觀念探索 Trend
發明如何形塑未來（下）
翻譯／連育德
客製化癌症疫苗
本刊取得美國麻省理工學院Technology Review期刊圖文授權
這種療法找出每種腫瘤的突變，啟動人體的自然防禦機制，只會破壞癌細胞。
▶獲選原因：
傳統化療會連帶破壞健康細胞，而且治療腫瘤未必有效。
▶主要研發單位：
BioNTech
基因科技
▶成熟期：
正在進行人體測試。
全球第一款個人化癌症疫苗即將問世。這款疫苗能夠啟動人體的免疫系統，找出不同腫瘤特有的突變，倘若效果如研究人員預期，將可有效杜絕許多類型的癌症。
跟傳統化療不同的是，這款疫苗利用人體的自然防禦機制，只會破壞癌細胞，限制對健康細胞的傷害。經過初期治療後，發動攻擊的免疫細胞也能夠保持警覺，偵測有無游離的癌細胞。
癌症疫苗之所以成真，要回溯到2008年，當時人類基因體計劃（Human Genome Project）已經完成5年，遺傳學家公布第一個癌細胞基因體序列。不久後，科學家著手比較腫瘤細胞與健康細胞的DNA，也比較不同癌細胞的DNA，結果研究證實，所有癌細胞都有幾百個、甚至幾千個突變，大多數依不同腫瘤而異。
幾年後，德國新創企業BioNTech提出有力證據，指出如果疫苗含有這些突變的複製，可以催化人體的免疫系統，產生T細胞，找出所有含有突變的癌細胞，進而攻擊破壞。
2017年12月，BioNTech與生技大廠基因科技（Genentech）合作，開始大規模在癌症患者中測試疫苗，目前仍在進行中，鎖定起碼10種實體固態瘤，希望在全球各地招募超過560名病患參與。
2家企業正在設計新的製造方法，以便宜又快速的方式生產幾千劑客製化疫苗。但這點知易行難。要製造疫苗，必須針對病患的腫瘤進行切片檢查，將DNA定序分析，再把分析資料迅速送往生產據點。疫苗生產完畢，又必須立刻送到醫院。過程如果出現延誤，可能會要人命。
人造肉漢堡
人造肉和素肉的味道與營養價值近似傳統肉品，卻不會破壞環境。
▶獲選原因：
畜牧業嚴重破壞環境，包括森林砍伐、水汙染、溫室氣體排放等等。
▶主要研發單位：
不肉主義
不思議食物
▶成熟期：
目前以素肉為主，人造肉預計約在2020年問世。
聯合國預估，全球人口在2050年前將達到98億人，而且愈來愈富有。這2個趨勢都不利氣候變遷，主因在於，大家一旦脫貧，肉類攝取量通常會隨之增加。根據該項預估，肉類攝取量會比2005年增加70%。研究亦發現，畜牧雖然讓人類有食物可吃，卻對環境造成無以復加的傷害。
與植物蛋白質相比，以歐美工業方法生產肉類所需要的水量要多4到25倍（因動物而異），土地面積要多6到17倍，化石燃料用量要多6到20倍。但問題是，要大家戒掉吃肉的可能性不高，也因此，如果想要限制畜牧對環境的破壞，改吃人造肉或素肉可能是最好的解方。
人造肉的製程是從動物身上萃取肌肉組織，移到生物反應器培養，最終成品就像真肉一樣，只是研究人員還在設法提升味道。荷蘭馬斯垂克大學（Maastricht University）的研究人員正在研發如何大量生產人造肉，他們認為明年就能大幅降低成本，使得人造肉漢堡和傳統牛肉漢堡的製造成本差不多。但人造肉有個缺點：它對環境的好處仍舊不顯著。根據世界經濟論壇（World Economic Forum）近期一份報告指出，人造肉的溫室氣體排放量只比牛肉小7%左右。
換成以植物製造的素肉，環境好處更多，相關業者包括比爾蓋茲投資的不肉主義（Beyond Meat）與不思議食物（Impossible Foods）。2者使用了豌豆蛋白、大豆、小麥、馬鈴薯、植物油等等，來模擬肉類的口感與味道。
不肉主義的加州新廠占地26,000平方呎（2,400平方公尺），合作的商家與餐廳達3萬家，目前已售出超過2,500萬個漢堡。密西根大學永續系統中心（Center for Sustainable Systems）的分析報告指出，不肉主義的肉餡所產生的溫室氣體大幅減少，可能比傳統牛肉漢堡少90%。
捕捉二氧化碳
捕捉大氣中的二氧化碳現在有符合現實狀況又經濟實惠的方法，能夠吸收過多的溫室氣體排放量。
▶獲選原因：
為了避免氣候變遷造成難以想像的下場，可能只剩捕捉大氣中的二氧化碳這個方法。
▶主要研發單位：
碳工程
氣候工廠
全球溫控
▶成熟期：
5-10年後。
即便我們減緩二氧化碳排放量，溫室氣體的暖化效應仍有可能持續幾千年。聯合國氣候小組指出，為了防止氣溫上升到危險水平，全球本世紀必須清除高達1兆噸大氣中的二氧化碳。
