1.人工和机器人技术
1.增强现实
增强现实（AR）是指计算机生成的图像（甚至声音）叠加到我们对现实世界的感知。从技术的角度来看，AR是一个巨大的挑战，因为用户可以利用它从多个角度了解三维环境。 AR的基础是虚拟投影与现实世界的整合。 AR的专业应用程序是一本交互式手册，可为操作机器的人提供 - 点指南。最新的研究领域是人类医学。医生在手术过程中使用AR技术，这将大大减少手术室的时间。研究证明，AR可以通过向患者展示其运动的虚拟实时时间模型并使他们纠正自己，可以帮助截肢患者改善康复计划。
2.自动化室内农业
在高放射性地区，人们总是担心传统的种植产品可能包含放射性定居点。他们可能在缺乏水资源和沙漠地区为蔬菜种植带来挑战。因此，在室内促进工厂。在人工智能系统在室内自动种植中的指导下，机器可以执行传统的农业任务，例如幼苗，重新植入和收获以及畜牧业。从长远来看，农业可以完全自动化。首先，它在缺乏人力资源和极端条件的地区实现，然后晋升为世界。这可能会对饮食文化，可持续性，社会结构和就业产生破坏性影响。
3.区块链
区块链是一项允许彼此互相组织网络以保存可信记录的人。区块链也是比特币等加密货币的核心技术。区块链可以通过构建分散网络来为所有可能的交易提供中性且公平的结果。企业将区块链技术视为提高其业务可追溯性的机会。区块链技术可以保留不变的记录，而不会出现任何麻烦或感染风险。互联网上的任何人都可以随时对其进行验证，并且可以用于提高工作的透明度。公共团体和企业认为，区块链是未来完整性运营的基础架构。
4.聊天机器人（聊天机器人）
聊天机器人是一款计算机程序，可以在写作或 - 点音频上与人进行真实的时间对话。传统上，聊天机器人遵循一组预定义的规则和脚本，查找特定的单词并为预定义的问题提供预定义的答案。该模型通常会导致用户体验差。较新的聊天机器人是由人工智能技术激励的，使其在用户输入方面更加灵活，并模糊了聊天机器人和Siri，Cortana或Google Assistant之间的界限。
随着聊天机器人在理解和响应用户问题方面越来越好，它可能会继续发展并成为主流。将来，聊天机器人可能会带来大量的对话用户界面，用户可以自然与计算机，智能手机和机器人进行交互。
5.计算创造力
计算机可以创建原始艺术，创造力和解决方案，看起来像在大型艺术博览会上出现的作品。制作这些作品的半自治人工智能系统得到了设计师的支持，但通过没有先决条件的限制和高处理能力来确定新的方法，新解决方案和新想法。
将来，人工智能将发挥越来越重要的作用。除了完成机械任务外，它还可以增强人类勘探和解决问题的能力。下一个切割 - 边缘领域是设计复杂的机器学习技术的新策略。到目前为止，这些策略仍在挑战人类的想象力。
6.无人驾驶
无人驾驶技术中广泛使用的主要障碍之一是传感器的相对成本和复杂性，因此找到一种新的感知世界的方法需要大量精力。从界面设计的角度来看，无人驾驶的车辆意外复杂，创建完全自主的无人驾驶汽车的过程仍在继续。但是，尽管大量的跨国资源致力于开发这项技术，但其前景并不像许多人最初认为的那么重要。从长远来看，无人驾驶将改变普通社会的范式。拥有私家车可能不再对许多人有吸引力。无论是土地运输，航空运输还是海上运输，运输都将成为商品。很难想象某个行业不会受到无人驾驶汽车的影响，因此政府应确保立法和技术的和谐发展。
7.外骨骼
外来骨骼是一种体外人工结构，旨在补偿或增强自然物理能力。它被放置在人体上，作为增强的放大器，以增强或恢复人类的机械性能。外骨骼最成熟的应用是医疗领域，它将帮助患者从麻痹，多发性硬化症，脑瘫和其他疾病中恢复。外骨骼可能会逐渐被老年人广泛使用。新的工业设备可能更接近骨头，从而增加了人类意识和身体运动的整合。但是，在不久的将来，您只能看到轻型军事外骨骼设备提供有限的援助/支持。
8.高渗透成像
高光谱成像在安全，国防，环境监测和农业领域具有广泛的应用前景。传统的数字摄影仅捕获三个波长的光，从蓝色到绿色再到红色，高光谱成像可以在数百个波长上产生图像。这些图像可用于确定在任何成像场景中发现的物质，有点像长距离光谱。
与传统成像系统相比，高频谱成像可以提供更多的详细数据，该系统仍处于起步阶段。高光谱机的视觉应用有一些限制。关键因素是传输速度，它受高光谱数据固有的大数据的限制。成本和信息处理方法也是高光谱成像的应用障碍。机器学习算法的组合有望解决这些问题。
9.语音识别
第一个业务成功的语音识别技术可以追溯到1990年，但是随着计算能力的发展和新算法的发展，语音识别取得了惊人的进步。研究人员创建了一个低功率的特殊芯片，以自动语音识别。它的功耗效率是手机多功能芯片的100倍。新的配音处理器支持立体声声音AEC（消除声音消除）和遥远的线性麦克风阵列。它旨在支持支持语音的智能电视，带状扬声器，设定框和数字媒体。即使在复杂的声学环境中，该命令也可以从整个房间中准确捕获，以处理基于云的语音识别系统。
语音识别和会话平台有望成为十大战略技术趋势之一，语音搜索将占所有搜索的50％。从长远来看，这种转换使人们能够与周围的智能连接设备进行交互。随着人工智能和自然语言处理技术变得越来越复杂，即使在人们的语音命令中没有明确的解释，该设备将能够理解用户，然后预测其意图。
10.团体智能（群体智能）
小组智能是指各种对象的集体行为。每个对象都执行一些简单的功能，并在过程中与其他对象进行交互。基于此原则设计的信息系统通过其所有元素的自组织操作来管理。团体智能系统的开发前景与无人汽车，分布式电网以及搜索机器人的应用有关。
11.战争无人机
目前，无人机研究一直集中在提高信息收集功能并使无人机更加准确。无人机必须自己导航，因此人们特别注意自己的看法。从导航到武器部署，所有无人机都通过传感器数据运行内部地图，以允许其算法做出决策，并在对远处物质的遥远分析中在传感器领域取得了广泛的进展。这些传感器是为无人机开发的，可以可靠地检测爆炸物并提供关键的任务数据。 DARPA的原型开发了一个完全自主的无人机系统，可以在飞行过程中过渡到中高翼飞行。与传统的直升机相比，该系统具有更大的监视和罢工能力。
无人机很容易部署，并且已成为一种新型武器。假设一支完全没有前所未有的自治军，没有人可以改变世界的加密命令对世界造成了威胁。干涉技术也可能发生防御性无人机。该无人机用于狩猎其他无人机。
12.人工智能
卷积神经网络一直是深度学习的支柱。在计算机视觉中，已经出现了一些设计创新（包括胶囊网络和欺骗网络），带来了新的前景和新挑战。在接下来的几十年中，机器学习，自然语言处理和机器人技术的改进将重塑整个科学和经济学领域。人工智能软件和硬件基础架构的未来开发可能会导致某些初步形式的无监督学习和一般人工智能。这需要超级智能的系统，不仅在专业应用中，而且还需要在各种领域和环境中才能自我发展和超越人类。
13.全息图（全息图）
全息图基于激光作为光源。该地图记录在具有干扰形式的全景相机上的高分辨率全息膜上。全息图是一个三维图像，与传统照片有很大不同。光学全息图是由物理学家Denniskop在1948年发明的。从技术上讲，全息图是波市场的三维记录。可以根据查看器的相对位置实现和更改全息图像，就好像显示的对象是真实的一样。高级全息技术起源于1960年代，是光学全息技术的产物。它涉及通过重建边界的声音辐射而产生的声场。
