過去的一兩年，我們所生活的這個世界經(jīng)歷了前所未有的巨大變革。
一方面，新冠疫情讓我們發(fā)現(xiàn)，疾病面前，人人平等。傳染病不再只是欠發(fā)達地區(qū)的專有名詞，而是已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)奪走了數(shù)百萬條生命的現(xiàn)實危機。新冠病毒的肆虐更是加重了其它疾病的防治難度。瘧疾，這個人類歷史上最恐怖的殺手之一，正在全球一半人口生活的地方卷土重來。
另一方面，氣候變化對我們生活的威脅正越來越顯著。過去幾年，全球各地的史上“最嚴重自然災害”“最高氣溫”等記錄持續(xù)不斷地被刷新著。僅僅一場極端天氣事件，就足以抹平一個發(fā)達經(jīng)濟體一年的 GDP 增長。最新數(shù)據(jù)顯示，只需要二十多年，氣候變化就可能讓全球 GDP 衰退接近兩成。
此外，在前些年帶給了我們巨大驚喜的信息技術(shù)革命，則進入了需要攻堅克難的“深水區(qū)”。許多之前沒有得到解決的問題，正變得越來越無法忽視：人工智能在工業(yè)界和科學界的應用遇到了不少的實際困難，而被不少人認為代表了人類金融未來的加密貨幣，其采礦所排放的溫室氣體已經(jīng)超過一個中等發(fā)達國家的排放量。
然而，只要有問題，就會有人站出來解決。
從二十一年前開始，《麻省理工科技評論》推出了年度“十大突破性技術(shù)”（10 Breakthrough Technologies）。不少在當年初露崢嶸的技術(shù)，如今已經(jīng)深刻改變了我們生活。數(shù)據(jù)挖掘（2001 年）讓數(shù)據(jù)成為了新世紀的生產(chǎn)力，智能軟件助理（2009 年）已經(jīng)成為了 Siri、各種助手、精靈等陪伴我們的小伙伴，深度學習（2013 年）讓人工智能走進了千家萬戶，可回收火箭（2016 年）則已經(jīng)徹底改變了航天工業(yè)的面貌。
自 2019 年比爾·蓋茨加入評選以來，我們開始更加側(cè)重于謀求和提升人類福祉的新技術(shù)。其中最典型的例子就是 mRNA 疫苗（2021 年），這項革命性的、定制化開發(fā)疫苗的技術(shù)，已經(jīng)在新冠疫情中拯救了億萬人的生命。
今年，也不例外。
面對傳染病的肆虐，人類的“武器庫”正在逐漸豐富起來。新冠變異追蹤技術(shù)時刻監(jiān)控著病毒的變異，讓新冠病毒成為了史上被測序最多的生物；方便服用的新冠口服藥則試圖為人類筑起一道應對這種疾病和未來更多疾病的堅實屏障；至于又開始抬頭的瘧疾疫情，瘧疾疫苗的進展則有望將其致死率降低 70% 之多。
面對氣候變化，人類也終于開始以前所未有的團結(jié)、勇氣和決心，共同應對挑戰(zhàn)。長時電網(wǎng)儲能電池試圖突破電池的成本瓶頸，讓更多的可再生能源為人類提供清潔電力；實用型聚變反應堆離生產(chǎn)出近乎取之不盡、用之不竭的安全清潔能源又近了一步；除碳工廠則聚焦于人類的歷史排放，希望可以讓已經(jīng)排放到大氣中的二氧化碳重新回到地下。
在計算機和信息科學領(lǐng)域，進步也從未放慢腳步。AI 蛋白質(zhì)折疊用算法和算力解決了困擾生命科學領(lǐng)域 50 年的問題；AI 數(shù)據(jù)生成則試圖面對一個一直以來未曾引起足夠重視的基礎(chǔ)性問題：數(shù)據(jù)偏見；終結(jié)密碼有望繞開已經(jīng)不夠強大的密碼，繼續(xù)保護我們的信息安全；而加密貨幣的 PoS 權(quán)益證明技術(shù)，則試圖顛覆舊有的證明方式，讓交易的能耗大幅降低。
我們的評委比爾·蓋茨堅信，未來依然是美好的，我們也應該為美好的未來而繼續(xù)奮斗。我們也希望，在看完今年的評選結(jié)果以后，你也能有同樣的感受，獲得同樣的力量。