哈佛大學氣候科學專家凱斯（David Keith）去年提出跌破各界眼鏡的發現。經他估計，如果以機器進行所謂的「直接空氣捕獲」（direct air capture），理論上成本1噸不到100美元，只有先前預估數字的1成，並不如許多科學家所認為的昂貴。美中不足的是，直接空氣捕獲技術的成本要降到凱斯的預估值，還要很多年時間。
捕捉到二氧化碳後，還有如何處置的問題。
2009年由凱斯共同創辦的加拿大新創企業碳工程（Carbon Engineering），計畫擴大測試廠的規模，以捕捉到的二氧化碳為主要原料，量產合成燃料。（比爾蓋茲是碳工程的投資人。）
位於蘇黎世的氣候工廠（Climeworks）在義大利設有直接空氣捕獲廠，將以捕捉到的二氧化碳與氫氣生產甲烷；瑞士二廠未來將把二氧化碳賣給飲料產業。紐約的全球溫控（Global Thermostat）也有類似計畫，而且去年剛在阿拉巴馬州蓋完第一座商用廠。
儘管如此，二氧化碳如果用於製造合成燃料與汽水，大部分最後還是會排放回大氣。最終的目標還是要永久鎖住溫室氣體，有些可以固定於碳纖維、聚合物或混凝土等產品，但大部分氣體還是必須埋在地下，工程成本高昂，目前似乎沒有可行的營運模式。
從工程角度來看，透過捕捉二氧化碳來克服氣候變遷的問題，是難度與成本最高的方法之一。但考量目前減排進度緩慢，我們已經沒有其他好方法可選。
穿戴式心電儀
拜法規核准與技術進展之賜，可穿戴式裝置現在更容易持續監控心臟活動。
▶獲選原因：
穿戴式心電儀能為心臟疾病患者持續監控心臟活動，偵測如心房顫動等潛在危急生命的問題並提早預警。
▶主要研發單位：
蘋果
AliveCor
Withings
▶成熟期：
現在。
健康追蹤器並非真正的醫療裝置，只要是劇烈運動或表帶沒戴緊，都有可能干擾感測器測量脈搏。但如果要照心電圖，讓醫生及早診斷出中風或心臟病發作的初期徵兆，不但需要上醫院，大家也常常無法及時接受檢測。
受惠於新法規，加上軟硬體推陳出新，現在已經有能夠測量心電圖的智慧手表，有可穿戴式裝置的方便性，精準度也逼近醫療器材。
矽谷新創企業AliveCor研發出與蘋果手表相容的腕帶，可以偵測出心房顫動，也就是血栓與中風的常見病因；這款裝置已於2017年取得美國食品藥物管理局（FDA）認證。蘋果手表去年亦公布經過食管局核准的心電圖功能。
健康裝置業者Withings隨後亦公布要推出搭載心電圖功能的手表。
目前的可穿戴式裝置只用1個感測器，傳統心電儀有12個。此外，目前還沒有可穿戴式裝置能夠當下偵測出心臟病發作。
但這樣的現象可能很快會有轉變。AliveCor正在研發1款應用程式與雙感應器系統，能夠偵測特定的心臟病發作，去年秋天已將初步結果送交美國心臟學會（American Heart Association）審查。
對話流利的人工智慧助理
新技術能夠捕捉字眼的語意關係，讓機器進一步瞭解自然語言。
▶獲選原因：
人工智慧助理不再只是接受簡單指令，現在還能處理對話類型的工作，例如餐廳訂位或安排包裹遞送。
▶主要研發單位：
Google
阿里巴巴
亞馬遜
▶成熟期：
1-2年後。
不管是用Alexa在客廳播放音樂，還是叫Siri設定手機鬧鐘，大家對人工智慧助理已經不陌生，但它們卻還達不到所標榜的智慧。它們本應讓我們的生活更輕鬆自在，現在卻僅有些微成效。它們只會辨識一小部分指令，指令稍微偏了，就容易出錯。
還好相關技術近期出現進展，即將讓數位助理的功能更多樣。2018年6月，OpenAI的研究人員研發出1種新技術，以未標記的文本訓練人工智慧，省去人工分類並標記所有數據的金錢與時間。幾個月後，Google旗下一支團隊推出BERT系統，學習了幾百萬個句子之後，已經會預測句子遺漏的字。在選擇題中進行填空時，表現不輸人類。
拜這些進展之賜，加上語音合成技術愈趨精進，我們不再只是對人工智慧助理下簡單指令而已，還能跟它們對話。它們以後能處理日常瑣事，例如做會議筆記、搜尋資料、上網購物等等。
有些產品已經存在。例如，Google助理的擬人升級版Google Duplex，可以幫你接聽手機，事先過濾掉垃圾電話與行銷電話，還可以幫你打電話預約餐廳或髮廊。
中國消費者也漸漸習慣阿里巴巴的「阿里小蜜」，它能在電話中協調包裹遞送，還可以跟對方討價還價。
儘管人工智慧軟體愈來愈能夠看出使用者需求，卻還是看不懂句子。它們使用的句子必須事先設定，或者依賴數據產生，可見要讓機器真正瞭解語言的難度有多高。一旦我們跨過這道障礙，就能再次大躍進，讓人工智慧助理不再只是物流協調員，還能化身褓姆、老師，甚至是朋友。
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