最近的研究重点是3D全息显示，声学全息图，触摸全息图以及全息显微镜和打印机。声学全息图是在3D打印的超级材料矩阵的帮助下生成的。它以复杂的方式扭曲了声波的单一来源，并将其转换为声音全息图。这项技术既浪费时间又便宜。最近的进展表明，声学全息图可以显着改善超声成像和医疗选择。未来的3D全息图显示可以改善动态图像现实主义。观众不需要戴任何3D眼镜或VR头枕。通过将灵活的超薄膜嵌入设备的表面，智能手机和每日设备将能够弹出3D全息图，屏幕尺寸，屏幕尺寸，这无关紧要。此外，如果您可以触摸全息图表可以真正扮演角色，我们将看到一种与全息界面与设备进行交互的新方法，并在虚拟现实体验中添加新的维度。
14.人形生物
像人一样的机器人是一台类似于人类的机器，在外观和特征设计上。由于预计人类的机器人将尽可能与人类相似，因此许多项目集中在直接模仿上。灵活性被认为是一种特殊的运动问题。近年来，已经取得了一些进展，这使机器人的四肢接近人类。当机器需要完成与人类相同的一般任务时，类似人类的机器人具有明显的优势。 DARPA组织了一个机器人挑战，以了解灾难现场中类似人类的机器人的性能。测试包括开门，操作水龙头，甚至接听电话。
APERT和机器人是一个与短期方向完全不同的研究领域。目前，人类动物的建设成本很高，部署很麻烦。但是，一旦像人一样的机器人达到一定的性能水平，就会发生根本性的变化。便宜，可靠，安全，低功率的人类机器人将迅速成为标准的机器人平台，并成为从军事到娱乐甚至家庭的各种应用。
15.神经科学
神经科学仍然仅限于基础研究。研究的最终目标是找出创造力和想象力的工作方式。早期尝试寻找一种测量，预测和系统地影响想象力的方法，想象力被视为创造性思维的基础，并且是人类进步的核心。创造性的神经科学将使人们不仅能够感知，还可以预测和系统地影响想象力。
想象学院（宾夕法尼亚大学的非营利机构）的神经科学和心理学家提供了一种传统的标准化测试方法，该方法通过人的想象力取代了传统智商。期望的较长是，创造性神经科学不仅能够衡量，而且还可以预测和影响想象力。
16.精密耕作
精确农业依赖于现有信息和技术，例如GPS，卫星图像，控制系统，传感器，机器人，齿轮传输技术，远程信息技术，软件等，以改善作物生长周期（土壤准备，播种和收获）期间的农作物。在精确农业中，通过传感器和农场管理软件/硬件在现有网络/互联网基础架构上检测并远程控制。例如，农民现在可以使用基于云的无人驾驶拖拉机平台。该平台与拖拉机自动化套件集成在一起，以成为插头和播放系统。它可以自动控制谷物拖拉机，并在收获季节帮助农民。该系统共同在现场设置分割和卸载位置，调整速度，监视位置，并订购谷物运输车辆的速度和方向，以与合并收割机的速度和方向同步。
未来的农场可能不再需要人类种植作物，并且自动驾驶机器人已被用来执行播种，饲养农作物和收获等任务。这些机器人不受人工错误的影响，可以适应现场条件，从而最大程度地提高产量，大大降低了时间和效率。
17.灵活的机器人（软机器人）
灵活的机器人是机器人的子场，使用模仿抗生素制造机器的材料。灵活的机器人在其他方面类似于生物，突出了运动的物理结构并适应环境变化。机器人称为“灵活”，与刚性材料制造的机器人相比，它突出了它们的灵活性和适应性。一个研究团队开发了一个软机器人。它的执行器类似于肌肉，由硅胶橡胶制成，并由气压驱动。科学家开发了一种自动设计软执行器的方法。他们使用硅胶橡胶材料设计软机器人。在单个压力源的驱动下，它们可以像食指一样弯曲，像拇指一样扭曲。
从长远来看，在医疗和个人机器人技术技术中，灵活的机器人将实现与人类的安全和兼容的互动。在小范围内，预计微弹性机器人将有助于医疗应用，例如药物运输和手术。为了进行狂野的探索和救灾，灵活的机器人可以在复杂的地形中导航和穿透狭窄的空间。灵活的机器人将进一步帮助食品治疗和农业，以实现高度自动化并降低成本。
18.无触摸手势识别
非接触式手势识别构成了自然用户界面，这极大地改变了人类与日常技术之间的互动方式。通过对手势的识别和分析，您可以从大量速度，动作和情感响应中收集数据，这些数据可以转化为对用户的精确理解。
超声手势感知的基本原理类似于蝙蝠和海豚使用的回声定位系统。塞纳系统声音的声音，这是一个不稳定的信号。这些信号通过用户的手，头部或身体反射，然后被麦克风捕获，并通过时间照明算法进行编译。最新的超声技术使用声学微型计算机和电气系统（MEMS），例如现有智能手机中的麦克风和扬声器，或包含电动器零件的特殊超声收发器。
非式识别了一一用户界面（nui），改变改变与与与日常技术技术的交互交互，它交互交互交互交互的技术技术技术技术技术的它它它它它它所需要需要的的只是是自然自然移动移动悬停悬停悬停计算机，可穿戴设备，游戏和VR控制台，娱乐系统，机器人和家用电器。非接触界面还可以增强专业设备，例如医疗或军事设备。它还将完全改变取决于深厚消费者参与的领域，例如媒体，通讯，零售和娱乐。
19.飞行汽车（飞行汽车）
随着汽车的增加，交通拥堵已成为世界问题。因此，小型，安全且影响低的个人飞行车的发展一直是梦想。如今，传感器，电源存储，电动机和人工智能的快速发展使飞机接近现实。因此，智能城市正准备部署个人自动驾驶运输，希望解决交通问题。
由于目前大多数运输方法都集中在短期和中等范围的运输中，因此城市将成为飞行汽车产品的主要目标。如果可以成功使用飞行汽车，它们将开始影响城市基础设施的发展。从长远来看，可以根据飞行汽车通常使用的情况来计划整个城市。
2.人机互动和仿生学
20.神经形态芯片（神经形态芯片）
神经减少技术将是高性能计算的下一阶段，可以极大地提高数据处理和机器学习能力。神经减少芯片刻有神经网络的工作原理进入硅，其能源效率可以达到传统中央处理器的数百次。神经减少芯片非常能源，适用于移动设备，车辆和工业设备。
2018年，英特尔宣布了神经心理学筹码。应用于芯片的设备可以识别网络摄像头捕获的图片中的对象。延迟和最重要的可编程突触学习规则。
神经形态芯片的发展可以促进人工智能系统的发展。这些系统具有特定用途，例如对象识别，语音和手势识别，情绪分析，健康分析和机器人运动。通过合理的功率控制，它们可以成为从玩具到模仿机器人和其他各种交互设备的关键组成部分。
21.生物学学（医学）（生物学）
通常在医学领域使用“生物学”来描述机械的使用或增强各个身体部位。人造和仿生器官和四肢不同于普通的假肢。他们的设计与尽可能替换身体的原始功能尽可能接近。
目前，该技术用于外骨骼，上肢和内部器官，主要旨在帮助受伤的患者。例如，仿生外源骨骼可以增强人类的自然运动系统，使运行用户更容易/更快。
将来，仿生学的目标是“整合有机体和机器”。该方法将在“机器人”混合系统中生成生物学和机械组件。仿生器官将增强生物学功能，以便人们可以更快地奔跑，看起来更远，听力更好，更长的寿命甚至更好的思维。
22.大脑功能映射
大脑不仅具有惊人的神经元和连接，而且不是同质的。据估计，有500个不同的部分通过非常密集的网络连接在一起。大脑功能映射技术正在迅速发展，为治疗神经疾病的治疗奠定了基础，了解认知并在人工环境中复制认知。
神经元之间的通信基于神经元的电动运动。目前，为了更好地绘制这些通信路径，科学家正在开发可记录的电极，这些电极可以在各种条件下记录此类电动活动，并使用计算机来解释收集的信息。
从长远来看，在对大脑在生理和病理条件下的功能的深入了解将为确定疾病原因，干预和预防策略的治疗提供重要信息。此外，大脑解码的进步强烈支持大脑界面和脑仿真技术的发展。
23.脑机接口
大脑界面是大脑和外部设备之间的直接通信路径。它不仅可以从大脑中收集信息，还可以输入信息到大脑中，以便它可以与环境相互作用。增强和更复杂的是“两道”脑界面，它记录了大脑活动并将刺激传递给神经系统。大脑 - 机器界面领域的研究目标之一是通过人 - 机器人共生，提高复杂任务（例如驾驶战斗机）的效率。大脑信号刺激的研究进展可能会开放大脑和大脑通信的新时代。在中间，不可能交换复杂的思想，但是大脑和大脑之间的沟通可以继续共享情感，情感和意识形态状态。
