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火星|盘点2020年十大“黑科技”，你知道几个？

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回首2020年 ， 人类在生物科技、新能源技术、航天技术、量子科技、芯片研发、人工智能等诸多领域都取得了喜人的进步 ， 上到九天探测火星、嫦娥登陆月球 ， 下至与寻常家庭息息相关的新冠疫苗、人造肉 ， 以及颇有科幻色彩的自动驾驶与脑机接口 ， 这些都为日后社会的进步与变革埋下了伏笔 。
时代财经梳理了2020年科技领域颇受关注的十大进展 ， 透过这些“黑科技” ， 我们拉开新一年的序幕 ， 一窥2021年的曙光 。
首个活体机器青蛙：血栓救星

非洲爪蛙 。 来源：图虫创意
1月 ， 美国佛蒙特大学研究人员利用非洲爪蛙的干细胞制造出首个活体机器人 ， 这是一个100%由青蛙细胞创造出的新生命个体——非金属、非机械结构、非单细胞生物体 ， 是一种新的活体可编程生物 。
它名为Xenobots ， 长度不到1毫米 ， 可在人体内活动 ， 而且没有食物也能生存数周 。 不像影视中那样拥有齿轮和机械臂 ， 它更像一团移动的粉红色肉体 ， 但是却可以实现钢铁和塑料机器人无法完成的任务 ， 还可用于清除放射性废物 ， 在海洋中收集微塑料 ， 携带药物进入人体 ， 甚至进入我们的动脉清除斑块 。
关于制造过程 ， 研究人员首先在超级计算机上运行一种进化算法 ， 模拟出一种有机体设计方案 ， 然后从青蛙胚胎中提取干细胞 ， 培育成皮肤细胞或心肌细胞 ， 将它们按照设计方案进行组装 。
不少人对这种人造生物的安全性表示担忧 ， 不过目前来看 ， 人工智能不会比心术不正的生物学家更危险 。
珠峰5G基站：挑战通信技术极限
在珠穆朗玛峰海拔6500米前进营地 ， 中国移动联合华为开通了全球海拔最高的5G基站 ， 实现了5G信号对珠峰北坡登山线路及峰顶的覆盖 。
至此 ， 中国移动在珠峰海拔6500米的前进营地、海拔5800米的过渡营地和5300米珠峰大本营的5个5G基站都已全部投入使用 ， 为珠峰登山、科考、环保监测、高清直播等活动提供了通信保障 。
投入大量人力 ， 却远离日常生活 ， 此项目也曾遭到质疑 。 不过 ， 5G上珠峰不能只看经济价值 ， 还应看到社会价值 。
国内通信专家项立刚说 ， 每年夏季 ， 到访珠峰的人达到数万 ， 对于那些想进一步登顶的登山队员来说 ， 精确获悉同伴的位置非常重要 。 并且 ， 珠峰的5G建设 ， 也给在其他极端环境地区的通信和科考提供了可借鉴的经验 。
探火与登月：人类更了解宇宙了

嫦娥五号发射瞬间 。 来源：图虫创意
7月 ， 阿联酋、中国、美国相继发射火星探测器 ， 如果顺利 ， 都会在2021年2月抵达各自目的地 。 受天体运行规律约束 ， 发射火星探测器的最佳时间窗口每隔26个月才出现一次 ， 且持续很短 ， 这便是三国集中时间发射探测器的原因 。
在太阳系中 ， 火星与地球最相似 ， 因此实地探索火星有助于人类更了解地球 ， 甚至帮助人类寻找地球以外的居住地 。
12月17日凌晨 ， 嫦娥五号返回器携带月球样品成功着陆 ， 任务获得圆满成功 ， 中国成为世界上继美、苏之后第三个实现月球采样返回的国家 ， 并且是人类40多年后首次从月球带回岩石样本 。
美国《科学》杂志指出 ， 嫦娥五号从月表铲取月壤样品 ， 还采集了月壤岩芯 ， 这些样本将有助于科学家进一步厘清月球的年龄 ，
脑机接口：陈天桥VS马斯克

