚哥的服务商SD3D与全球保险经纪巨头怡安（Aon）共同合作，打造出世界上最大的3D打印城市，整个城市的尺寸达到9×10.5英尺（即2.7×3.2米）。作为一个相当庞大的3D打印项目，整个过程都充满了令人惊讶的细节。值得一提的是，制作团队用来创建这座3D打印城市的只是一张很简单的2D平面图，制作人员用3D建模软件Rhino将它转换成3D，单是这一环节就花去了制作团队超过个小时的时间。“打印一个这么大规模的东西不是一件容易事。

荷兰南部有一座8米长、3.5米宽的混凝土桥，横跨在水渠上。它是世界上第一座永久性的、通过3D打印方法建成的桥梁。由埃因霍恩理工大学的学生和工程公司BAMInfra共同设计制造。利用3D打印技术制造了片厚度为1cm的加固混凝土片，然后由工人拼接。3D打印技术能够很好地减少材料的浪费，速度较快、成本较低。

六、mRNA技术

mRNA技术，简单来说，就是当人体需要完成某一任务，比如消灭某一类外来病毒时，需要在体内表达抗体蛋白质来抵抗。机体通过参阅病毒DNA基因“说明书”，学习并以RNA的形式制作“笔记”，这一过程在生物学上称为“转录”（Transcription），RNA“笔记”经过修饰的“消化吸收”之后，变成可以指导蛋白质合成的“教科书”mRNA，在蛋白质加工厂“核糖体”中合成蛋白质以刺激机体产生特异性免疫学反应从而消灭病毒，合成蛋白质的过程在生物学上称为“翻译”（Translation）。mRNA是连接基因和蛋白质的桥梁。

mRNA-蛋白质融合体展示技术，是一种新兴的体外多肽筛选技术。可以运用于生物分子配体的发现和相互作用的分析。值得一提的是，人几乎所有的身体功能都要依赖蛋白质。

mRNA（信使核糖核酸，messengerRiboNucleicAcid）的作用是告诉我们的细胞该制造什么样的蛋白质。借助于人工编辑的mRNA，理论上我们就可以命令我们的细胞机器制造天底之下几乎任何的蛋白质。你可以大规模制造体内天然存在的分子，用来修复器官或改善血液流动。或者，你可以要求我们的细胞伪造不在清单上的蛋白质，而我们的免疫系统会学会把它识别为成入侵者，并予以销毁。

与传统疫苗相比，mRNA疫苗具备以下优势：1）抗原选择范围广；2）具备自我佐剂特点，表现更强的免疫原性；3）具备足够的安全性。与质粒DNA疫苗相比不进入细胞核内部，只在细胞质内表达抗原，不存在整合人体基因上的风险；4）存在多种修饰方法，能够使mRNA疫苗更加稳定，翻译效率更高，同时纳米脂质体递送方式的发展能够使mRNA疫苗快速递送到细胞内从而发挥功能。5）不依赖细胞培养技术，可快速构建疫苗。现在的体外转录技术能够非常快速、廉价地大规模生产RNA疫苗，相较于传统活疫苗5-6个月的生产周期，mRNA疫苗只要有了病毒的基因序列，有望在40天内完成疫苗样品的生产制备。因此有望更好的应对突发的传染病疫情。6）生物化学合成，生产过程无病毒感染风险。

值得一提的是，人类在抗击新冠疫情的战斗中，信使核糖核酸（mRNA）疫苗表现十分优异。年，这种新型疫苗技术将首次接受广泛测试，以检验它对其他传染病的适用性。其中最有趣、最重要的项目包括流感疫苗、肺结核疫苗、带状疱疹疫苗和疟疾疫苗。

总部设在德国美因茨的拜恩泰科公司正在其成功的mRNA技术的基础上研发疟疾疫苗。根据公司计划，相关临床研究将在年底启动。拜恩泰科公司将对多种候选疫苗展开研究。该公司同时也在和世界卫生组织、非洲疾病预防控制中心合作。 　　

七、过滤二氧化碳的机器

年最热门的15项技术。其中包括过滤二氧化碳的机器。这或许是应对气候变化最直观的方式：将排放的二氧化碳再收集起来。国际通用概念是“二氧化碳清除（CDR）”。

事实上，CDR背后隐藏着一系列技术，其中包括绿化、人工加速岩石风化来固定二氧化碳，以及用机器从大气中清除二氧化碳。当前这种机器十分稀有。美国全球恒温器公司已建设了一些试验工厂，和石油龙头埃克森美孚公司共同致力于实现该技术的规模化。