24.情绪识别
情绪识别一直通过通过面部的面部图像（或视频）的高级图像处理算法来测试情绪。情感识别的主要方向仍然是“阅读”面部表情。一些研究人员使用AI算法开发了芯片，可以通过对人脸图像的真实时间分析来识别八种情绪。情绪分析也是面部表情后的新技术突破。将机器人学习算法应用于书面文本可以检测我们表达的正面或负面态度。目前，智能手机可以告诉您您的感受并提供相应的内容，通信或应用建议。智能设备是我们当前的现实，但“同理心设备”可能是未来。
情感认识可以完全改变营销人员设计广告的方式。它不需要依靠个人直觉或主观思想来对不同目标群体对每个想法进行科学和严格的测试。情绪识别通过捕获微观的情绪并发现微妙的情感变化来对执法有益。在医疗保健中，它可用于帮助监测和诊断情绪障碍患者。
25.智能纹身
智能纹身也称为纸皮，电子皮肤或电子纹身。它由可穿戴的皮肤电极组成。氧含量，肌肉活动，情绪）。它代表了一个集成的传感平台，该平台将为无法获得医疗服务的患者提供互动远程医疗和治疗系统的支持。将来，可以将柔性有机光传感器直接压在器官上，以监测手术和手术后的血氧水平。智能纹身还将帮助中风或脑损伤患者康复以改善肌肉控制或截肢。
26.人工突触/大脑
法国国家科学研究中心的研究人员设计了一个被计算机芯片上的人造突触（人造突触）的“记忆电阻”。该synapper可以独立学习，也可以对设备进行建模，这对于开发更复杂的电路至关重要。将来，这些技术将成为设计计算机机器的重要组成部分。模拟生物神经网络尤其如此。要利用大脑的力量或模仿大脑的结构，有必要进一步探索研究。模拟生物神经网络可以提高效率。对于具有大量连接的超级计算机，它们将获得更强大的计算功能。
3.电子与计算
27.灵活的电子设备
灵活的电子是可以弯曲或可扩展的电子电路，晶体管，监视器，电池，传感器等组件具有这些特性。灵活性不仅可以实现更复杂的设计，还可以实现新的应用程序，例如可穿戴设备，电子纹身或基于电子电路3D打印3D打印的潜在低成本解决方案。核心技术是薄的电子电子。灵活的电子设备用于显示，传感器，存储/转换，医疗保健，环境监测，人类计算机交互和其他字段。
研究人员已经开发了一个柔性压力传感器，即使双弯曲也可以保持准确。医疗和生物工程应用将受益于真正的灵活/拉伸传感器，这将完全改变大脑植入。可以在我们的大脑和计算机之间进行无缝的沟通。
灵活的电子是动态的，并且具有多种应用方案。研究人员认为，这项技术将为人们带来智能面料，伸展的屏幕，弯曲智能手机，扩展到更大的超薄平板电脑，可以戴在手腕上的健康传感器，或者墙纸墙壁变成巨大的屏幕。
28.纳米领导
照明二极管（LED）是一种双层半导体光源设备，具有将电力转换为光线的能力。与传统的钨丝灯泡相比，LED灯的主要特征不是产生卡路里。此外，LED仅需要普通灯泡所需的一小部分能量，并且不含有毒金属（例如用于荧光灯灯泡的汞）。
LED显示屏由LCD显示为像素。基于纳米棒的多功能LED可以发光和检测光，并且比标准LED快三倍。基于纳米棒的光发射二极管可以对激光笔响应。
纳米血管导体用于生物学，计算机，医学和照明。纳米LED使用少量能量来产生更大的光波，为显示器提供更温暖，更鲜艳的色彩。从长远来看，可以点亮并检测光的新LED数组可以帮助用户通过非接触手势控制智能设备，并使用环境光充电这些设备。
29.碳纳米管
碳纳米管是一种基于碳的管道材料，具有直径纳米级。这些管状碳分子的特殊性使其在纳米技术，电子，光学和其他材料科学方面具有价值。
硅一直是这些领域的首选，但其主导地位可能会受到未来新化合物的挑战。许多研究人员将这一希望固定在碳纳米管上。除了笔记本电脑和智能手机更快，更有效的芯片外，苗条但功能强大的处理器还可以支持新技术，例如弯曲计算机和注射的微型芯片或可以针对人类癌症的纳米机器。等待。
30.计算内存（计算内存）
“内存计算”或“计算内存”是一个新概念，它使用存储设备的物理特性来存储和处理信息。这与当前的Vonorman系统和设备不同。例如，标准台式计算机，笔记本电脑甚至手机，它们在内存和计算单元之间来回穿梭，以使它们较慢，能源效率较低
目前，IBM的科学家展示了“一种监视机学习算法，该算法在一百万阶段变化的内存（PCM）设备上运行，并成功地发现了未知数据流中的时间相关性。与计算机相比，该技术预计将增加200倍就速度和能源效率而言。
内存驱动计算是一种无限的灵活且可扩展的体系结构，它比传统系统所消耗的能量更少，以更快地完成计算任务。随着数据量的快速增加，其重要性将继续增加，这将为大型组合基础架构的数据处理提供解决方案。
31.石墨烯晶体管
石墨烯称为新纳米材料。它具有良好的导电性能和稳定的化学特性。它是世界上最强的材料。它由碳原子组成，这些碳原子在两个维的六边形图案中密集堆叠。基于石墨烯晶体管的圆可以解决硅晶体管的加工速度极限。他们将微处理器的时钟速度提高了数千次，所需的功率是基于硅的计算机的百分之一。
石墨烯晶体和芯片使计算机更小，更快。这些多功能材料为超薄配件和智能生物医学传感器等技术带来了广阔的前景。
32.高架时钟
在许多应用程序场景中，时间要求很高，例如4D成像需要高精度时钟才能在亚原子区域提供结构图像。预计光学时钟或原子钟将在时间测量和标准化方面提供更高的准确性。这使其适合各种应用程序场景，并可以节省大量能源。量子逻辑时钟具有广泛的前景，新的原子钟将需要突破更多的基础研究。
33.纳米线
Nan Navile的大小是纳米单元。它们也可以描述为在数十个纳米或较小的纳米结构中，长度无限。纳米电线和表面特征的重复性和调节性为纳米霉素提供了一种新颖的方法。由于它们显示的众多材料和迷人特征，纳米电线最近已成为纳米电子，光电子和分子标准的重要基石。纳米电线可以与微通道集成，从而提供从宏到纳米的路径，从而使研究人员能够检测和分析靶分子，例如DNA，RNA和蛋白质。纳米线的直径很小，可用于探针的尖端。此外，纳米线可以产生灵活的纳米电子支架，预计会产生敏感的皮肤，可检测化学和电气变化。纳米电线也可能对建筑和汽车行业产生重大影响。
34.光电学
光学电子是光子学的一个分支，并致力于传输数据以用电子和光学传输数据。对光电学的进一步研究将为开发许多不同的光电设备开发。 5D光数据存储过程包括更改熔化石英的光学特性。使用Ultra -fast（Quytsecond）激光写作技术创建3D纳米级信息记录。这些记录（“纳米gascus”）由三个 - 莱默纳米dots组成，该记录在每个点上存储一个消息。储物支架是改进的玻璃板，具有更长的气候条件和更好的化学稳定性。额外的容量允许最多360TB数据的数据，约为50GB Blu -Ray盘的容量的7000倍，高达1000°C，室温的寿命几乎是无限的。 5D数据存储将很快成为拥有大量历史档案馆的机构的宝贵资产，预计将在未来五年内由行业合作伙伴进行商业化。预计目前主要用于高端军事设备的光学量子芯片将在几年内应用于数据中心。综合光量子研究的进度将创新光学量子技术，同时保持与现有半导体芯片技术的兼容性。
35.量子计算机
量子计算机（QC）基于量子位（称为量子位），量子位可以表示为0、1或在受量子力学调节的两个状态下的任何量子叠加状态。尽管许多公司声称生产量子计算机和量子编译器，但当前的技术并未为制造量子计算机提供成熟的解决方案，而第一个原型只能在特定问题上进行操作。
