5、细胞图谱(The Cell Atlas)——人体究竟是什么组成的

人体究竟是什么组成的?

下一个生物学上的巨型项目将会回答。科学家正在建立一个超详细的“人类细胞图谱”，即通过细胞内部的内容来定义活细胞。

这是一个使用现代基因组学和细胞生物学中最强大的工具，来单独捕获和端详数百万个细胞的计划。这个项目的目标是构建第一个全面的“细胞图谱”，或者人类细胞地图。它的实现将将首次全面揭示人体是由什么所组成的，并为科学家们提供一个新的复杂生物学模型，以提升药物研发的速度。

为了执行这个解码人体37.2万亿细胞的任务，由来自美国、英国、瑞典、以色列、荷兰和日本的国际科学家组成的联合会正在分配任务，包括检测每个细胞的分子特征，并给每种细胞一个在人体空间中特定的“邮政编码”。

从填充大脑和脊髓的毛状神经元，到皮肤的粘脂肪细胞(glutinousfat cells)，先前描述细胞的尝试表明，人体总共有约300种细胞，但真正的数字无疑会更大。

细胞图谱研究的执行者主要是顶尖研究所，包括英国桑格研究所、麻省理工学院和哈佛大学的布罗德研究所、以及由Facebook首席执行官马克扎克伯格(Mark Zuckerberg)资助的位于加利福尼亚州的一个全新的“Biohub研究所”。在去年9月，扎克伯格和他的妻子Priscilla Chan将细胞图谱研究作为了30亿美元医疗研究捐赠的首个目标。

6、太阳能热光伏电池(Hot Solar Cells)——让太阳能电池效率翻倍

这项新设计可能会催生出在日落后依然可以工作的廉价太阳能发电技术，可以让太阳能电池效率翻倍的技术。

太阳能电池板覆盖了越来越多的屋顶，但是，尽管这项技术已经发展了几十年，这些硅片组成的电池组件仍然笨重、昂贵而且低效。理论上的限制让这些常规的光伏电池板只能吸收太阳光中的一部分能量。

而这种全新类型的太阳能设备，利用工程创新和最新的材料科学进步来捕获更多的太阳能。该技术的秘诀在于先将太阳光变成热能，然后将其重新变成光，而且聚集在太阳能电池可以使用的光谱范围内。

虽然许多研究人员已经在这项被称为是太阳能热光伏的技术上研发了多年，但麻省理工学院的这个装置是第一个可以比只使用光伏电池吸收更多能量的装置，表明该方法可以显着提高效率。

此外，研究人员还在探索如何去利用太阳能热光伏电池的另一个优势。因为热比电更容易储存，所以应当可以将由装置产生的过量的热量储存起来，这样即使在太阳不发光时也可以用于产生电力。

如果研究人员可以整合储热设备，并提高效率水平，该系统有朝一日将可以实现清洁、廉价和连续的太阳能电力供应。

7、实用型量子计算机(Practical Quantum Computers)——制造稳定的量子比特

在运行人工智能程序以及处理复杂的模拟和规划问题时，量子计算机的速度可能是传统计算机的指数倍，而量子计算机甚至能制造出无法破解的密码。该项突破能制造出稳定的量子比特。

量子计算机虽然每年都是“十大突破性技术”的夺标大热门，但每年都得出同样的结论：仍然无法实用。

但今年，科学家们正在将以前的理论设计变成现实。不仅如此，来自谷歌、IBM、英特尔、微软等公司的资金正源源不断地流入，为建造一台能工作的量子计算机所需要的各种技术，包括微电子学、复杂电路以及控制软件等的研发，提供了强大的资金支持。

在应用层面，量子计算机尤其适合对海量的数据进行分解，这让它很容易破解大多数现有的密码技术，并且可能设计出无法被破解的密码。此外，量子计算机还适合用于解决复杂的最优化问题，并执行机器学习算法。当然，可能还有很多应用人们目前都还没有想到。

主要公司：英特尔、谷歌、微软、IBM.