值得一提的是，瑞士“气候工厂”公司曾经为这个领域带来新生机，它在冰岛建设了名为“奥尔卡”的工厂。工厂由8个收集器组成，它们看上去像巨大的棕色空调，配备过滤器。每个收集器每年能从空气中清除吨二氧化碳。在冰岛，“气候工厂”公司将分离出的二氧化碳泵入地下并将其矿化，让其成为岩石。另外对捕获的二氧化碳加以利用，比如用于制作气泡矿泉水。

德国慕尼黑大学教授尤利娅·蓬格拉茨曾经强调：“更困难的问题是如何处理收集来的二氧化碳。目前，将其存放在地下的做法在德国不被接受。”原因是，人们担忧二氧化碳或许会从不密封的地方再次逸出并造成损害。

八、钢铁贴上绿色标签

今后购买用欧洲钢材制造的产品，或看到一个小标签，它用来证明所用材料的生产过程对气候是友好的。人类许多年来被认为无法想象的事情正即将变成现实。

人类迄今为止，工业领域二氧化碳最大排放部门之一就是钢铁业，而其将逐步采用新工艺，由此达到欧盟要求到年实现经济碳中和的目标。

值得一提的是，欧洲是用烧煤的高炉进行冶炼来制造多数钢铁制品，现如今，德国的蒂森克虏伯和萨尔茨吉特等企业正越来越多地使用电能和氢能。但由于这种转型耗时长、成本高，该行业需要中间方案。比如萨尔茨吉特提高了所用可再生材料的比重，以生产绿色钢材。对汽车领域等许多钢材买家来讲，原材料的二氧化碳足迹也越来越重要。比如著名的汽车制造商戴姆勒预计到年实现整个供应链（包括必要钢材）的碳中和。

九、航空氢能投入使用

氢能是氢在物理与化学变化过程中释放的能量。氢能是氢的化学能，氢在地球上主要以化合态的形式出现，是宇宙中分布最广泛的物质，它构成了宇宙质量的75%，二次能源。工业上生产氢的方式很多，常见的有水电解制氢、煤炭气化制氢、重油及天然气水蒸气催化转化制氢等，但这些反应消耗的能量都大于其产生的能量。

氢的能量密度比电池高得多，预计到或年氢的成本将低于喷气燃料。与其他形式的运输相比，航空中使用氢燃料更适合，更经济，更具有优势。氢能飞机早在20世纪50年代就已经现身，但是由于储存和成本问题，氢气在航空领域的使用仍处于初级阶段

8年，波音第一架氢动力燃料飞机成功首飞。8年，波音第一架氢动力燃料飞机成功首飞。年，ZeroAvia公司试飞了世界上第一架氢能商用飞机。值得一提的是，ZeroAvia将在年之前设计出一种用于大型飞机的氢能发动机。

空客是另一家致力于开发氢能飞机的公司。年9月，空客公布了全球首款零排放民用飞机的三种概念机型。这三款概念机都被命名为“ZEROe”，也都把氢能源作为主要动力。空客氢概念飞机将于年投入使用，可容纳至名乘客，航程为（公里）。氢气具有成为航空燃料的潜力和前景。氢气污染小、既具有可获取性、又具有安全性。更重要的是，不论从重量还是体积上看，氢气都比锂电池的能量密度大。阿维亚解决方案集团董事长GediminasZiemelis认为，氢能飞机在年会达到.8亿美元、年会达到.2亿美元的预期价值。

据专家预测，如果到年在区域、短程和中程空中交通领域完全使用新能源，则每年需要0万吨氢。为此必须建立全球供应网络，还必须重塑机场的地面流程。

十、治疗新冠的口服药

年，人类或将首次使用易于获得的治疗新冠肺炎的药片。在这些新药中，就是被寄予厚望的辉瑞公司研制的PAXLOVID。年圣诞节前不久，该药在美国曾获得紧急使用授权。另一种能对抗新冠病毒的新药是美国默克公司的Molnupiravir。两种药品都是通过干预病毒的繁殖机制来发挥作用的。PAXLOVID由两种抗病毒有效物质组成，它能抑制病毒复制所需的酶。Molnupiravir能导致病毒核糖核酸复制过程出错，从而阻碍其繁殖。据外媒报道，法国卫生管理局（HAS）批准使用美国辉瑞公司的新冠口服药帕克斯洛韦（Paxlovid），建议为无需吸氧的、有重症风险的新冠病人作为早期治疗药物使用。

即使如此，治疗新冠肺炎的药仍然是一个巨大的挑战，充满着未知数。