马斯克在直播间展示硬币大小芯片植入猪脑 。 来源：视觉中国
今年8月底 ， 特斯拉创始人马斯克旗下脑机接口公司Neuralink发布最新可植入大脑皮层的植入设备Link V0.9 。 该设备只有一枚硬币大小 ， 配合最新发布的手术机器人V2 ， 可以直接植入人类颅顶的大脑皮层 。
不过 ， 马斯克是用三只小猪做实验的 。 在发布会上 ， 马斯克展示了在猪体内植入该设备后 ， 可以清晰读取猪的脑部活动信息 ， 而小猪也没有任何异常 。
马斯克表示 ， 未来还可以利用脑机接口帮助人类对抗记忆力衰退、颈脊髓损伤以及癫痫、抑郁、帕金森等神经系统疾病 。 并且 ， 该设备已获得FDA许可 ， 未来可进行人脑实验 。
而在10月 ， TCCI（陈天桥雒芊芊研究院）旗下首个“脑科学前沿实验室”落成 。 该科研项目最大亮点是在小鼠的颅内植入“神经元几乎感受不到的”、超薄、超柔的高通量神经信号采集芯片 ， 通过与神经信号处理接口电路直接相连的电脑 ， 实时反映小鼠活动时的脑电信号变化 。
小鼠脑中所植入的电极 ， 使用了丝蛋白这一中国古老材料 。 中科院微系统所教授陶虎认为 ， “其在植入创伤、长期在体安全性等关键技术上已经达到 ， 甚至部分超越了Neuralink 。 ”
苹果M1芯片：彻底摆脱Intel限制

苹果发布全新电脑芯片Apple M1 。 来源：图虫创意
在2020年最后一场秋季发布会上 ， 苹果带来了首款自研芯——M1 。 M1芯片的核心是一个8核CPU ， 采用了4+4大小核设计 ， 每个内核都为单线程任务提供了更好的性能保障 ， 用苹果的话说：这是世界上最快的低功耗CPU内核 。
使用苹果自己的芯片可以帮助它进行更好的软件优化 ， 以及更好地控制MacOS和Mac的性能 。 即使不看芯片的技术规格 ， 它对macOS的改进和优化也会显着提高性能和稳定性 。
Mac自2006年以来一直使用Intel处理器 。 现在 ， 自研处理器可以帮助它彻底摆脱Intel限制 ， 不用再顾及Intel的发布节奏了 。
不过 ， 测评博主们上手后的反馈是 ， M1芯片仍有一些缺点 ， 如果不急用 ， 可以等时机成熟后再购买 。
中国新一代“人造太阳”放电成功

中国新一代“人造太阳”放电成功 。 来源：视觉中国 。
12月4日 ， 新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电 ， 这标志我国正式跨入全球可控核聚变研究前列 。
可控核聚变装置之所以被称为“人造太阳” ， 是因为它的原理和太阳发光发热的原理一样 ， 由两个小质量的原子聚合成一个较大的原子 ， 能够释放出巨大能量 。 这一代“人造太阳”相当于太阳芯部温度的近10 倍 。
我国核能发展实施“热堆-快堆-聚变堆”三步走战略中 ， 聚变能是解决能源问题的最终一步 。 开发聚变能源也是全球核聚变人一代代的终极能源梦想 。
目前我们常用的煤、石油、天然气都属于化石能源 。 化石能源不仅储量有限 ， 环境污染问题也越发严重 。 也许有一天 ， “人造太阳”装置能够成为改变人类社会的终极清洁能源 。
九章问世：量子计算的第一个里程碑
12月4日 ， 中国科学技术大学宣布 ， 该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章” ， 实现了具有实用前景的“高斯玻色取样”任务的快速求解 。
“高斯玻色取样”是一个计算概率分布的算法 ， 可用于编码和求解多种问题 。 对比来看 ， 在室温条件下运行（除光子探测部分需4K低温） ， 计算“高斯玻色取样”问题 ， “九章”处理5000万个样本只需200秒 ， 超级计算机则需要6亿年；处理100亿个样本 ， “九章”只需10小时 ， 超级计算机则需要1200亿年——而宇宙诞生至今不过约137亿年 。
“九章”还比去年谷歌发布的53个超导比特量子计算原型机“悬铃木”快100亿倍 。 这一成果使得我国成功达到了量子计算研究的第一个里程碑：量子计算优越性 。
新冠疫苗研发：环球同次凉热

