《麻省理工科技評論》在杭州餘杭未來科技城發布2021“十大突破性技術”榜單。人工智能領域引發熱議的GPT-3語言模型、短短一年時間內完成研發的新冠mRNA疫苗、TikTok推薦算法等技術位列該榜單。

此外，今年的榜單還包括綠色氫能、多技能AI、遠程技術、鋰金屬電池、數字接觸追踪、超高精度定位和數據信託。

《麻省理工科技評論》中國聯合出版人劉炯在榜單發布現場表示，“不論是科技人才，還是科技公司，究其核心都離不開突破性的創新科技。”

他回顧道，自2001年起，《麻省理工科技評論》每年都會評選出當年的“十大突破性技術”。2009年，評選出了當時還未被蘋果收購的Siri；2013年，將“深度學習”列入榜單，並準確給出了3-5年的爆發期。此外，榜單也曾精準預測了腦機接口、智能手錶、癌症基因療法等現如今熱門技術的崛起。

“儘管每年選出的十大突破性技術，有些在當年還未大量普及使用，甚至還在早期的發展階段，但經過時間的錘煉與印證，諸多曾經被評選出的突破性技術正站於商業化應用的風口浪尖之上。”劉炯表示。

《麻省理工科技評論》創刊於1899年，其長期關注新興技術的發展及商業化落地，自2001年起每年都會評選出當年的“十大突破性技術”，今年是該榜單誕生的20週年。

以下為榜單詳細內容解讀：

mRNA疫苗

重大意義：mRNA新冠疫苗有效性約為95%，此前從未投入臨床應用，可能帶來醫藥領域的巨大變革。

主要研究者：BioNTech公司、綠光生物科技公司、Moderna、Strand Therapeutics公司

成熟期：現在

在全球，新冠病毒已奪去200多萬人的生命，mRNA技術研究人員德魯?魏斯曼的幾位童年好友也因此去世。

如今，幾種不同類型的新冠疫苗已經上市，美國所注射的新冠疫苗完全依賴於Moderna的疫苗、以及BioNTech和輝瑞合作開發的疫苗。以上兩款疫苗有個共同點：都採用了mRNA技術。

mRNA疫苗與傳統疫苗生效機製完全不同，傳統疫苗使用活病毒、死病毒、或者病毒外殼部分物質，以訓練人體免疫系統。而mRNA疫苗含有基因物質，由脂質體包裹，注射入體內後，肌肉細胞吸收mRNA並產生某種病毒蛋白，免疫系統會及時產生抗體和T細胞來抵禦病毒的入侵。

在此之前，雖然針對mRNA的研究已有20年，但是直到去年，mRNA才首次用於進入市場的藥物。

GPT-3

重大意義：學習自然語言的大型計算機模型，朝著構建可理解人類、並與人類世界互動的AI邁出的一大步。

主要研究者：OpenAI、Google、Facebook

成熟期：現在

繼DeepMind的AlphaGo和IBM的DeepBlue之後，GPT-3成為AI領域最能引發公眾想像的存在。

GPT-3是一種“大型語言模型”，由舊金山的研究實驗室OpenAI創建。所謂“大型語言模型”指的是一種利用深度學習的算法，通過數千本書和互聯網的大量文本進行訓練，將單詞和短語串在一起。GPT-3於2020年正式發布，能夠模仿人類書寫文本，逼真程度令人驚異。

在許多人看來，GPT-3的這一能力，堪稱是通往真正的機器智能道路上的里程碑。

數據信託

重大意義：面對個人數據被濫用這一情況，數據信託可以幫助更好地管理數據。

主要研究者：Google Sidewalk Labs

成熟期：2-3年

數據時代，在人們生活更加方便的同時，隱私和安全問題日益突顯。那麼，是否有一個組織可以像工會維護勞工權利一樣來維護人們的數據權利？並且，能夠像醫生一樣，根據個人的數據管理幫助人們做出明智的決策？

或許，數據信託是一種可行性方案。

在法律中，信託是指基於對受託人的信任，委託人從其自身利益出發，將資產交給受託人管理的行為。而在數據信託中，受託人將管理一群人的數據或數據權利。這就像醫生有責任依據病人的利益行事一樣，數據受託人管理委託人的數據或數據權利，也對其利益負責。理論上，數據信託允許用戶行使其作為數據生產者的權利。

