美国《技术评论》杂志日前推出的“2007年新兴10大技术”,被认为是2007年最令人兴奋、最有可能影响整个产业和科研的技术,因为,它们将影响人们生活的各个方面。
1.对等网络拯救视频未来
对等网络技术将能直接加速视频信息的传输。
目前,包括音像在内的视频数据占据了互联网数据流的60%%,未来2年这一比例将达到98%%,这意味着网络下载资料的速度将会越来越慢。对于互联网行将“淹没”视频数字信息的问题,信息界的专家们认为,对等网络技术将能拯救视频信息传输的未来。
所谓的对等网络,即P2P文件发布技术。目前业界对它还没有一个标准的说法。简单地说,P2P技术是一种用于不同电脑用户之间、无需经过中继设备直接交换数据或服务的技术。P2P计算可以说是一种互联网技术的回归,这是因为互联网最初的设计目标就是让网络上的计算机互相之间可以直接通信而不需要中介。
与传统的通信模式———用户/服务器等相比,对等网络不存在中心节点(或中心服务器),其中的每一个节点大都同时具有信息消费者、信息提供者和信息通讯等三方面的功能。随着各类数字终端、服务器资源、网络带宽等资源持续保持类似摩尔定律式的增长,P2P技术以其两大方面的突出表现:即低成本、高可靠性的超大规模计算和存储资源共享;强大的网络联通性,更直接、更灵活的信息沟通,成为信息技术发展需要的新共享方式的主要候选者之一。
利用对等网络技术,人们上网传递信息方式将得以改变,有关源文件可分为几个部分供他人下载,每一个用户从不同的主机当中可以找到不同的部分分别下载,这样文件传输的速度就大大增加了,而且无需用网络服务器来保存源文件。
对等网络技术是目前国际计算机网络技术领域研究的一个热点,也被《财富》杂志誉为将改变互联网未来的四大新技术之一。目前,微软、IBM等很多著名的企业和公司都投入到对P2P技术的研究之中。
2.量子点技术为太阳能“充电”
半导体量子点新技术,能够大幅度提高廉价光伏太阳能电池的效能。
太阳能是人类取之不尽、用之不竭的能源。然而,它的能量却因太阳能电池的成本居高不下,难以得到充分应用。目前,一些化学家提出了新的解决方案,利用只有几个纳米宽的半导体量子点制成的电池,有望最终降低太阳能发电的成本,使之能够与化石能相抗衡。
量子点是科学家自20世纪90年代以来一直潜心研究的半导体新技术,如今不断取得进展。美国能源部国家实验室的科学家发现,半导体量子点材料具有优越的与光相互作用的特性,量子点材料受高能光子撞击时释放电子的数量是硅半导体材料的2倍以上,这意味着光电转化效率能够得到大幅度的提高。不仅如此,量子点技术可以通过简单的化学反应得以实现,其材料价格将非常低廉。
目前,通过光伏太阳能电池将阳光转换为电力的挑战在于:大幅度降低输送每瓦太阳能电力的成本,而如果要与化石燃料、核能发电竞争,还要再降低5—10倍;与初级化石能源竞争则要降低25—50倍。有关试验表明,基于纳米技术的量子点新技术可以提升太阳能发电技术的竞争力。
美国国家再生能源实验室的高级研究员安森?诺基克认为,量子点技术的光伏太阳能电池能效可达42%%,高于目前能效为31%%的硅基电池。而且,量子点半导体材料的制造成本也很低,有效的聚合物量子点最终可使太阳能发电的成本与煤发电的成本相抗衡。尽管实现量子点技术的太阳能电池的商业化仍需几年时间,但一旦如此,它将会帮助人们摆脱化石能。
3.“光纤开关”精确治疗神经性疾病
利用绿藻蛋白制成的“光纤开关”,将使科研人员对人脑某一部分的功能进行开关式控制,有助于治疗抑郁症、帕金森等神经性疾病。
美国斯坦福医学中心的卡尔?迪舍斯在医治神经性疾病患者时发现,尽管通常的电激等疗法能挽救患者的生命,但却给他们带来了失忆、头痛等严重的副作用。迪舍斯于是想到用光纤开关的方式来控制患者的神经元细胞,可实施精确治疗,而且能减少副作用,最终达到有效的治疗目的。