目前，研究工作致力于创建解决特定问题的量子硬件。然而，为了实现可以运行所有现有代码的通用量子计算机，仍需要进行更多的研究。为了使量子计算机更加有效，稳定和便宜，必须进行大量研究工作，并与量子相关和低温工作有关。
36.量子密码学
无论个人通信，电子商务或在线银行交易如何，都必须保护通过Internet交换的机密信息，以防止通过称为键称为键的数字密码进行黑客入侵。量子密钥分布在量子密码学的核心上。它使用量子颗粒（电子和光子）安全地在两方之间构建共享键。量子密钥分配系统使用量子力学中的基本原理：观察量子颗粒将自动改变其特征。因此，始终可以检测是否已经观察到量子颗粒，表明安全漏洞。如果发生这种情况，将丢弃钥匙，并将发送另一个密钥，直到双方确定其他人都没有观察到钥匙为止。
2017年9月，科学家实现了技术里程碑，他们展示了世界上首次使用北京和维也纳之间使用量子加密的洲际视频会议。由于技术原因，量子通信限制为数百公里，但中国卫星“ Mozi”在2016年推出了这一限制。上海及其2000公里外的区域配备了光纤通信设备，并与地面上超过500公里的轨道通信。这种基础设施是世界上第一个天地的量子网络。中国的量子技术领先于世界，目的是在2030年建立全球量子网络。在将来，尽管量子技术的应用仍受到限制，但量子键可能被用来保护极敏感和关键数据。
37. Spintronics
Self -Spin Electronics是一个新的研究领域，它介绍了电子自旋对导电的影响。传统的电子设备基于电路周围的转移电子设备。自旋电流是电流的自旋 - 旋转电子等效。与电流不同，旋转可以在静态电子之间传递。在这种情况下，自旋电子设备包括“在固体物理学中研究电子（更普遍地说）自旋的作用”。
电子自旋可用于能量，光，声音，振动和热量之间的转换。这种在不同能量形式之间切换的能力可以应用于各种设备。自速电子电子设备的潜在应用是音频设备，它允许声音向一个方向而不是相反的方向流动。
第四，生物杂化
38.双层可传感器
生物 - 可降解的电子设备是有限的寿命电子组件，可以通过水解或生化反应。该设备可以用作临时传感器，药物传播，组织工程，微流体体等的医疗植入物。通过生化过程自然降解的材料通常用于食品和药物包装中。可降解的电子产品可以使设备更聪明，例如温度或化学监测。
目前，电子产品的期望可能只有几个月。废弃电子产品对生态学的影响令人担忧。使用生物降解或有机电子材料可以解决此问题。该材料是打开可以完全生物降解，生物相容性/生物代谢的电子产品的一种方式。这些设备可能会在其生命周期结束时溶解。一方面，医疗植入物的发展是可能的。
39. CHIP实验室（芯片实验室）
CHIP实验室整合了实验室功能，例如小型设备中的化学分析。快速脓性检测目前是芯片实验室中非常重要的应用。诊断会导致患者及时患有脓性疾病，每分钟对抗抗生素治疗很重要。目前，芯片实验室系统正在开发血样的患者，以检测可能导致脓性疾病并减少不当使用抗生素的微生物。芯片实验室技术有望通过更好，更快的诊断来提高医疗水平，尤其是在医疗基础设施向后的领域。同时，这项技术可以在监测自己的健康中发挥更积极的作用。
40.分子识别
分子鉴定可以视为分子之间相互作用的研究。从医学的角度来看，分子识别决定了化合物是否具有临床性质。基于分子识别应用的纳米材料对于临床条件尤为重要。其中，鉴定成分可以是酶，DNA，RNA，催化抗体，适当的身体和标记物。
目前，分子识别技术在便携式设备诊断，电反应诊断和药物筛查中具有不同程度的使用。从长期的角度来看，分子识别是生活过程的基石之一。作为开发领域，它将创新医学。
41.生物电子学
生物电子产品是一种使用生物量或生物体系结构来设计和制造信息处理机械及相关设备的技术。该区域使用生物燃料电池，仿生和生物量进行信息处理，信息存储，电子组件和执行器。研究领域的重要方向是生物质和小型电子设备之间的互补和相互作用。
研究人员已经为新传感器，执行器和信息处理系统开发了生物励志材料和硬件体系结构。该领域的其他目的包括原子标准的分子制造，生物器官和电子设备之间的更好的连接，这可能会促进人类在假肢，人机整合和仿生学领域的进步。它还将为健康建模，监测和细胞开发开辟新的前景。
作为储存介质，合成DNA比大多数当代切割边缘替代物的紧凑数百万倍以上。另一方面，生活存储系统不仅可以用于存储数据，还可以记录人类细胞，组织或工程器官中的事件和过程。
42. BIOS信息（生物信息学）
生物信息学是一个新的研究领域，它结合了生物学，数学和计算机科学等多个学科的方法，技术和数据。它的目标是开发新工具来绘制和分析生物的数据。生物学信息的目的包括鉴定候选基因和核苷酸。目的是更好地了解遗传基础，独特的适应性，理想的特征或人群之间的差异。
目前，生物学信息学的主要进步是生物杂交领域。生物杂种通常是指人造成分和至少一种生物成分的组合。这些技术可以应用于许多领域，例如从健康到纳米技术，机器人技术，甚至消费品（例如新鲜的农产品）。生物混合技术也将应用于未来的机器人中，这将使机器人技术更准确，这将使机器人能够广泛使用。同时，通过将该技术与生物学相结合，可以复制组织或器官，以帮助人们更好地了解人类生理学或设计新药和药物输送方法。
43.植物通信
植物通信是指植物与其他生物之间的交流，无论是相同或不同类型的植物，土壤和昆虫，还是更复杂的生物。目前，一些研究团队正在探索使用植物作为传感器的方法。在有关植物通信的深入研究中，可能具有潜在的应用前景。
5.生物医学
44.基因编辑
基因编辑也被称为“基因组工程”，它是一种工具，其中DNA被插入，删除，修饰或被生物体的基因组替换。通常的编辑方法是通过基因组中的工程核酸酶（分子剪刀）的靶标的双重链。这些破裂的双链通过非脱水式界面或同源重组修复，结果是靶向突变。
目前，基因编辑已经在基因工程领域产生了一场革命。尽管基于细菌，但几乎适用于所有活细胞和生物。动植物提供新的可能性。
基因编辑将输入许多不同的应用程序，其中大多数仍然无法预测。当构思新的用途时，需要大量创造力，并且需要考虑许多道德和法规。
45.基因治疗（基因治疗）
基因治疗的重点是基因突变，遗传突变引起异常蛋白质。除突变外，基因疗法的基本原理是，缺陷基因被治疗基因（也称为功能基因）替代或激活。该基因通过病毒或“裸DNA”进入人体。
基因疗法已成为一种可行的技术能力，但是基因疗法的成熟度以及大规模采用的复杂性仍有待观察。此外，政策和各种道德困境也很重要。
46.抗生素敏感性测试
抗生素耐药性是世界上人类健康面临的最严重的风险之一，这意味着必须面对许多挑战，包括：预防感染，新的抗生素发展和替代方法，以面对感染，限制过度使用并确保有效性治疗有效性治疗。将来，一旦确定了感染原因，医生将能够决定是否在现场采用适当的抗生素治疗，哪种抗生素是最有效的。
47.生物打印
生物印刷是3D打印的特殊应用。它使用聚合物或基因工程生物材料生产组织和器官。其中一些可以植入人体。生物印刷的优势在于，材料的个体适应性更好，副作用较小，包括植入抑制。
目前，已经提出了一个3D打印系统，它可以用骨头，肌肉和耳朵的成人尺度的组织打印活细胞。由于印刷项目使用多龙的生物相容性合成聚合物，因此它们的结构是稳定的。
将来，第一批3D打印的人体器官将被移植而不会排除，这不仅满足了等待器官的巨大需求，而且还满足了那些有缺陷器官的患者的巨大需求。从长远来看，“人芯片”模型可能会生成用于植入患者自己的细胞修复受损器官的各种类型的组织。
48.基因表达的控制