對於數據引發的隱私、安全性等問題，數據信託不是唯一的解決辦法，但能夠控制數據、讓數據共享造福人類的數據治理是十分必要的。

鋰金屬電池

重大意義：鋰金屬電池能量密度高、充電速度快，而且安全可靠，使電動汽車像汽油汽車一樣方便和便宜。

主要研究者：QuantumScape公司、卡耐基梅隆大學、橡樹嶺國家實驗室

成熟期：5年

制約電動汽車產業發展的一大難題就是電池技術。

目前，電動汽車普遍使用的是鋰離子電池，這種電池昂貴、笨重、能量密度低，並且其所依賴的液體電解質在碰撞時極易起火。電池的一系列缺點體現在電動汽車上就是：價格高、續航低、充電慢，而且還存在安全隱患，這些正是讓眾多車主對電動汽車望而卻步的原因。

顯然，要使電動汽車比汽油汽車更具競爭力，就需要一種突破性電池來彌補這些缺陷。

矽谷初創公司QuantumScape聲稱已經開發出全新的鋰金屬電池，其採用固體電解質（陶瓷）克服了傳統鋰離子電池存在的這些缺陷。

數字接觸追踪

重大意義：在不獲取個人位置信息的情況下，手機使用者可獲知自己是否與新冠病毒感染者接觸。

主要研究者：蘋果、谷歌等

成熟期：現在

2020年全球都在經歷的新冠疫情讓“數字接觸追踪”引起人們的關注。

新冠疫情之下，科技為公共衛生調查人員追溯感染者的行踪提供新思路——數字接觸追踪。使用該技術，衛生調查人員不再需要依靠病人的記憶對其行踪進行追踪，這減輕了對疾病監控的壓力。

這一技術對應到實際應用被稱為“曝光通知”（Exposure Notification）。對於該數字接觸追踪系統，程序員在幾週內完成了建立和運行，並將代碼開源共享，以保證全球各地的、蘋果和安卓的用戶都可以使用這一功能。

具體而言，“曝光通知”不會追踪用戶的位置，而是使用藍牙來匿名連接附近運行同一應用程序的手機設備，從而保證健康數據的匿名性和隱私性。截至2021年1月，《麻省理工科技評論》了解到的全球各地政府使用的“曝光通知”應用共有77個。

超高精度定位

重大意義：當定位技術精確到毫米級或更高水平，將開創全新的產業。

主要研究者：中國科學院空天信息創新研究院、ColdQuanta

成熟期：現在

全球衛星定位系統的精度正在從“米”提高到“厘米”級別，這將為自動駕駛汽車、送貨機器人等在街道上安全行駛提供更大支撐。

2020年正式開通的北斗三號全球衛星導航系統可實時捕獲地面上幾米的位置變化，甚至其處理精度能夠達到毫米級。該系統已用於檢測中國各地山體滑坡易發地區地表的細微變化，並於當年預測到中國湖南省將遭遇數十年來最嚴重的山體滑坡，使村民得以提前撤離。中國科學院航天信息研究所專家表示，如果衛星定位精度仍然在米或分米的水平，對此，這是不可能實現的。

其實，北斗和全球衛星定位系統（GPS）精度的進一步提升都需要通過地面設施來提高定位精度。在目前廣泛使用的方法中，一種是實時動態（Real Time Kinematic，RTK）定位，精度可達3cm以下；另一種是精確點定位（Precise Point Positioning，PPP），也可以達到厘米級別的精度。此外，中國科學院航天信息研究所專家表示：“我們正在開發PPP-RTK技術，結合二者的優勢，有望在幾年後投入使用。”

遠程技術

重大意義：2020年疫情期間，醫療保健和教育這兩項重要服務中發生的變化，對人們的整體福祉和生活質量產生了巨大影響。但最重要的改變其實不是技術本身而是我們的行為，因為遠程會議和遠程醫療早已存在。

主要研究者：中國香港在線輔導公司Snapask、作業幫、印度Byju’s

成熟期：現在

2020年四月，全球疫情進入高峰期，170餘個國家的學校關閉，受到影響的學生規模高達16億。全球大部分地區的傳統學校轉為線上教學模式，亞洲也不例外，例如中國香港在線輔導公司Snapask的用戶需求激增。

目前，Snapask在亞洲9個國家擁有超過350萬名用戶，較疫情之前翻了一番。於2015年創立Snapask的Timothy Yu表示，“之前我們需要五年才能達到的用戶數量，由於疫情的原因只用了一年就實現了。”

