《麻省理工科技評論》發(fā)布2018年“全球十大突破性技術”

　　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”。

　　具體包括：給所有人的人工智能(云端 AI)、對抗性神經網絡、人造胚胎、“基因占卜”、傳感城市、巴別魚耳塞、完美的網絡隱私、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。

　　1、實用型 3D 金屬打印機

　　雖然 3D 打印技術 已經存在了幾十年，但它之前仍然局限在業(yè)余愛好者和設計師的小圈子內，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)模量產產品的方式。

　　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，通過這種方法生產出來的零部件的強度是通過傳統方法生產出來的兩倍。

　　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)模生產某一特定零部件的大工廠將會被產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品，以及如果金屬粉末控制得宜，就能做出精致度很好的產品。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 微米的產品，如果把金屬粉末顆?？s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 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。

　　2、零知識驗證——完美的網絡隱私

　　對于很多加密貨幣，盡管理論上來說，這些交易都是匿名的，但通過與其他數據進行結合，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真正的互聯網隱私。

　　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)塊鏈系統中是不可能實現的，比特幣以及其他公共區(qū)塊鏈系統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。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。

　　然而，這些手段大都是補救性質的，會增加發(fā)電成本和能耗，降低經濟效益。而現在，美國能源公司 Net Power 徹底摒棄傳統的以水蒸氣為工質的熱能循環(huán)過程，選用全新的以高壓高溫超臨界 CO2 為介質的 Allam 循環(huán)過程。這樣就從本質上解決了 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產業(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。