此次 2022 年《麻省理工科技評論》“全球十大突破性技術(shù)”發(fā)布會由杭州未來科技城（海創(chuàng)園）管委會主辦，DeepTech協(xié)辦，將在杭州未來科技城舉辦。
杭州未來科技城是國家四大科技城之一，擁有多個重大科技創(chuàng)新平臺，是高新技術(shù)企業(yè)和高科技人才的集聚地。尤其是近年來，杭州未來科技城根據(jù)新一輪高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略行動規(guī)劃，聚焦“萬千人才成長搖籃、萬家企業(yè)戰(zhàn)略同盟、萬億營收產(chǎn)業(yè)平臺”建設，正加速集聚人才項目、不斷迸發(fā)創(chuàng)新活力，進而推動經(jīng)濟實力持續(xù)增長。
而此次 2022 “十大突破性技術(shù)”的發(fā)布，將為未來科技城構(gòu)建科技人才高端矩陣、搶占科創(chuàng)“尖峰”開辟一條新路徑；同時，也將加速推動未來科技城成為全國科技創(chuàng)新策源功能的主引擎，以及引領(lǐng)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的主力軍。
以下是榜單詳細內(nèi)容解讀：
重大意義：易于服用的治療嚴重的 COVID-19 的藥片也可能對下一次大流行病起作用。
主要研究者：默克，輝瑞，Pardes Biosciences
技術(shù)可實現(xiàn)性：已實現(xiàn)
還記得唐納德·特朗普（Donald Trump）服用的治療瘧疾的羥氯喹，以及將人們送到毒物控制中心的馬用驅(qū)蟲劑伊維菌素（ivermectin）嗎？這些藥物對新冠肺炎 COVID-19 并不有效。但是，人們還是迫切地希望它們是有效的。吞下一粒藥丸就能使病毒消失，這是一個樸素的愿望。
現(xiàn)在，這個愿望變成了現(xiàn)實：通過使用截然不同的方法來設計藥片以阻止新冠病毒。事實證明，新的方法確實有效。感染幾天的病人服用輝瑞公司的一種抗病毒藥物后，可將住院的幾率減少 89%。美國政府已經(jīng)訂購了價值 100 億美元的這種名為 Paxlovid 的新藥。
新的藥片并不只是在黑暗中一次幸運的嘗試?；瘜W家們設計這種藥物來擾亂病毒的自我復制能力，該藥會鎖定并阻斷一種叫做蛋白酶的蛋白質(zhì)，它是新冠病毒進行具有威脅性的復制的核心。
其它類型的冠狀病毒中也存在類似的蛋白酶，這意味著輝瑞公司的藥物也有望抵御下一次大流行病。而且，科學家們確信，更多像 SARS-CoV-2 病毒（新冠病毒） 這樣的病原體，正潛伏在蝙蝠居住的洞穴和工業(yè)化的養(yǎng)殖場中。
新的抗病毒藥物的研發(fā)比病毒疫苗的設計、合成和測試時間更長（其中一種來自默克公司，這種藥物主要針對病毒復制的不同機制）。但是，這些抗病毒藥物仍然創(chuàng)造了記錄。以前從未有一種全新的戰(zhàn)勝疾病的分子能如此迅速地從化學家的實驗室進入志愿者的口中，并獲得美國食品和藥物管理局的批準。輝瑞公司的 CEO 艾伯特·波拉（Albert Bourla）說，當他在 2021 年 11 月得到該藥物有效的消息時，他激動得“淚流滿面”。
該藥片將防止許多人死于 COVID-19，包括免疫系統(tǒng)較弱而疫苗對其無效的人。如果出現(xiàn)了能打敗疫苗的新變種，抗病毒藥物可能是我們最后的手段。
重大意義：核聚變有望產(chǎn)生廉價的、無碳的、永遠在線的能源，沒有核反應堆堆芯熔毀的危險，也幾乎沒有放射性廢物。
主要研究者：Commonwealth Fusion Systems，國際熱核聚變實驗反應堆（ITER），美國勞倫斯利弗莫爾國家點火裝置，Helion Energy，托卡馬克能源公司（Tokamak Energy），通用聚變公司（General Fusion）