基因表达是用于指导蛋白质合成并产生各种细胞结构的遗传核苷酸序列的过程。通过了解如何控制基因表达，科学家希望解决每个基因在人类和动物发育中的作用。
通过发现对疾病的敏感性和操纵细胞的敏感性，以使未来的有机组织健康以促进辅助生殖和再生医学的发展来发现早期研究。
基因组的不稳定性和基因的变化具有促进疾病发展，加速与年龄有关的病理，并促进组织变性和器官衰竭。通过研究基因基因表达的控制，可以预见人类的衰老程度和速度。在胚胎发育和多功能干细胞生物学过程中控制基因表达可能会完全改变辅助生殖和再生医学。
49.药物输送
药物运输是指用于治疗剂或药物以达到治疗效果的治疗方法。药物传播技术的进步通常是为了提高药物的功效和吸收，同时减少其副作用。纳米材料和新材料正在完全改变这一领域。
改善的药物运输能力将导致药物的更快靶标，较少且较少的副作用以及必要时停用或重新激活。通过将药物嵌入正确的设备类型中，它们还将为患者和治疗师提供信息。该治疗计划通过减少医院患者的支出时间大大降低了治疗成本。
50.表观遗传变化技术
客观遗传技术是指遗传功能的遗传变化，这些变化不需要DNA序列的变化。尽管该实验表明某些明显的遗传变化是可逆的，但“表观遗传遗传”一词包括改变基因活性的过程而不改变DNA序列并导致可以将其传递给子细胞。
目前，有一些证据表明，许多疾病和各种健康指标都与表观遗传机制有关，包括各种癌症，认知功能障碍，呼吸系统，心血管，生殖，自身免疫和神经性行为。
充分了解解释遗传机制将有助于开发新的诊断方法，生物标志物和治疗方法。从长远来看，明显的遗传技术的应用可能会对人类产生不可抗拒的持久影响。它将影响人类的生活方式，食品，农业和其他领域，尤其是对健康的影响。
51.基因组疫苗
基因疫苗是由DNA或RNA合成的非蛋白质疫苗，可以促进人类免疫的改善并防止传染病的传播。它是根据基因治疗技术开发的。
DNA疫苗的前景非常稳定，对于大型生产和易于运输非常方便。当基因组疫苗成为正常状态时，由于持续时间很长，因此覆盖了各种病原体，并且很容易适应后者的新突变形式，因此免疫的数量较小。
52.微生物组
微生物无处不在，形成的微生物既适合人类健康。在早期，受微生物和饮食等因素的影响，人与人之间的微生物群体的组成截然不同。另外，人体的不同部位具有不同的微生物。尽管它知道肠道细菌的组成对某些基因的活性有影响，但仍需要确认这种情况。一项新的研究揭示了一种潜在的方法，即“良好”肠道细菌可以控制人类基因活性，并可能有助于预防大肠癌。
微生物组已成为医学研究人员的主要兴趣。了解微生物组的多样性并发现新模型可以更好地理解疾病的原因，以及为什么在某些情况下，治疗效果比其他情况更好。大数据和新计算工具将使微生物组的宏观组分为可能。
53.再生医学
再生医学是一个新兴的医学领域，致力于找到一种修复或替代细胞，组织甚至整个器官的方法，这些方法受到疾病，先天性问题或创伤的损害。组织工程，干细胞疗法和人为培养的组织或器官。
再生医学将集中在细胞分化，细胞培养和组织工程方面的更可靠，更便宜的方法上。将来，人类将在没有外部支持矩阵的情况下生成组织和器官。
54.重编程的人类细胞
重新分布的人类细胞通常是指类似于胚胎干细胞的遗传重新编程白细胞或诱导的聚糖干细胞。最近的研究证明，可以通过遗传编程，去除或减缓通过免疫细胞的遗传编程来产生可生物降解的纳米颗粒，从而使免疫细胞仍在体内。多能干细胞的分裂是一种多能干细胞，可以直接从成年细胞产生。就像胚胎中产生的天然干细胞一样，它们可以成为可以发展成皮肤，神经，肌肉或几乎任何其他细胞类型的任何其他类型的细胞。
55.针对细胞死亡途径
癌症是世界上人类死亡的主要原因之一。 2012年，有1400万例癌症病例和820万癌症相关的死亡。预计这些数字将在未来20年内翻倍。与当前的治疗方法相比，靶向不同类型细胞死亡的关键调节分子可能是一种更有效，有毒且不太可能产生耐药性癌症治疗方法。
识别新的细胞死亡机制并试图激活和控制多个细胞死亡是一种反对癌症的方法，表明癌症治疗的有效性取得了重大飞跃。同时，预计将降低或解决困扰该领域的某些毒性和耐药性。
6.印刷和材料（印刷和材料）
56.2d材料（2D材料）2D材料由原子薄层材料组成。当前的研究主要集中在不同2D材料层的异质性上，及其在光伏，半导体，光学组件和后硅电子电子中的应用中的应用。通过了解2D材料的异质结构以及对半导体结构进行全面发挥的能力，它为开发纳米电路和可穿戴设备铺平了道路。 2D磁铁可以解决最令人难以置信的科学问题，打开超薄计算机的时代，而2D材料在感应和数据存储方面也具有潜在的应用前景。
57.食品3D打印（食品的3D印刷）3D印刷食品商业化已成为主流。目前，它的真正潜力似乎可能是在食品领域。专业人士可以通过3D打印打印新食品并进行实验；在医疗环境中，帮助饮食困难的人。
将来，可以直接和直接生产3D打印和原材料。几乎所有菜肴都可以“印刷”而不是烹饪。缺乏成分可以以形式和时间的基本粉末形式打印出来。质量和味道在每次都没有变化而不会偏离。食品3D打印大大简化了食品的生产过程，还可以帮助人们制造更多的营养，健康和有趣的食物。
58.玻璃3D打印（玻璃3D打印）的独特性能通过快速原型制造玻璃对象的前景显而易见。玻璃3D打印的最新进展为快速生产玻璃零件提供了解决方案。该技术使用熔融玻璃。打印完成后，几乎需要进行后处理。
玻璃是必不可少的高性能材料。独特的功能使其在生物技术，光学，光子学和数据传输领域中使用。玻璃3D打印的进步为实验室设备的制造铺平了道路，并为内部生产带来了便利，这使技术人员可以使结果更接近成品。艺术表演还可以通过复杂的几何结构实验到达新领域。
59. 3D打印技术的最大优势之一是制造商可以控制物体的物理形式 - 无论产品设计如何，都可以优化对象的形状。在不久的将来，不仅是小型设备，大型或大物体的主要组件将被打印3D。可以通过特殊设计软件优化大型对象，以使材料和功能满足环境的要求。
60. 4D打印4D打印技术是指在外部激励措施下由3D技术印刷的形状或结构变化。材料和结构的变形设计可以内置在材料中。创建生物的过程使人体能够自动组成，并意识到产品设计，制造和组装的集成集成。如果4D印刷产品暴露于刺激（加热，光，水，磁场），则会随着时间的推移改变形状或性能转换。
4D打印的形状记忆聚合物将极大地影响卫生行业。 4D打印也可用于组织工程，自组装生物量，纳米颗粒和纳米机器人进行化学疗法。在能源行业，将来，形状记忆材料将用于太阳能电池板上，以检测具有阳光并自动旋转的传感器的制造。
61.水凝胶是一种天然或合成聚合物，具有高吸收（包括超过90％的水）。由于它们的水分含量很高，它们显示出“非常柔韧性作为天然组织”，通常将水凝胶用作分子和细胞物种的载体，这可以总结细胞/组织发育中的动态信号。由于其仿生型，水凝胶是生物医学应用的主要材料，例如药物传播和干细胞疗法。一般而言，水凝胶的生产需要一系列的化学反应以及前体材料之间的相互作用。
水凝胶在医疗领域的前景广泛。在不久的将来，水凝胶将为紧急工作提供基本支持，以便患者可以实现自我修复。随着技术的进一步开发，康复软件机器人将能够与生物体的细胞接触并在微观和亚微米水平上进行手术。
