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    2025年這些創(chuàng)新技術(shù)有望大放異彩
    2025-01-22 11:14:31  來源:科技日報

    圖片來源:《歐盟研究與創(chuàng)新》雜志

    人腦擁有860億個神經(jīng)細胞,每個神經(jīng)細胞又與上萬個其他細胞緊密相連,編織成一張錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。科學(xué)家認為,AI正引領(lǐng)人腦探索進入新紀(jì)元。

    從空間太陽能發(fā)電到破解大腦基因密碼,再到由真菌制造的自我修復(fù)材料,《歐盟研究與創(chuàng)新》雜志盤點了2025年有望大放異彩的創(chuàng)新技術(shù)。這些成果擁有廣闊的應(yīng)用前景,并將為人們生活增添更多美好。

    AI助力破解大腦基因密碼

    歐盟資助的“人類大腦計劃”,經(jīng)過長達10年的深耕細作,成功繪制出迄今最詳盡的大腦區(qū)域及其細胞結(jié)構(gòu)圖譜。

    “人類大腦計劃”負責(zé)人、德國杜塞爾多夫大學(xué)及于利希研究中心神經(jīng)科學(xué)家卡特琳·阿蒙茨表示,這些人腦圖譜將為探索腦部疾病治療方法開辟新途徑。而且,在人工智能(AI)的鼎力幫助下,人們有望深入基因?qū)用妫M一步揭開大腦的神秘面紗。

    2025年,歐洲首臺百億億次超級計算機“木星”將在于利希研究中心啟動,其可提供強大的計算能力。借助大腦數(shù)據(jù)與AI的深度融合,科學(xué)家將能夠虛擬展示某些療法對大腦產(chǎn)生的微妙影響。

    科學(xué)家期待大腦圖譜能讓更多患者受益,成為診斷和手術(shù)的得力工具,精準(zhǔn)揭示腫瘤的藏身之處。阿蒙茨希望在2025年,人們能在細胞層面進一步洞悉大腦的秘密及其功能。

    空間太陽能發(fā)電穩(wěn)步推進

    希臘未來智能公司領(lǐng)導(dǎo)的“智能電網(wǎng)管理中的可再生能源電力預(yù)測和同步”項目,巧妙融合了AI技術(shù)以及衛(wèi)星觀測提供的數(shù)據(jù),旨在更精準(zhǔn)地預(yù)測太陽能發(fā)電廠的并網(wǎng)電力。

    空間太陽能發(fā)電,顧名思義,是一種利用太空中的太陽能資源進行發(fā)電的創(chuàng)新技術(shù)。它通過衛(wèi)星捕捉陽光并將其轉(zhuǎn)換為電能,隨后借助微波或激光等手段傳回地球,為地面源源不斷提供清潔能源。這項技術(shù)具有不受天氣影響、日照時間長、傳輸效率高等優(yōu)勢,不僅能應(yīng)對全球能源需求的持續(xù)攀升,還能有效削減溫室氣體排放,引領(lǐng)全球能源結(jié)構(gòu)向“綠”而行。

    當(dāng)下,多國正緊鑼密鼓試驗并創(chuàng)建空間太陽能發(fā)電系統(tǒng)。

    去年12月,日本空間系統(tǒng)公司攜手日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)和多所大學(xué),成功進行了從飛機向地面發(fā)射微波的“遠距離無線電力傳輸演示實驗”。在實驗中,研究人員將功率發(fā)射器安裝于飛機上,從7000米高空向地面指定位置發(fā)射微波。結(jié)果顯示,部署于地面的13個監(jiān)控設(shè)備準(zhǔn)確接收到了微波能量。按計劃,日本將于今年4月利用在軌小衛(wèi)星,開展太空到地面的電力傳輸測試。

    2023年,美國加州理工學(xué)院科學(xué)家利用名為“微波陣列電力傳輸?shù)蛙墝嶒灐钡男⌒土⒎襟w衛(wèi)星上的光伏電池接收太陽能,隨后通過整流天線陣列將其轉(zhuǎn)換為無線電頻率信號,并最終傳輸至地球的接收站。2025年,美國空軍研究實驗室將測試從軌道上的航天器向地面?zhèn)鬏斘⒉üβ省?/span>

    2021年6月,中國首個空間太陽能電站實驗基地在重慶開工建設(shè),預(yù)計2025年將在平流層建成小型電站,并在此基礎(chǔ)上開展更大規(guī)模的系統(tǒng)工作。

    “有生命”的材料呼之欲出

    荷蘭代爾夫特理工大學(xué)工程師正在利用真菌打造“有生命”的材料。顧名思義,這些復(fù)合材料不僅能夠保持自身結(jié)構(gòu)的完整性,還擁有神奇的自我修復(fù)能力,未來有望廣泛應(yīng)用于家居用品、飛機零部件,乃至橋梁等大型建筑的制造中。

    正在研發(fā)的由真菌細胞構(gòu)成的“有生命的材料”,類似樂高組件,可由機器人靈活組裝成特定結(jié)構(gòu)。真菌具有超凡的耐受力,能在惡劣環(huán)境中生存,且相對容易培育。此外,真菌細胞具備強大的連接能力,因為菌絲體能夠編織出一個龐大的傳感網(wǎng)絡(luò),在整個生物體內(nèi)傳遞信號。這意味著,只需在材料中放置少數(shù)真菌細胞,這些細胞便會迅速連接,形成一個巨大的傳感網(wǎng)絡(luò)。

    團隊計劃在這些“有生命”的材料中嵌入電極,以監(jiān)聽真菌發(fā)出的機械應(yīng)力信號。他們還設(shè)想向真菌發(fā)出指令,讓它們修復(fù)損傷或局部增強某些區(qū)域。試想一下,一輛自行車或一座橋梁能夠自行修復(fù),這是多么令人驚嘆的場景。

    斯洛文尼亞普里莫斯卡大學(xué)研究人員則正在開發(fā)一種“有生命的”生物膜。它能夠守護各種建筑表面,無論是混凝土、塑料,還是金屬,都能得到其細心呵護。他們認為,這些擁有“生命”的材料更加環(huán)保,可自我修復(fù),具有凈化空氣的潛力,且成本更低廉。


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