技術(shù)可實現(xiàn)性：大約 10 年
2021 年 9 月， Commonwealth Fusion Systems 的研究人員對一塊 10 噸重的 D 型磁鐵緩慢充電并提升場強，直到它超過 20 特斯拉（T）。這是同類磁鐵的一個新記錄。該公司的創(chuàng)始人說，這一壯舉解決了開發(fā)一個緊湊、廉價的聚變反應堆過程中所面臨的主要工程挑戰(zhàn)。
幾十年來，核聚變發(fā)電一直是物理學家的夢想。在遠高于 1 億攝氏度的溫度下，就像在太陽中一樣，核子融合在一起，在此過程中釋放出大量的能量。如果研究人員能夠在地球上以可控和持續(xù)的方式實現(xiàn)這些反應，那么它就可以利用幾乎無限的燃料來源，提供廉價、持續(xù)、無碳的電力來源。
在其中一種方法中，磁鐵被用于將離子和電子的氣體，即所謂的等離子體，限制在甜甜圈形狀的反應器內(nèi)。更強大的磁鐵意味著更少的熱量損失，從而使得更多的核聚變反應可以在一個更小、更便宜的設施內(nèi)發(fā)生。這種改變不僅僅是一點點：磁場強度增加一倍，產(chǎn)生相同能量所需的等離子體的體積就會減少 16 倍。
盡管過去數(shù)十年的研究已經(jīng)耗費數(shù)十億美元的投資，但還沒有人建造出一個產(chǎn)生能量比反應堆的消耗更多的核聚變工廠。但是，Commonwealth Fusion Systems 及其支持者充滿希望，其他聚變初創(chuàng)公司和研究工作也報告了最近的進展。
Commonwealth Fusion Systems 正在建設一個工廠，以大規(guī)模生產(chǎn)磁鐵，并為原型反應堆奠定基礎(chǔ)。如果一切如愿，這家初創(chuàng)公司計劃在 21 世紀 30 年代初期向電網(wǎng)提供聚變能源。
終結(jié)密碼
重大意義：各大公司終于改變了認證方式，不再使用極其不安全的字母和數(shù)字。
主要研究者：微軟，谷歌，Okta，Duo（Alphabet 旗下）
技術(shù)可實現(xiàn)性：已實現(xiàn)
在 20 世紀 60 年代初，麻省理工學院教授費爾南多·科爾巴托（Fernando Corbató）正在開發(fā)一種新的共享計算機系統(tǒng)，并希望有一種方法讓人們能夠保護他們的私人文件，他的解決方案是使用密碼。多年來，科爾巴托的解決方案戰(zhàn)勝了其它技術(shù)手段，成為了我們登錄幾乎所有地方的標準方式。
那么問題是什么？密碼本質(zhì)上是不安全的。它可以被竊取、猜測或被暴力破解。但大多數(shù)情況下，人們會使用一些低級的密碼。更糟糕的是，他們還重復使用。
像 Dashlane 和 1Password 這樣的密碼管理器可以為你追蹤所有這些不同的字母數(shù)字，甚至可以替換掉那些薄弱的密碼。但在安全方面，密碼管理只是措施的一半，真正的行動是完全消除密碼。
這一過程已經(jīng)在進行中。像 Okta 和 Duo 這樣面向企業(yè)的公司，以及像谷歌這樣的個人身份供應商，都為人們提供了無需輸入密碼就能登錄應用和服務的方法。同時，蘋果公司的面部識別系統(tǒng)已將生物識別登錄納入主流。最值得注意的是，微軟在 2021 年 3 月宣布，其部分客戶可以完全不輸入密碼，隨后在 9 月，告訴人們可以完全刪除他們的密碼。那些被稱為“其他”的認證方法，終于取得了勝利。
你可能已經(jīng)親身經(jīng)歷過這種情況。你去登錄一個網(wǎng)站或啟動一個應用程序，但你沒有被要求輸入密碼，而是被提示從認證應用程序中輸入一個六位數(shù)的代碼，點擊你手機上的通知，或點擊發(fā)送到你電子郵件的鏈接，抑或只需要把手機舉到你的面前。這些操作都很簡單。