迪舍斯领导的研究小组利用绿藻的一种蛋白质作为控制神经元细胞的光纤开关。当神经元细胞受光时,这种蛋白质则会刺激细胞中的微电流传导到下一个细胞。科研人员以此利用光纤开关刺激某个特定的、引起肌肉抽动反应的神经元或脑电波,达到治疗神经性疾病的目的。有关动物试验表明,这种治疗方法大大减轻了老鼠的抑郁症状。
目前,研究小组已将他们发明的光纤开关分送到100个实验室,利用老鼠、蠕虫、苍蝇和石斑鱼进行进一步的试验。有关专家甚至认为,在研究如何治疗神经性疾病的同时,这一技术还可以成为新的研究工具。
不过,科研人员还需要保证利用安全的基因治疗方法,将光纤开关送达目标神经元细胞。如果未来科学家发现特定的、导致神经性疾病的细胞,这种治疗方法将会更精确、更有效。
4.纳米蛋白碎片可止血助康复
细微的纳米级纤维通过止血以及恢复脑伤来拯救生命。
美国麻省理工学院的科研小组利用纳米技术发明一种液体,使用这种液体对准流血的伤口,一喷即刻可止血。小组负责人艾尼斯伯力克表示,不仅如此,这种液体及其相关纳米纤维制品还有助于恢复病人的脑伤。
据介绍,这种神奇的液体是由纳米级的蛋白质碎片(也称缩胺酸)制成的。其快速止血的能力适合用于手术、事故现场救助和战场急救等特殊情况。另一方面,缩胺酸在机体内能自我装配形成纤维网状的透明胶,这有助于恢复受损的脑和脊柱组织。有关动物试验显示,将这种纳米蛋白碎片涂覆在小鼠身体内与视觉相关的、受伤的神经周围,那些神经就能很快地生长,小鼠的视觉得以很快恢复。
与目前的方式相比,纳米蛋白碎片的止血功能具有很多优点,如快速、透明、方便使用,不损伤其他组织以及术后无需清除等。同时,它还能以提供细胞生长所需氨基酸的方式加速伤口的愈合。
艾尼斯伯力克表示,纳米蛋白碎片材料将最先用于手术中。不过,在应用之前,还需要对其进行更进一步的人体试验。一旦人体试验证明有效,预计此后3—5年内就可以应用。
有关专家认为,纳米蛋白碎片材料的研制成功说明,科学家可以充分利用纳米结构材料的自我组装功能,借鉴这一思路可以开发出更多的、更理想的医疗技术产品。
5.数字扩张技术让手机上的世界更清晰
将整个真实世界的数字信息化加倍,让手机告诉你更多细节。
对于一个在陌生城市的人来说,有一张导游图,或是一台GPS,今天也许就够用了,不过还是要费很多口舌;将来,你需要的可能是一部手机,它能够很快告诉你某某餐馆的饭菜口味、价位等信息。
诺基亚公司研发中心麦克斯?卡哈里带领的团队正在以“手机上的扩张世界”项目打造这样的手机,他们希望将现有真实世界的数字信息量再扩大几倍,好让手机上显示的世界更清晰。
该科研团队最近在国际会议上展示了这样的手机模型,他们把GPS传感器、指南针等功能加入诺基亚的智能手机。利用GPS传感器的信息,智能手机能像照相机那样精确地显示物体间的距离。随着手机位置的移动,其外部环境的地理名称立刻就能显示出来。此外,用户还可从网上下载需要的详细信息载入手机备查。
不过,尽管诺基亚的GPS传感器性能可靠价格也不贵,但是一些工程人员还是认为,他们在手机上引入过于复杂的功能。法国一家名为“整体包容”的公司则采用扩张真实世界的理念,以图像技术作为手段。仅凭相关软件,这家公司开发出能模拟物体间距离的手机,这种手机已在亚洲和欧洲的一些地区开始试销,他们希望这样的手机能率先用于赌博游戏和商业广告。
实际上,诺基亚研究人员也在研究实时图像识别算法,他们希望这样的算法软件进一步完善现有智能手机的准确性和可靠性能。无论是诺基亚还是“整体包容”公司,他们的研发工作均在传递这样一个信息:将真实世界显示在手机上的概念将成为2007年的手机潮流。