近日，《麻省理工科技評論》正式揭曉2018年“全球十大突破性技術”。

具體包括：給所有人的人工智能（云端AI）、對抗性神經網絡、人造胚胎、“基因占卜”、傳感城市、巴別魚耳塞、完美的網絡隱私、材料的量子飛躍、實用型3D金屬打印機、零碳排放天然氣發電等。

1、實用型3D金屬打印機

雖然3D打印技術已經存在了幾十年，但它之前仍然局限在業余愛好者和設計師的小圈子內，只是用來制造一次性原型。而且，之前的3D打印技術使用任何非塑料材料（尤其是金屬）時，成本非常昂貴，速度也慢得讓人無法接受。

不過現在，隨著成本越來越低，使用也越來越簡單，這項技術有望成為可用于零部件生產的實用技術。如果它被廣泛應用，將有可能改變我們大規模量產產品的方式。

2017年，來自勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LawrenceLivermoreNationalLaboratory）的研究人員宣布他們研發出了一種3D打印不銹鋼零部件的方法，通過這種方法生產出來的零部件的強度是通過傳統方法生產出來的兩倍。

同樣在2017年，位于波士頓附近的3D打印初創公司Markforged發布了第一臺價格在10萬美元以下的3D金屬打印機。

而另一家位于波士頓地區的3D打印初創公司DesktopMetal也在2017年12月開始交付他們的第一臺3D金屬原型打印機。該公司還計劃推出體積更大的、用于工業制造的打印機，它們的速度將會比之前的3D金屬打印機快100倍。

短期來看，有了這項技術后，制造商們將不再需要維持大量的庫存，他們可以按需地打印一個部件。比如說，當顧客需要給舊車替換一個零部件的時候，就可以立即提供給他。

長期來看，那些大規模生產某一特定零部件的大工廠將會被產品線豐富的小工坊所取代。這些小工坊將能按照顧客的需求隨時打印出各種各樣的零部件。

根據美國材料試驗學會旗下F42技術委員會訂定的相關標準，將增材制造，也就是俗稱的3D打印，分為七大類技術方法，目前應用在“金屬”的打印主要有四種技術，分別為金屬粉床熔化（PBF，PowderBedFusion）、雷射金屬沉積（LMD，LaserMetalDeposition）、黏著劑噴涂成型（BinderJetting），以及分層實體制造（LOM，LaminatedObjectManufacturing）。

在上述的技術中，現階段最被看好且應用最多的是金屬粉床熔化，在打印時披上一層粉末，再透過雷射進行燒熔出想要的形狀，兩點重要的原因：可以制作出各種復雜形狀的產品，以及如果金屬粉末控制得宜，就能做出精致度很好的產品。舉例來說，25微米（Micrometer）的金屬粉末顆粒就能打印出表面細致度是25微米的產品，如果把金屬粉末顆粒縮小至2～5微米，就可達到表面細致度就是2～5微米，就會比傳統CNC制程做出的更漂亮，但前提是金屬粉末必須控制得宜。

但相較于傳統的鑄造或鍛造工法，3D金屬打印還有幾個阻礙，一是機器設備以及金屬粉末的成本都仍偏高，二是盡管目前3D金屬打印已經來到了四支雷射噴頭可同時工作，但以用戶的角度來看，速度還是慢。

2、零知識驗證——完美的網絡隱私

對于很多加密貨幣，盡管理論上來說，這些交易都是匿名的，但通過與其他數據進行結合，還是可以追蹤到甚至識別出交易人。然而，零知識驗證技術卻有助于真正解決這個問題。而且有望進一步幫助實現真正的互聯網隱私。

舉個例子，該工具可以讓你不用透露出生日期就能證明自己年滿18歲，或者不用透露自己的銀行余額或其他細節，就能證明自己在銀行有足夠的存款可以完成金融交易。這樣就大大降低了隱私泄漏或身份盜用的風險。

盡管研究人員已經研究了幾十年，但直到去年人們對零知識驗證的興趣才開始暴增，某種程度上，這要得益于人們對加密貨幣日益增長的熱情。同時，很大一定程度上也得益于2016年末建立的電子貨幣——Zcash把零知識驗證應用于實際。Zcash的研發人員使用一種叫做zk－SNARK（簡明非交互零知識驗證）的方法讓用戶進行匿名交易。通常，這在比特幣以及其他公共區塊鏈系統中是不可能實現的，比特幣以及其他公共區塊鏈系統中的交易對所有人都是公開透明的。

不過盡管zk－SNARK承諾種種好處，但計算量大，運行緩慢。同時，zk－SNARK需要“信任安裝”，所生成的密鑰如果落入壞人之手就可以破壞整個系統。不過，研究人員正在努力研究替代方案，希望可以更加高效地部署零知識驗證，同時不需要上述密鑰。

3、零碳排放天然氣發電

在可預見的未來，我們可能要一直將天然氣作為主要的發電能源之一?，F成又便宜的天然氣發出的電占美國總發電量的30％，全世界發電量的22％。天然氣雖然比煤炭清潔得多，仍造成了大量的碳排放，而現有技術體系通常是進一步增設CO2吸附、脫硫脫硝、降灰等環保裝置來實現。

然而，這些手段大都是補救性質的，會增加發電成本和能耗，降低經濟效益。而現在，美國能源公司NetPower徹底摒棄傳統的以水蒸氣為工質的熱能循環過程，選用全新的以高壓高溫超臨界CO2為介質的Allam循環過程。這樣就從本質上解決了CO2排放和NOx污染的問題，且回收的CO2還變廢為寶，可應用于采油或作為化工原材料等利用。

該技術發電綜合效率更高，設施大幅簡化，固定投資少，占地面積小。如果該技術成熟并實現產業化，將引領熱力發電領域的技術革命，不僅對天然氣發電意義重大，對煤電領域也有非常重要的參考價值。