至于輸入一堆你必須回憶、寫下或存儲在數(shù)據(jù)庫中的字符和符號？擺脫這一切吧。
重大意義：DeepMind 通過解決生物學中一個困擾研究者長達 50 年的問題，為藥物發(fā)現(xiàn)和設計開辟了新的道路。
主要研究者：DeepMind（Alphabet 旗下），lsomorphic Labs（Alphabet 旗下），Baker Lab（華盛頓大學）
技術(shù)可實現(xiàn)性：已實現(xiàn)
到 2020 年底，英國的人工智能實驗室 DeepMind 已經(jīng)在人工智能方面取得了許多令人印象深刻的成就。然而，當該小組預測蛋白質(zhì)折疊的程序于當年 11 月發(fā)布時，生物學家對它的工作效果感到震驚。
你的身體所做的一切，幾乎都是通過蛋白質(zhì)完成的。因此，獲悉單個蛋白質(zhì)的作用對大多數(shù)藥物開發(fā)和了解許多疾病都至關(guān)重要，而一個蛋白質(zhì)的作用是由其三維結(jié)構(gòu)決定的。
蛋白質(zhì)是由氨基酸組成的，氨基酸會折疊成一個復雜而扭曲的結(jié)。確定這種形狀，從而確定蛋白質(zhì)的功能，需要在實驗室中花費數(shù)月時間。多年來，科學家們一直在嘗試用計算機預測的方法來使這一過程更容易。但是，沒有一種技術(shù)能夠接近人類所達到的準確性。
DeepMind 開發(fā)的 AlphaFold2 改變了這種情況。該軟件使用一種稱為深度學習的人工智能技術(shù)，可以預測蛋白質(zhì)的形狀，甚至精確到原子，這是計算機第一次達成與實驗室中使用的速度較慢但結(jié)果準確的技術(shù)相當?shù)乃疁省?/p>
世界各地的科學團隊已經(jīng)開始使用它來研究癌癥、抗生素抗性和新冠病毒。
DeepMind 還建立了一個公共數(shù)據(jù)庫，在 AlphaFold2 預測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)時，它會將其填入數(shù)據(jù)庫。這個數(shù)據(jù)庫目前有大約 80 萬個條目，DeepMind 說它將在明年增加超過 1 億個條目，包含了幾乎科學上已知的所有蛋白質(zhì)。
DeepMind 已將這項工作孵化成一家名為 Isomorphic Labs 的公司，據(jù)說該公司將與現(xiàn)有的生物技術(shù)和制藥公司合作。AlphaFold2 的真正影響可能需要一兩年的時間才能明確，但其潛力正在世界各地的實驗室中迅速展開。
重大意義：一種確保數(shù)字貨幣安全的替代方法可以結(jié)束加密貨幣的能源消耗困境。
主要研究者：Cardano，Solana，Algorand，以太坊
技術(shù)可實現(xiàn)性：以太坊 2022 年可實現(xiàn)
像比特幣這樣的加密貨幣需要使用大量的電力。2021 年，比特幣網(wǎng)絡消耗了超過 100 太瓦時，比芬蘭的年度能耗還要多。
權(quán)益證明提供了一種建立不需要耗能太多的網(wǎng)絡的方法。如果一切按計劃進行，世界第二大加密貨幣、運行各種應用程序的以太坊將在 2022 年上半年過渡到這種模式。預計這一轉(zhuǎn)變將減少 99.95% 的能源使用。
加密貨幣在區(qū)塊鏈上運行，通過交易產(chǎn)生的數(shù)字賬本，其安全性必須得到保證，防止作弊者、欺詐者和黑客入侵。比特幣和以太坊目前使用工作量證明算法來確保安全：“礦工”解決加密難題，從而競爭驗證新交易區(qū)塊的權(quán)利。成功的“礦工”會獲得加密貨幣作為他們工作的獎勵。
工作量證明意味著尋找數(shù)學難題的解決方案，這需要大量的計算能力，因此也需要電力。