华中科技大学协和深圳医院新冠疫苗接种点 。 来源：视觉中国
截至目前 ， 全球确诊新冠肺炎患者超8237万例 ， 死亡破179万例 。 全世界疫苗的研发也迎来突破进展 。
截至12月29日 ， 全球共有232款新冠疫苗在研 ， 60款在临床试验阶段 ， 15款进入三期临床阶段 ， 中国有5款 。 在12月30日 ， 英国政府宣布 ， 牛津大学/阿斯利康的疫苗获得使用授权 。
不过 ， 世卫组织预计 ， 全球若想战胜新冠疫情 ， 至少需有53亿人接种新冠疫苗 ， 也就是至少需要生产106亿剂有效疫苗 ， 所以疫苗的生产还将是个很漫长的过程 。
《科学》杂志称 ， “从未有如此多的候选疫苗几乎同时开展大规模有效性试验 ， 政府、企业、学术界和非营利组织也从未在这样短的时间里 ， 在同一种传染病上投入如此多的财力、人力和精力 。 ”
企业进军人造肉：消费者买单才行

现代实验室展示培养的人造肉样品 。 来源：图虫创意
2020年 ， 越来越多企业开始进军人造肉了 。
【火星|盘点2020年十大“黑科技”，你知道几个？】今年7月 ， Beyond Meat宣布正式进入中国内地零售市场 ， 其植物肉产品别样汉堡登陆上海的50家盒马鲜生门店 。
在国内 ， 今年5月 ， 山东赫达成立子公司进军人造肉市场；7月份 ， 雪榕生物增资人造肉企业未食达；11月份 ， 双塔集团切入植物蛋白肉市场；最近周子未来食品科技也获得经纬中国两千万元投资 。
不过 ， 目前人造肉还面临三个复杂的现实问题：技术成本、饮食习惯和伦理态度 。 不论是植物基人造肉 ， 还是细胞培养人造肉 ， 技术成本居高不下 ， 从消费者的饮食习惯看 ， 也没能完全接受人造肉 。
无人出租车驶入生活：一切刚开始

无人驾驶出租车准备出发 。 来源：视觉中国
2020年 ， 百度、滴滴、AutoX等的无人驾驶出租车纷纷驶入人们生活 。
6月 ， 滴滴通过一场直播在上海进行了一场对公众开放的自动驾驶载人运营测试 ， 运营范围被限定在上海的开放测试道路上 ， 通过筛选的用户可以免费体验这一项“无人打车” 。
10月 ， 百度在北京全面开放测试了许久的百度Apollo自动驾驶出租车 。 Apollo GO开展的Robotaxi与Robobus出行服务 ， 接待乘客超过21万名 ， 已在全国拿下超过190张自动驾驶测试牌照 ， 测试里程超过700万公里 。
12月 ， AutoX正式公布中国首批车内全无人、无远程遥控的RoboTaxi车队 ， 同时跨全球5个城市开展规模化测试运营 。
不过 ， 无人驾驶目前仍限于技术和政策 ， 目前的无人驾驶技术都是在零星城市测试和运营 ， 真正的商用还有很长的路要走 。 根据各车企的智能驾驶规划 ， 2020年是国内L3级别车型推出元年 ， 2025年才有望实现L4级别的高度智能驾驶 。
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