8、360°自拍(The 360-Degree Selfie)——轻松完成实景拍摄

当你到一个风景优美的山谷中徒步，怎么才能轻松地进行360°全景拍摄?怎样让你的亲朋好友都能坐在家中跟你分享大自然的美景?当你花高价买到球票，坐在赛场内等待巴萨对皇马的比赛开始，怎样将这场世纪对决全方位地拍摄并保存下来?没错，360°全景相机就能帮你实现。

就在不久之前，想完成全景拍摄还不那么容易：要么你需要拼接多个相机拍摄，要么要购买价格昂贵的特种相机。而即便是使用这两种方法，后期图像处理过程都是十分繁琐，耗时耗力。

托这项技术的福，现在大多数人都能买得起更方便好用的360°全景相机了，500美金的售价就相当于入门级的单反。

不仅如此，目前大多数的全景相机都有对应的手机App来查看取景的情况以及拍摄的照片，拍摄完的照片及影片上传到网络也变得十分容易。而全景相机将拼接照片的过程简化，延迟大大缩短，图像处理甚至可以在相机端就完成。

全民直播时代由此开启。

Oculus VR的首席技术官约翰卡马克(John Carmack)就预测：“未来，人们使用虚拟现实的时间中只有一半是玩游戏，另一半则是进行旅行观光或者是做一些现实的事情，例如参加一场婚礼。”

据统计，2016年球状全景相机的市场份额占全球相机的1%，而到2017年年初就已经增至4%，全景相机的兴起之势已不可阻挡。

主要公司：日本理光、360fly、三星、JK Imaging (柯达Pixpro相机的制造厂商)、IC Real Tech(ALLie相机的制造厂商)、Humaneyes Technologies(全景相机Vuze的制造厂商).

9、治愈瘫痪(Reversing Paralysis)——利用脑植入治疗瘫痪

全球有数百万人被瘫痪所折磨，无时不刻都渴望着摆脱疾病的困扰。该项突破使用无线脑-体电子元件可绕过神经系统的损伤来实现运动。

在利用脑植入来恢复脊髓损伤引起的运动自由受损上，科学家们已经取得了显着的进步。近年来，借助脑植入物，少量患者已可以通过思想来控制计算机光标或者是机器臂。现在研究人员正在尝试意义重大的下一步：治愈瘫痪。

科学家利用无线电将大脑读取技术直接连接到身体上的电刺激器，创造所谓的“神经旁路”，从而使人们的想法能够再次控制他们的四肢。除了治疗瘫痪外，科学家希望能够使用所谓的“神经义肢”，通过在眼睛中放置芯片来恢复视力，或者是恢复阿尔茨海默病人的记忆。

主要研究机构：巴黎综合理工大学洛桑理工学院(EPFL)、韦斯生物和神经工程中心(Wyss Institute at Harvard)、匹兹堡大学(University of Pittsburgh)、凯斯西储大学(Case Western Reserve University).

10、僵尸物联网(Botnets of Things)

该技术可以感染并控制摄像头、监视器以及其他消费电子产品的恶意软件，可造成大规模的网络瘫痪。随着物联网热潮的不断发展，基于这种恶意软件的僵尸网络对互联网的破坏能力将会越来越大，也会越来越难阻止，风险与日俱增。

僵尸网络并不是一个新技术。早在2000年，就有黑客通过集合僵尸网络中所有电脑的力量，随意释放威力强大的分布式拒绝服务攻击(Distributed Denial-of Service Attack，缩写为DDoS)。被攻击的目标网站或服务器会因为大量的数据流量而超载下线。

如今，随着大量廉价的摄像头、监视器以及其他物联网产品的出现，这些产品往往没有采取任何安全措施，黑客可以轻易地控制它们，而这些设备只有在被拔掉电源后才会真正的安全。

其结果就是僵尸网络的规模越来越大，攻击能力越来越强。今日的大型僵尸网络已经具有同时攻击数个目标的能力。

2011年，全世界可联网设备的数量为80亿台，而2016年达到174亿台。在接下来的几年里，拥有安全隐患的设备将会出现指数增长，僵尸网络规模及威力也会借此增长。

黑客们可以利用僵尸网络进行“点击欺诈”(Click Fraud)，欺骗广告商，让他们认为人们有观看或点击他们投放的广告，以此赚取大量的广告费。如果控制僵尸网络的黑客们找出了一个更加高效隐秘的方法进行点击欺诈，那整个互联网的广告商务模式将会崩溃。

此外，因为僵尸网络可以加快暴力破解密码的速度，所以它还可以绕过垃圾邮件过滤器(Spam Filter)、进行比特币挖矿以及做任何需要大量设备的事情。这意味着，僵尸网络背后的利益也将会越来越大。

而对于国家来说，这也是一款威力强大的电子战武器。

后记：

在以上的十项技术突破中，有些技术已经成熟，有些尚在研发过程中。这些技术也对大量资本具有强大的吸引力，而其中不乏上市公司的影子。对于高科技，市场总是给予厚望，其中的投资机会，你发现了没?

原标题：2017年全球十大突破性技术：太阳能热光伏技术在列