2021年一定要关注的10大技术里程碑

耀眼的光

2020年，紫外线消毒灯在抗击新冠疫情的战役中发挥了作用，包括放置在病房天花板附近的高空装置和用于清洁个人防护设备的消毒箱。不过UV-C光带来的危害阻碍了它的广泛推广，UV-C光可破坏病毒和人类的遗传物质。现在，东京的照明公司Ushio似乎已经找到了答案：产生222纳米波长的灯既可以杀死微生物，又不会穿透人的眼睛或皮肤。Ushio的Care222灯具模块已于2020年底投入量产，2021年将集成到其他公司的产品中，如敏锐品牌公司（AcuityBrands）用于办公室、教室、商店和其他场所的照明设备。随处可用的脑部扫描仪

今天，研究人员和医生通常要依靠昂贵的大型机器，比如磁共振成像（MRI）和CT扫描仪，或者是有创植入物来获取数据。2021年初，初创公司Kernel将推出一款名为KernelFlow的可穿戴设备，它可能会改变当前的局面。这款可负担得起的低功耗设备使用一种近红外光谱仪来测量脑内的血流变化。在每台头戴式设备中，有52个激光器发射精准脉冲，还有312个探测器接收反射光。2021年第一季度，Kernel将向“精选合作伙伴”分发首批50台设备，不过公司创始人布莱恩•约翰逊（BryanJohnson）希望这种便携技术有朝一日能得到普及。在最近的一次活动中，他介绍消费者将如何在家中使用KernelFlow。

量子网络

2021年初，研究人员将在纽约的石溪大学和布鲁克黑文国家实验室之间实现光子加速，这是一次雄心勃勃的量子通信演示。这种下一代通信概念最终可能会具备前所未有的安全性，因为如果有人在窃听传输，量子力学的一个“绝招”将使其暴露。在演示中，每个位置都将放置初创企业Qunnect的“量子内存缓冲区”，这些缓冲区中的光子将在一个蜿蜒70公里的网络上实现量子纠缠

变化的风

海上风力发电开发商很快会发现自己已身处加利福尼亚海岸的深水区：洪堡湾（HumboldtBay）附近的一个潜在地点的水深从500米到1100米不等。这些条件需要一种新的浮式风力涡轮机，用坚固的缆绳将它拴在海底。现在，这项技术已在苏格兰和葡萄牙沿海的试点项目中得到了验证，风力发电公司正急于获得加利福尼亚海岸外3个拟建地点的使用权。他们预计，美国海洋能源管理局将于2021年开始拍卖至少其中部分场地的租约。

无人驾驶赛车

世界上最著名的汽车赛道——印第安纳波利斯汽车赛道将在2021年10月举办一场史无前例的活动：第一场自动驾驶赛车高速比赛——印第自动驾驶挑战赛。已有来自世界各地的大约30个大学代表队报名参加，在比赛中，经过改装的赛车最高将达到320公里/小时的速度。要赢得100万美元的最高奖金，团队的达拉拉（Dallara）自动驾驶高速汽车必须率先在25分钟内跑完20圈。控制汽车的深度学习系统在从未经历过的条件下接受检验；传感器和导航工具都需要应对极端速度，没有任何失误的余地。

地下机器人

参加DARPA地下挑战赛的机器人已经经过了3条不同赛道的测试；它们必须在地下隧道、城市环境和洞穴网络中行驶（不过部分由于疫情的缘故，洞穴被转换为一条全虚拟路线）。今年晚些时候，来自世界各地的地下挑战赛团队将进行决赛赛。决赛将把全部3个子领域整合成一条单一的综合赛道。在与地面通信受限、充满障碍的环境中，机器人要展示它们的应变力和和耐受力。DARPA期望2021年疫情能够缓和下来，以便在现实世界中举办比赛。

是火星探索还是无用之功？

2021年2月，至少有3艘飞船将与火星会合。这并非巧合——2021年，地球和火星轨道使2颗行星的距离变短，它们之间的旅行变得更快、更便宜。中国的“天问一号”计划发射一个轨道飞行器和一辆探测车，寻找火星地表下的水；阿联酋的“希望号”轨道飞行器计划研究火星气候；一个贝壳式太空舱将放置NASA的“毅力号”火星车，其目的是寻找过去生命存在的迹象，同时还将测试一架名为“机智号”（Ingenuity）的小型无人直升机。虽然不能保证飞船能安全到达目的地，但数百万地球公民将为它们加油。

阻深度止伪造

到2021年年底，有些安卓手机可能会加入一项新功能，以打击日益严重的伪造照片和视频的问题。这项反深度伪造技术来自一家名为Truepic的初创公司，该公司正与高通合作开发智能手机芯片，使手机摄像头能够捕捉“已验证”的图像。原始像素数据、时间戳和位置数据都将通过安全信道发送到独立的硬件处理器，并在那里用加密印章将它们组合在一起。以这种方式制作的照片和视频将带有真实性证明。“造假永远不会消失。”Truepic负责研发的副总裁谢里夫•汉娜（SherifHanna）说，“我们不是要证明什么是假的，而是要保护什么是真的。”

更快的数据速率

在被新冠疫情重塑的世界里，大多数办公室工作、会议和娱乐都已虚拟化，云数据中心面临着前所未有的压力。为了确保人们在任何时候都拥有所需的带宽，服务提供商越来越多地使用大都市区域内的小型数据中心网络，而不是传统单一园区内的大规模数据中心。这种方法为最终用户提供了更高的韧性和可用性，但它需要在设施之间传送大量数据。2021年，新的400ZR光纤将满足这一需求，它可以在相距80到100公里的互联数据中心间发送400千兆比特/每秒的数据。2020年9月，威瑞森完成了试运行，专家们相信人们将在2021年年底看到它的广泛部署。

你的下一台电视

虽然三星没有确认，但消费电子分析师表示，这家韩国科技巨头将于2021年底开始大规模生产一种新型电视。2020年，三星结束了液晶显示屏（LCD）电视的生产，且一直在大力投资采用量子点（QD）技术进行增强的有机发光二极管（OLED）显示面板。OLED电视包括会在电流作用下发光的有机化合物层，目前它们的画质最高。在三星的QD-OLED技术中，电视将使用OLED来产生蓝光，QD层将把部分蓝光转换成显示图像所需的红光和绿光。采用这种混合技术的显示屏有望比现在最好的机型更加明亮，对比度更高，寿命更长。