多技能AI

重大意義：“多模態”系統能解決更加複雜的問題，讓機器人能夠實現與人類真正意義上交流和協作。

主要研究者：艾倫人工智能研究所、北卡羅來納大學、OpenAI

成熟期：3-5年

2012年底，人工智能科學家首次弄清瞭如何讓神經網絡“擁有視覺”，隨後，他們還掌握瞭如何讓神經網絡模仿人類推理、聽覺、語言和寫作的方式。雖然人工智能在完成特定任務方面已經變得非常像人類，甚至是超越人類，但它仍然沒有人類大腦的“靈活性”，即人腦可以在一種情境中學習技能，並將其應用到另一種情境中。

例如，AlphaGo雖然能擊敗世界上最好的圍棋高手，但它無法將這種策略擴展到棋盤之外，無法理解和適應不斷變化的外部世界。

另外，人工智能係統的設計是一次只做其中的一件事。比如，計算機視覺和音頻識別算法可以感知事物，但無法使用語言來描述它們；自然語言模型可以操縱文字，但文字是脫離任何感官現實的。

在這方面，兒童成長過程是很好的例子，孩子通過“感知”和“談論”世界來了解世界，當他們開始將單詞與景物、聲音和其他感官信息聯繫起來時，他們能夠描述越來越複雜的現象和動態，並構建一個複雜的世界模型，這個模型能幫助他們駕馭陌生的環境，並將新的知識和經驗融入其中。

受兒童成長過程的啟發，如果將感官和語言結合起來，並讓人工智能擁有更接近於人類的方式來收集和處理信息，那麼它能否發展出對世界的理解？答案是肯定的。這些可同時獲得人類智能的感官和語言的“多模態”系統，應該會生成一種更強大的人工智能，也更容易適應新情況、以及解決新問題。

TikTok推薦算法

重大意義：TikTok不僅能夠精準地為用戶推薦感興趣的視頻，還能通過推薦算法幫助他們拓展與其有交集的新領域。

主要研究者：TikTok

成熟期：現在

TikTok是全球最具吸引力、增長最快的社交媒體平台之一。截至目前，TikTok在全球範圍內已超過26億次下載量，在美國擁有1億用戶。TikTok發現和提供內容的獨特方式是其具有吸引力的“秘密武器”。

TikTok將網紅博主的視頻與新人博主的視頻混合放在“為你推薦”頁面，然後以瀏覽量獎勵優質創作內容，用這種方式將更多新人博主的視頻推給廣大用戶。

概括來說，TikTok增強用戶粘性的技能越來越“爐火純青”，不僅能夠精準地為用戶推薦感興趣的視頻，還能通過推薦算法幫助他們拓展與其有交集的新領域。

綠色氫能

重大意義：綠色氫氣是綠色的碳中性能源，是可再生風能和太陽能的擴充，有可能成為未來低碳化的核心燃料。

主要研究者：綠色氫聯盟蒂森克虜伯集團、國際能源署、麥肯錫諮詢公司

成熟期：預計2030年

大多數氫氣是通過天然氣與高溫蒸汽結合的方式製造的，也就是所謂的灰色氫氣。通過水電解生產出綠色氫氣，目前其生產成本是灰色氫氣的三倍左右。

隨著風能和太陽能成本的不斷下降、以及綠色氫氣生產的規模經濟效應的出現，氫氣的生產成本也有望迎來大幅降低。隨著碳捕集技術的發展，在不排放大量二氧化碳的條件下，可從天然氣中提取更多的氫氣，綠色氫氣也將有可能成為未來低碳化的核心燃料。

一方面，運用燃料電池的方法使用氫氣，利用水電解的逆反應，通過氫氣和氧氣反應來生成水和電，同時又不產生氮氧化物。另一方面，通過把氫和碳結合起來，能生產比氫更容易處理的液態合成碳氫燃料。這類液體燃料更清潔，可以替代汽油或柴油。

氫氣還可用來儲存可再生能源生產的電能，當風力減弱、雲層遮擋太陽或用電量需求增加時，這些能量可以重新轉化為電能並輸入電網。

國際能源署（International Energy Agency）預測，到2050年，氫氣可提供全球能源需求的10%以上，每年可生產1100萬千兆瓦時以上的能源。