有了權(quán)益證明，驗證者不必相互爭奪并在能源和計算硬件上投入巨大。相反，他們的加密貨幣緩存或權(quán)益，允許他們進入一個抽獎活動。那些被選中的人獲得了驗證一組交易的權(quán)力（并因此獲得更多的加密貨幣）。在一些網(wǎng)絡中，表現(xiàn)出不良行為的驗證者會受到懲罰，從而失去一部分權(quán)益。
以太坊將成為使用權(quán)益證明的最大網(wǎng)絡。它已經(jīng)為該系統(tǒng)建立了一個新的區(qū)塊鏈，且該系統(tǒng)一直在平行運行。現(xiàn)在需要發(fā)生的是“合并”，將實際執(zhí)行交易和持有用戶資產(chǎn)的“層”（Layer）轉(zhuǎn)移過來，并在此過程中摒棄工作量證明。
如果成功，以太坊的股權(quán)證明區(qū)塊鏈可以為廣泛應用的節(jié)能技術(shù)創(chuàng)造條件。其他網(wǎng)絡也考慮過轉(zhuǎn)換，但他們似乎采取了觀望的態(tài)度。
重大意義：廉價、持久的鐵基電池可以幫助分攤可再生能源的供應壓力，并擴大清潔能源的使用范圍。
主要研究者：ESS，F(xiàn)orm Energy
技術(shù)可實現(xiàn)性：已實現(xiàn)
2021 年 4 月，一個陽光明媚的下午，可再生能源打破了加州主要電網(wǎng)的記錄，提供了足夠的電力來滿足 94.5% 的需求。這一時刻被譽為低碳化道路上的一個里程碑。但是，當太陽落山，微風停止，會發(fā)生什么？
處理可再生能源帶來的波動式電力生產(chǎn)需要廉價的存儲，時間為數(shù)小時甚至數(shù)天，新型的鐵基電池可能能夠勝任這一任務。
總部位于俄勒岡州的 ESS 公司，其電池可以儲存 4 至 12 小時的能量，它在 2021 年推出了其第一個電網(wǎng)規(guī)模的項目?？偛课挥隈R薩諸塞州的 Form Energy 公司在 2021 年籌集了 2.4 億美元，其電池可儲存電能長達 100 小時，它的第一次安裝將是在明尼蘇達州的一個一兆瓦的試驗工廠，預計將在 2023 年完成。
這兩家公司都選擇使用鐵基電池，而鐵是地球上最豐富的材料之一。這意味著他們的產(chǎn)品最終可能比其他電網(wǎng)存儲候選者，如鋰離子電池和釩系液流電池更便宜。 Form Energy 公司表示，其電池最終的成本可能僅為每千瓦時 20 美元，甚至低于未來幾十年對鋰離子電池的樂觀預測。
但是，仍有一些挑戰(zhàn)需要解決。鐵基電池的效率通常很低，這意味著投入其中的相當一部分能量無法被回收。另外，副反應也會隨著時間的推移而使電池退化。但是，如果鐵基電池能夠以足夠低的成本被廣泛部署，它們可以幫助更多人使用可再生能源供電。
重大意義：人工智能的好處主要集中在數(shù)據(jù)資源豐富的領(lǐng)域，而合成數(shù)據(jù)有望填補這些空白。
主要研究者：Synthetic Data Vault，Syntegra，Datagen，Synthesis AI
技術(shù)可實現(xiàn)性：已實現(xiàn)
2021 年，尼日利亞數(shù)據(jù)科學公司的研究人員注意到，旨在訓練計算機視覺算法的工程師可以從大量以西方服裝為特色的數(shù)據(jù)集里進行選擇，但卻沒有非洲服裝的數(shù)據(jù)集。該團隊通過使用人工智能生成非洲時尚的人工圖像來解決這一不平衡問題，這是一個全新的數(shù)據(jù)集。
這種合成數(shù)據(jù)集，即計算機生成的樣本，具有與真品相同的統(tǒng)計特征，且在數(shù)據(jù)饑渴的機器學習領(lǐng)域越來越普遍。在真實數(shù)據(jù)稀缺或過于敏感的領(lǐng)域，如醫(yī)療記錄或個人財務數(shù)據(jù)，這些假數(shù)據(jù)可用于訓練人工智能。