62.超材料超级材料是由多个单独的纳米元素组成的人造成分。澳大利亚研究人员在纳米材料中发现了新功能，并为制造热光伏电池开辟了新的前景。热光伏电池可以在黑暗中收集卡路里，并将其转换为电能。该团队使用金纳米结构和氟化镁来创建一种超级材料，该材料可以沿准确的方向辐射热量并在特定光谱范围内散发辐射。在不久的将来，超级材料将用于制造超灯卫星天线，传感器和光伏电池。在控制成本的情况下，超光天线可以连接到卫星并绕过有线的本地互联网基础架构。热光伏电池可以从红外辐射中获得能量。它不需要阳光直射。它可以补充甚至取代太阳能电池，并成为重要的可再生能源。超级材料的高配置将用于制造损坏材料。例如，由超级材料制成的衣服可以感知可能的损坏，并调整织物的表面以保护佩戴者。
63.自我修复材料通过修复/愈合机制来检测变性。一般而言，这些材料是人为制造的，可以被视为“智能结构”。他们根据其全面的“感应”功能来适应各种环境。该技术可以应用于飞行过程中的任何田地，例如海风涡轮机，飞机和卫星。
随着技术的持续开发，只要加水，就可以修复自我处理的材料以修复受损的牛仔裤。当智能手表，笔记本电脑和手机具有破坏性时，它会自动修复显示屏上的裂缝。这些设备的电池还将具有更长的使用寿命，这归因于他们的自我修复特性。
七个，突破资源边界的技术（打破资源边界）
64.生物塑料生物塑料是指基于天然物质（例如淀粉）的微生物作用产生的塑料。它具有可再生的特征，因此非常环保。其中包括玉米，米饭，土豆，棕榈纤维，木薯，小麦纤维，木纤维素和甘蔗。根据其化学成分和生物成分的百分比，生物塑料可能是可降解的。生物塑料用于不同行业，例如食品和饮料包装，医疗保健，纺织品，农业，汽车或电子产品。生物塑料的主要优点是它们的能量足迹具有较小的能量足迹，污染较少。欧盟自助服务项目正在研究可生物降解的尿布，可生物降解的生物活动美容面膜和纳米结构生物相容性非织造织物。塞维利亚大学和韦尔瓦大学的研究人员使用大豆蛋白来开发生物塑料。这种生物塑料可以降解和环保，可以自身的体重吸收40倍的水。研究小组修改了大豆的分子结构，这改变了吸收特征，并使它们的水比平常高三倍。通过将蛋白质固体浓度注入霉菌，它们创建了试管并应用于园艺。王Xinlong领导的一群研究人员开发了由可降解的生物塑料制成的电子组件。开发的电子产品是由源自玉米淀粉（PLA）的玉米淀粉的生物塑料制成的。通过将金属有机骨架纳米颗粒与这种生物塑料混合，它们成功地开发了材料的机械，电和阻燃特征，可用于电子产品。
塑料工业致力于开发自然界中发现的天然原材料，以生产生物塑料的新方法。生物塑料在许多不同领域的需求很高，该材料将具有许多新的应用程序前景。
65.碳的捕获和隔离是地球生命的重要元素。人类活动生产的二氧化碳是导致气候变化的主要温室气体之一。二氧化碳的管理是我们时代最大的社会，经济和政治挑战之一。为了避免碳流失到大气中，收集和储存碳，并在高二氧化碳排放的来源（例如各种行业和基于碳的电厂的烟囱）中进行处理。空气捕获技术可以从环境中的任何地方清除空气中的碳。二氧化碳通过吸收和膜气体分离技术与空气或烟气分离。捕获的二氧化碳或提取的碳可以以矿物质的形式储存，因为它与金属氧化物具有室内反应。在其他情况下，您可以使用管道用于使用其他地方，例如将油注入旧油田。
空气捕获和碳存储的组合可以实现双重功能。碳捕获和利用降低了碳存储带来的一些问题和成本。一旦气候变化的成本增加了，碳捕获技术可能会吸引分散的碳源，例如汽车和飞机。但是，这些技术也非常昂贵，存在某些风险，实际效果尚不清楚。
66.海水（淡化）海水褪色是从水中去除各种盐的过程。传统上，通过蒸馏，电解和过滤。由于高技术成本和高能消耗，它们只能分解水，或者使其达到沸点或凝结物，并通过化学过滤清洁污染膜以实现海水稀释。新的实验表明，可以使用各种形式的石墨烯（厚 - 平等 - 距离碳原子层）稀释海水。可以准确控制石墨烯膜，并可以从水中筛选普通盐以使其安全。
精确过滤技术的开发对全球经济和生态系统产生了巨大影响，并对发达国家和新兴市场的社会水平产生了巨大影响。精确过滤技术将通过提高废水行业过滤的能源效率来降低成本，从而使工业参与者更愿意减少其企业的生态影响。
67.地球加工和气候工程关注整个景观的变化，例如人造湖泊和中国的三峡谷大坝项目。另一个典型的例子是改变河床，并使用山脉在日本建造人工岛和Kansai机场。气候工程主要包括两种类型，消除了温室气体和管理太阳辐射。最近，减少温室气体排放和气候变化的社会负担能力的问题引起了很多关注。将来，全球需要全球工程和气候工程的治理和监督。
68. Hyperloop超高速度导轨目前正在开发运输系统。作为理论的核心，“真空钢管运输”的运输具有超高速，高安全性，低能消耗，低噪声和小污染的特征。它将使用加压的桨手将货物携带在真空钢管中。通过隧道或管道（低压环境），电动机通过电动机逐渐加速了POD。豆荚通过磁悬浮液迅速升至轨道。由于空气电阻较低，因此实现了超高速滑行。
超高速度铁路可以帮助缓解交通压力，不受交通事故和天气因素的影响，并带来稳定且可靠的通勤经验。
69. platic -eating bug聚苯二甲酸酯（PET）是世界上最常见的制造产品之一，也不可用。随着这些塑料废物在我们周围积累，引起了严重的环境问题。由于将PET转化为石油是一个复杂的过程，因此科学家已经开始找到可以代谢或消化这些物质并将其转化为可生物降解产品的方法。日本研究人员发现了该物种并命名了该物种，并将其命名为从土壤和废水中收集的Sakaiensis。这种细菌似乎只吃宠物，只使用两种酶将其分解。
最近的研究发现，塑料昆虫可以迅速降解塑料废物，甚至可能成为自然肥料来喂养土壤，从而大大减少了城市污染。
70.分解二氧化碳（二氧化碳）二氧化碳是一种废气，是一种积累在大气中的温室气体，直接导致全球气候变化。目前，不同的碳捕获和存储方法正在大气中使用不同的二氧化碳含量，从而减少了其影响。您目前需要做的不是存储，而是通过分离直接使用二氧化碳，并将二氧化碳与存储位置分开。
科学家正在寻找分解和将二氧化碳转化为燃料的方法。具体来说，他们正在开发新的廉价催化剂材料。同时，将该技术与可再生能源设备相结合可以减少大气中的二氧化碳含量，并且还可以将太阳能直接存储为液体燃料。
71.准备灾难的技术随着自然灾害的数量继续增加，沿海城市洪水的风险也大大增加。因此，自然灾害带来的环境危机值得关注，预测灾难技术也是研究的方向。预防自然灾害，例如地震，海啸，火山喷发和泥石流非常重要。此外，需要不断改进应急系统，救援机器人，救援系统和公民信息系统。一方面，预防场景是技术的突破。
灾难准备的关键是社会恢复的能力，即，暴露于及时有效抵抗，吸收，适应和恢复的能力。在恒定的环境中需要采用不同的方法，而不是先前修复系统的状态。技术本身对社会恢复的贡献很小，主要取决于社会结构的能力。应对复杂性和不确定性的能力已成为一个新的挑战，这意味着为将来的任何紧急情况做准备。
72.水下生活在水中生命的观念被认为是人类未来的潜在部分。由于人口过多或灾难，它是地球表面的替代方法。自1960年代初以来，各国都设计和建造了水下栖息地。由法国海洋建筑师雅克·鲁格里（Jacques Rougerie）设计的水勘探平台“赛路人”逐渐成形，这是世界上第一艘垂直海洋船。英国设计师Phil Pauley发布了一项针对海底设施的设计计划，称为“ Sub-Biosphere 2”，该设施在海底设施中有8个栖息地。朱尔斯（Juls）的水下房屋朱尔斯·内西洛奇（Jules Undersea Lodge）位于美国佛罗里达州基拉戈（Kirago）。它于1986年完成，是美国最早的水下酒店。
由于陆地上住房空间的稀缺性，越来越多的沿海土地供居住。预计第一批海底栖息地将位于海边，为越来越多的人提供生活条件，并在气候变化导致海上飞机上升时使用。