合成數(shù)據(jù)的想法并不新鮮，例如，無人駕駛汽車已經(jīng)在虛擬街道上進行了許多訓練。在 2021 年，這項技術(shù)已經(jīng)變得很普遍，許多初創(chuàng)公司和大學都在提供這種服務。例如，Datagen 和 Synthesis AI 根據(jù)需要提供數(shù)字人臉，其他公司為金融和保險業(yè)提供合成數(shù)據(jù)。合成數(shù)據(jù)庫是麻省理工學院數(shù)據(jù)和人工智能實驗室在 2021 年推出的一個項目，為創(chuàng)建廣泛的數(shù)據(jù)類型提供開源工具。
這種合成數(shù)據(jù)集的繁榮是由生成對抗網(wǎng)絡（GANs）推動的。這是一種人工智能技術(shù)，它善于生成逼真但虛假的案例，無論是圖像還是醫(yī)療記錄。
支持者聲稱，合成數(shù)據(jù)避免了許多數(shù)據(jù)集中普遍存在的偏見。但是，它的無偏見程度僅次于用于生成它的真實數(shù)據(jù)。例如，在黑人面孔少于白人面孔的情況下訓練的 GAN，可能的確會創(chuàng)造出一個黑人面孔比例較高的合成數(shù)據(jù)集，但鑒于原始數(shù)據(jù)有限，這些面孔最終可能不太逼真。
重大意義：瘧疾每年造成數(shù)十萬兒童死亡。與其他措施相結(jié)合，該疫苗可以減少多達 70% 的死亡率。
主要研究者：葛蘭素史克，世界衛(wèi)生組織
技術(shù)可實現(xiàn)性：已實現(xiàn)（有局限性）
瘧疾寄生蟲是一個臭名昭著的致命敵人，它已經(jīng)進化出無數(shù)種方法來躲避免疫系統(tǒng)的檢測，并在人類宿主體內(nèi)茁壯成長。瘧疾主要集中在撒哈拉以南的非洲地區(qū)，該地區(qū)的病例約占全世界 95% 。每年有 60 多萬人死于瘧疾，其中大部分是 5 歲以下的兒童。
2021 年 10 月，經(jīng)過多年的發(fā)展，世界衛(wèi)生組織終于批準了世界上第一種對抗由蚊子傳播的致命疾病的疫苗。
葛蘭素史克公司的疫苗，即 RTS,S 或 Mosquirix，并不是一種特別有效的疫苗。它需要在 5 個月至 17 個月大的兒童中接種三劑，并在 12 至 15 個月后接種第四劑。在肯尼亞、馬拉維和加納的 80 多萬名兒童中，這種疫苗在第一年對嚴重瘧疾的有效率約為 50%，而且隨著時間的推移，其療效急劇下降。
即便如此，公共衛(wèi)生官員仍將這種自 1987 年就開始測試的疫苗譽為非洲的“游戲改變者”。當與其他瘧疾控制措施（包括驅(qū)蟲蚊帳和在雨季使用的預防藥物）相結(jié)合時，與使用現(xiàn)有藥物的兒童的死亡率相比，它有望將瘧疾死亡人數(shù)減少多達 70%。
Mosquirix 還具有更廣泛的意義。它是第一種被批準用于寄生蟲病的疫苗。寄生蟲是復雜的多細胞生物，其基因組比大多數(shù)病毒和細菌中的基因組大 500 至 1000 倍。這種復雜性使它們在受到免疫反應的挑戰(zhàn)時能夠以無數(shù)種方式進行變異。葛蘭素史克公司的疫苗由一個單一蛋白質(zhì)的副本組成，該蛋白質(zhì)在寄生蟲生命的早期點綴在其表面，并與一系列分子配對，旨在敲響免疫系統(tǒng)的警鐘，并催化抗體的產(chǎn)生，以保護潛在的宿主免受感染。
公共衛(wèi)生官員說，批準這一藥物可能會鼓勵創(chuàng)新。第二代瘧疾疫苗，以及其他寄生蟲病的疫苗，已經(jīng)在籌備之中。
重大意義：一個從空氣中捕獲碳的大型工廠可以幫助創(chuàng)造一個世界需要的產(chǎn)業(yè)，以避免本世紀危險的變暖趨勢。
主要研究者：Climeworks，Carbon Engineering，Carbon Collect