73.废水回收废水的营养营养是一种营养素，例如从废水流中的氮和磷，并将其转化为环境友好的肥料，用于生态和农业用途。营养恢复是废水处理领域的突出发展方向。生物技术，再利用和回收技术带来了各种经济，环境和社会利益，这有助于降低成本，节省能源，保护环境并改善客户服务。人们正在尝试开发更多的技术，以从废水中收回不同的资源。稀缺资源，回收投资越大。使用废水作为资源将是一个真正的突破。
74.小行星开采（小行星挖掘）是一种从相对较小和密度的天体（即小行星）中提取有价值的物质的过程。随着地球矿物资源的耗竭，一些重要的材料将变得越来越难以最大程度地减少地球，而小行星将提供重要材料的储量。有些值得回到地球，例如：黄金，铱，银，锇，钯，铂，铼，铑，钌或钨等。其他可以用于太空结构，例如铁，钴，锰，钼，镍，铝或钛。一家加利福尼亚州的公司显示出小的低成本航天器，用于小行星检测。该计划是用于收集航天器的数据组成和“发掘能力”数据的工具。印度计划在月球南侧开始探索核材料。
能源（能源）
75.生物发光生物发光是指实验室中生物发光或生物提取物的现象。生物彩需要一个称为荧光和氧的分子，当它们相互反应时会产生光。在某些昆虫，细菌，细菌和海洋动物中发现了生物味。研究人员目前正在尝试将生物照明技术应用于生物学，医学和光生产。他们试图将生物光转移到不同生物（例如细菌，植物或哺乳动物）上，以更好地了解不同的生理过程，并开发新的新成像和研究技术。同时，科学研究人员正在开发新的光源，以减少当前的全球能源消耗。
76.能源收集能量收集是一种使用能量收集器从其周围环境中获取能源的技术。尽管能量的收集不大，但由于这种小能量产生的电力比大型设备少得多，例如太阳能电池板适用于大型热源中的大型热电器设备，因此捕获能量足以满足大多数无线，遥感，人类植物种植的应用，射频识别，可穿戴设备。捕获环境能量的技术包括旨在从振动和变形中提取能量的机械设备；从温度变化中提取能量的热装置；使用生化反应的电化学装置。
一些研究人员证明了从活体动物的心脏中获得生物力学能量并将其用于无线电数据传输的可行性。美国陆军研究实验室中的科学家开发了一种纳米 - 电源铝镀粉，该粉末将化学反应与水结合在一起以产生氢，氢可用于为燃料电池供电。这种合成物质自发地将水分解为氢。在测试期间，他们还观察到，当尿液用作水源时，化学反应的发生是水的两倍。
有效的能源收集技术可以确保最小维护各种系统，并为周围环境可用的材料提供动力。
77.收集收集甲烷水合物是一种甲烷甲烷亲水性化合物。水分子和甲烷在低温和高压下形成类似冰的物质，仅存在于地下沉积物中。对于依靠进口天然气，煤炭和石油来满足大多数能源需求的国家，甲烷亲水性采矿厂将来是能源的来源。
大多数天然气水化合物沉积物位于海底，只能通过钻井平台和深海钻井容器到达。由于甲烷不稳定且易燃，因此将甲烷泄漏到空气中会引起更多的温室作用。这是风险技术之一。目前，它没有可用的技术来大规模收集这种能量。
78.氢燃料（氢燃料）的重力密度约为化石燃料的三倍，化石燃料非常适合内燃机。氢在大气中的大气中燃烧，释放水，过氧化氢和少量氮氧化物。氢用作氢燃料电池（电化学电池）中的燃料，氢和氧气与电子流动反应。这些电子流可以作为电流收集在外部电路中。因此，氢燃料电池是基于碳燃料的替代能量，对环境没有影响。
目前，一些国际研究团队使用与二氧化钛催化剂混合的过敏蛋白来从水中造成氢。当光催化剂溶解在水中并将铂混合在太阳中时，释放了氢。研究小组还观察到在白光下的氢输出非常高。当他们发现大量碳氢化合物被微波炉激活时，他们很快释放出大量氢。
伯克利实验室的研究人员嵌入了石墨烯片的镁晶状体。镁晶体不受氧气，水分和污染物的影响，而氢分子通过。将石墨烯包裹的镁晶体作为氢的“海绵”提供了一种安全的吸收和储存氢的方法。
79.海洋和潮汐能技术，海洋为人类提供了大量可再生能源。最先进的潮汐流和海洋正面临着巨大的障碍。在不同的前瞻性调查中，海洋能量可以大规模收集能量，这值得我们注意。
欧盟采取了一系列政策措施，以确保海洋能源技术在短期内具有昂贵的竞争力。为了收集大量能量，它似乎是采矿波的最有效方法。从长远来看，新发电机技术收集的能量量也将增加。
80.微生物燃料电池微生物天体燃料电池是使用微生物直接将有机物化学物质转化为电能的设备。像任何标准燃料电池一样，微生物燃料电池由阳极和阴极室组成，该阳极和阴极室由质子交换膜分开。细菌生长和繁殖形成一个致密的细胞聚集（生物膜），该细胞聚集（生物膜）粘附在微生物燃料电池的阳极上。细菌将昂贵的过渡金属催化剂代替为活性生物体，并通过氧化有机底物生产二氧化碳，质子和电子。质子通过微生物燃料电池传输到阴极室，电子从阳极通过外部电路流向阴极，从而产生电能。
细菌在空气，土壤，植物，藻类，动物和灰尘中无处不在，并且在城市，制造业和农业废物中也存在。废物可以通过微生物燃料电池转化为清洁能源。由于微生物燃料电池的效率低和成本高，微生物燃料电池技术仍处于开发阶段。
微生物燃料电池的最大优势是，它可以通过处理废物和清洁能源来减少环境污染。这项技术仍面临障碍，大规模的研究工作是不可避免的。
81.熔融盐反应器（熔融盐反应器）熔化的盐反应器是一种熔化的盐反应器，在熔化状态下使用熔点，并且处于熔融状态。它是一种非常热的氯化物或氟化物形式的熔融盐混合物。液体熔化盐可用作产生热量的燃料，也可以用作将热量运送到发电机的冷却器。从理论上讲，这使得与使用固体燃料和水冷却液的常规核反应堆更简单，更安全。
熔化的盐反应堆是在1950年代和1960年代在美国橡树岭国家实验室开发的，但在1970年代，由于一些非技术因素，它被暂停。随着材料和组件技术的开发，液体氟反应堆研发恢复，世界的全球法国，美国，印度和中国正在开发液态氟化物反应堆的研发设计。尤其是在日本核电事故发生后，各方注意力的普及都在增加。本质
熔化盐反应堆的支持者声称它基本上是安全，可持续和高效的。与传统反应堆不同，固体燃料棒的熔化会导致裂变，并引起灾难性影响。熔化的盐反应堆通过设计融合。此外，研究表明，基于吡啶的熔化盐反应堆技术可以加热放射性废物，从而减轻核存储问题。
中国花费了220亿元，在甘西的瓦韦建造了两种原型的熔融盐核反应堆。这些反应堆被设计为用于熔化盐反应堆技术的测试表，目前正在测试中。用作主要燃料是经济意义，中国拥有世界上最大的钍元储备。
在寻求清洁和高效的能源的过程中，熔融盐反应堆面临着新兴技术（例如可再生能源和融合反应器）的竞争。
82.智能窗户智能窗户可以使用太阳能转变为电能，并调整进入玻璃板之间的房间的能量，以使室内温度保持在适当的范围，这不仅可以改善生活质量，还可以减少能耗。智能窗户是由玻璃或其他透明材料和照明材料组成的轻型智能设备。在某些物理条件（例如光，电场，温度）下，颜色状态，从而选择性地吸收或反映外部热辐射并防止内部热量扩散，从而达到光和室内温度的强度，从而实现能量的目的保护。
目前，一些大型办公楼和其他带有玻璃外墙的大型建筑物可以利用阳光来获得能源，这将降低建筑物的能源成本和企业的碳足迹。一旦智能窗口开始大规模生产，它对于“智能家居”的设计至关重要。
83.热电涂料是热力。热力用于将温度差转换为电压，反之亦然。但是，必须将热电材料应用于物体作为热源，以实现发电的效果。热涂层通常用于平面物体上，在这种情况下，传统的热电设计相对有效。目前，灵活的热电材料对可穿戴设备和其他产品显示出良好的影响，还会产生额外的设计/效率限制，而液体或粘性材料则是所有类型的物体的理想选择。
热电涂层可以由任何热源生成，也可以保护内部空间免受外部热辐射的影响，从而减少了其他冷却需求。将来，热电涂层可用于建筑物或车辆表面，以节省大量能源。