技術(shù)可實現(xiàn)性：已實現(xiàn)
2021 年 9 月，Climeworks 打開了 Orca 的開關(guān)，這是迄今為止最大的旨在從空氣中清除二氧化碳的工廠。
該設施位于冰島雷克雅未克的郊外，每年可捕獲 4000 噸二氧化碳。大型風扇將空氣吸過一個過濾器，在那里材料與二氧化碳分子結(jié)合。然后，該公司的合作伙伴 Carbfix，將二氧化碳與水混合，并將其泵入地下，在那里與玄武巖反應，最終變成石頭。該設施完全依靠無碳電力運行，主要來自附近的地熱發(fā)電廠。
可以肯定的是，4000 噸并不是那么多。它比 900 輛汽車的年排放量還要少。而且，根據(jù)各種研究，這只是世界上可能需要從大氣中抽出的數(shù)十億噸二氧化碳的一小部分，以防止全球變暖超過工業(yè)化之前水平的 2°C。
更大的設施也正在建設中。位于加拿大不列顛哥倫比亞省斯夸米什（Squamish）的碳工程公司，計劃今年在美國西南部開始建設一個工廠，每年可消除 100 萬噸二氧化碳。該公司與合作伙伴一起，也開始了在蘇格蘭和挪威的工廠的工程或設計工作，這些工廠將每年捕獲 50 萬至 100 萬噸二氧化碳。
一個愿景是建立更多更大的工廠來捕獲空氣中的碳，這將有助于公司找出優(yōu)化操作的方式，推動成本下降，并實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟。Climeworks 公司估計，到本世紀 30 年代末，捕集每噸碳的成本將從 600 至 800 美元之間降低至約 100 至 150 美元。
今天，越來越多的個人和公司，包括微軟、Stripe 和 Square，已經(jīng)在支付高額費用來吸走空氣中的碳，以努力抵消他們所產(chǎn)生的排放。這些資金提供了關(guān)鍵的早期收入。
重大意義：SARS-CoV-2 病毒是地球上被測序最多的生物體，使科學家能夠在其傳播時迅速發(fā)現(xiàn)新的變種。
主要研究者：全球共享禽流感數(shù)據(jù)倡議組織（GISAID），Nextstrain，Illumina
技術(shù)可實現(xiàn)性：已實現(xiàn)
新冠肺炎病毒仍在全球蔓延，在所有對 COVID-19 呈陽性反應的鼻拭子中，約有兩百個被送到基因測序機中進行額外分析。這樣做的目的是為 SARS-CoV-2 病毒的基因組創(chuàng)建一個新的地圖，并看看有什么變化。這個地圖共有 30000 個左右的字母組成。
這樣的基因監(jiān)測使科學家能夠迅速發(fā)現(xiàn)并警告新的變體，如阿爾法（α）、德爾塔（δ）和最近的奧密克戎（Omicron）。這是一項史無前例的工作，它使 SARS-CoV-2 成為歷史上被測序最多的生物體，超越了流感、HIV，甚至我們自己的人類基因組。像 GISAID 和 Nextstrain 這樣的開放數(shù)據(jù)庫已經(jīng)顯示了超過 700 萬個病菌的基因圖譜。
Omicron 是迄今為止變異程度最高的變種。2021 年 11 月，南非的一個實驗室在其測序儀發(fā)現(xiàn)了一個有 50 多個變異的病毒基因組，并首次發(fā)出警告信號。幾乎在瞬間，西雅圖、波士頓和倫敦的計算機都在使用這些數(shù)據(jù)進行預測：Omicron 是個麻煩，它是一個可能逃避抗體的變種。
測序儀還不能告訴我們的一件事是，SARS-CoV-2 接下來究竟會如何演變。這就是為什么有人說我們應該更密切地追蹤這個病毒。大部分的序列是在英國、美國和丹麥等地產(chǎn)生的，但是在沒有測序能力的地區(qū)，病毒仍然可以在不知不覺中演變。幸運的是，南非在發(fā)現(xiàn) Omicron 和追蹤其傳播方面的快速工作為全世界提供了早期預警。
【原載： 《麻省理工科技評論》 】