84.水分解水分分解（水分分解）是将水分解为将水分解为氢和氧气成分元件的过程。这种转化过程对清洁能源具有重要意义。水分解可以为广泛使用氢开放道路。氢既是零排放燃料，又可以在大规模上有效存储。水分解技术将改善可再生能源的获取。目前，尽管有很多方法可以实现水分分解，但技术很复杂，效率不高，实施成本非常昂贵。
水分解技术可以改变人们看待能源生产和消费的方式。使用太阳能电池板或风力涡轮机的电力很容易产生氢，这将大大减少人类活动的碳足迹。此外，氢可以大量存储，这可以显着提高现有技术的效率。
85.机载风力涡轮机在竞争中追求更清洁，更便宜的能源，这与当今社会的消费率保持相符。这似乎是一个新的方向，具有无尽的资源，例如风能。与传统的地面涡轮机相比，机载风能系统通常要小得多，使用材料较少，并且它们更有可能将其移动并部署到孤立的沉降或遭受自然灾害的偏远区域。与传统的风能相比，空中风能的生产成本要高得多。即使相关实验成功，也可能需要五年或更长时间才能将第一个功能系统商业化。
86.基于铝的能源被补充并可能作为现有技术。目前，大多数研究都使用铝进行发电和储能。铝是地壳中最丰富的金属。铝材料轻巧而坚固。能源行业将从锂材料转变为铝。它在生产和存储系统（例如充电电池）方面具有明显的优势。除了在建造光结构中的重要作用外，铝还可以在将来开发新的，更高效的光伏电池或热系统。
铝电池是锂离子电池竞争中的强大候选人。在了解铝和各种化合物的相互作用方面，将继续科学进步。
87.人工光合作用人工光合作用是模拟光合作用的自然过程，它将太阳，水和二氧化碳的化学过程转化为二氧化碳的化学过程。在燃料消耗和二氧化碳含量的背景下，可以减少二氧化碳含量和发电的人工光合作用是该领域研究的重点。人造光合作用的成本很低，这大大降低了对化石燃料的使用和需求。
九，社会领域的重大创新突破（激进的社会创新突破）
88.协作创新空间正在上升，以传达知识和创新。它通常是一组熟练的技术人员聚集在一起，称为“制造商空间”，“黑客空间”或“创新实验室”。每个人都是每个人。您可以交流并分享它。协作创新空间可以出现在任何地方，包括学校，图书馆和社区中心。不同的位置提供了不同的资源，从3D打印机到合成生物学。在过去的十年中，制造商的空间在全球范围广受欢迎。用户报告的用户数量已显示近1400个活动空间，是2006年的14倍。在东京，制造商文化与该市3D打印和数字制造服务的兴起交织在一起。在美国，尤其是图书馆，通过转变为制造商空间来加强其作为社区中心的作用。
89.游戏化游戏化（游戏化）游戏是为了改善用户参与，组织能力，学习，众包，招聘和评估，以非游戏背景。越来越多的年轻人正在玩虚拟游戏，并习惯于接受此类培训，并且越来越多的公司启动了游戏项目。学习游戏已在公司中应用，他们越来越多地投资于学习游戏。在线学习还部分使用基于游戏的学习表格。可汗学院（Khan Academy）是由孟加拉国美国萨尔曼·汗（Salman Khan）创立的一个教育非营利组织。主要目的是使用在线视频免费讲座。 ，生物学，天文学和其他学科，教授2,000多段的视频，该机构的使命是加快各个年龄段的学生的学习速度。目前，美国已经有一个特定的联盟来促进健康。成人和儿童的体育活动率急剧下降，游戏公司支持国家体育教育活动。该浪潮始于Wii Fit游戏，并通过使用智能手表，手镯或手机来监视健康数据。
90. Internet Internet的兴起（基于访问/共享的经济）从根本上降低了合作成本。在线社交网络的使用极大地促进了共享信息和数字产品的意愿。音乐和书籍等越来越多的产品的数字化扩大了共享的可能性。
共享是一个相互利益的圈子，有助于扩大共享资源的利益圈子。互联网使新的共享实践成为可能。大多数人认为，各种动机的价值创造形式特别适合解决复杂的社会问题。
91.阅读和写作文化：阅读/写作文化：多样化信息守门人）人们不仅可以分享，而且可以操纵，转换和生成视频博客和在线实时广播。哲学家劳伦斯·莱辛（Lawrence Lessing）被称为“阅读/写作文化”，而不是“仅阅读文化”，即，通过“专业”来源向被动消费者提供信息或产品。
公共话语越来越矛盾，“真相”变得越来越有争议，对信息的信任正在侵蚀。在互联网上，这个故事被不断地通过不断创新的方式无休止地复制，更改，重新混合，回收和重新融合。由于知识产权的斗争，音乐行业受到严重损害，媒体，娱乐和教育等其他行业正在迅速变化。
92.重塑教育的结构在机构层面发生了变化。提供新平台和学习方法的参与者人数呈指数级增加，并且不再限于常规教育机构。从事教育活动的参与者的多样性正在增加，为人们在生活的不同时期提供了许多新的机会。越来越多的技术和软件公司正在创建一个实用培训的平台。
93.身体2.0和量化自我量化是为了鼓励用户通过从日常生活的各个方面收集数据来更好地理解自己。早期概念是人文计算，其历史可以追溯到1970年代。当时，通过可穿戴传感器进行了研究。定量自我是指通过可穿戴设备，智能手机应用或独立传感器对人体的永久监测，并监视个人的身体功能。
94.目前，在无汽车城市中至少有7个具有高依赖性的大城市。越来越多的城市开始消除某些街区的汽车，例如成都，哥本哈根，汉堡，赫尔辛基，马德里，米兰和巴黎。无城市的城市主要依靠公共交通，步行或骑自行车在市区运输。无车城市大大减少了对石油，空气污染，温室气体排放，汽车碰撞，噪声污染和交通拥堵的依赖。国内外越来越多的城市开始消除汽车。许多国家和城市甚至制定了新法律来加速这一趋势。
95.新的记者网络记者共同努力揭示新闻的真相并为各种全球事件找到证据。他们与全世界的报纸记者或自由职业者合作。新记者在互联网上节省资源，使用新的方式传播新闻并找到证据。
96.当地食品圈子注意促进安全和区域种植的食品消费，这将鼓励可持续的农业，并帮助农民和发展农村地区。这意味着我们必须完全改变我们参与种植和消费食品的方式。
全球工业粮食系统吸引了人们对食品安全，健康以及社会和生态可持续性的关注。在美国和欧洲，地区支持农业计划正在蓬勃发展，食品消费者可以直接与农民市场中的农民建立联系并购买产品。
97.拥有和共享健康数据的大型数据库是不同机构，公司和组织的监护权，其数据具有不同的汇总量表。在瑞士，新的数据所有权模型以合作的形式组织。个人健康数据变得越来越有价值。在确保数据安全性的前提下，它可以用于研究，个人可以直接从提供数据中受益。
98.替代货币替代货币替代货币可以是数字（通常称为加密货币）或非数字货币。随着信用卡和加密货币的持续增长，越来越多的无现金交易用于支付任何类型的服务或产品。财务交易是通过双方之间的信息传输（通常是货币的电子表示）进行的，而无需物理钞票或硬币。交易的计算可以用加密货币执行。欧洲和其他国家正在讨论是否放弃现金交易。
99.基本收入保证（保证最低收入）或“基本收入”是一种社会福利制度，可确保公民或家庭拥有足够的生活收入。基本收入意味着政府向所有公民提供相同的收入，以满足人民的基本生活条件。有了基本收入，人们可以投资于科学，医疗，教育和其他领域。在芬兰，无论什么就业，公民都可以获得基本收入。这项两年的计划将为一个失业的公民提供200至58岁的失业公民，基本收入为560欧元（581.48美元）。
100.生命缓存生活缓存意味着收集，存储和展示一个人的整个生活详细信息，以供私人使用，或者为朋友，家人甚至整个世界。数以百万计的人正在数字索引他们的思想，喜悦，悲伤，图片和视频编辑；他们中的大多数人以一种新的方式上网来披露日常生活中的虚拟缓存。保存内存。