MITの画期的技術トップ10

MITテクノロジーレビューは毎年、その年の「トップ10のブレークスルーテクノロジー」を選出しています。世界の科学技術分野で重要な役割を果たしているこのリストは、脳コンピューターインターフェース、スマートウォッチ、がん遺伝子治療、ディープラーニングなど、多くの人気テクノロジーの台頭を正確に予測してきました。

ビル・ゲイツが言ったように、これらの画期的な技術を目にすると、「明るい未来のために戦う価値がある」と感じるでしょう。

今年、MIT Technology Review が選んだ画期的なテクノロジー トップ 10 は次のとおりです。

01

器用なロボット

なぜ重要なのか:機械は自己学習を通じて現実世界に対処することを学んでいます。いつの日か、ロボットが現実世界への対応を学べば、人間の手を本当に解放するでしょう。

主任研究者: OpenAI (人工知能非営利団体)、カーネギーメロン大学、ミシガン大学、カリフォルニア大学バークレー校

成熟期間: 3～5年

機械が人間の仕事を置き換えるという話題は長年話題になっているが、現在のところ産業用ロボットは依然として極めて愚かだ。ロボットは組立ライン上で超高精度を保ちながら同じ動作を何度も繰り返すことができますが、対象物が少しでも動いたり、別の部品に交換されたりするとゲームオーバーになってしまいます。

現在、ロボットは人間のように物体を見てそれを拾う方法を理解することはできませんが、仮想空間で繰り返し訓練することで、最終的には目の前にある物体の取り扱い方を学習できるようになりました。

サンフランシスコに拠点を置く非営利団体 OpenAI は、そのような AI システム Dactyl を立ち上げ、ロボットアームを制御してルービックキューブを柔軟に反転させることに成功しました。

[[345482]]

このニューラル ネットワーク ソフトウェアは、強化学習を使用して、ロボットがシミュレートされた環境でルービック キューブをつかんで回転させる方法を学習し、その後ロボット アームが実際の操作を実行できるようにします。最初、ソフトウェアはランダムに試行し、最終目標に近づくにつれて、ネットワーク内の接続を徐々に強化します。

現段階では、ロボットをより柔軟にするにはまだ多くの困難が残っています。しかし、研究者がこの学習方法を活用できれば、将来のロボットは電子機器の組み立て、食器洗い機への食器の積み込み、さらには寝たきりの人の起き上がりの手助けまで学習できるようになるかもしれない。

02

原子力エネルギーの新たな波

なぜ重要なのか:先進的な核融合炉と核分裂炉が現実のものになりつつある。原子力エネルギーは、炭素排出量を削減し、気候変動を制限する上で不可欠な役割を果たします。

主な研究者: Terrestrial Energy、TerraPower、NuScale、General Fusion

成熟段階:新しい原子核分裂炉は 2020 年代半ばまでに広く使用されるようになると予想されますが、核融合炉には少なくとも 10 年かかります。

これがどれほど素晴らしいか説明する必要はないですよね？核融合の実現に成功すれば、エネルギー問題は完全に解決されるでしょう。中国もこれに重要な役割を果たしている。

過去1年間で、新しい原子炉の開発が加速し、原子力エネルギーの利用がより安全かつ安価になりました。

新しい原子炉の開発には以下が含まれます。

• 従来の設計を覆す第4世代の原子核分裂炉
• 小型モジュール炉
• 核融合炉のブレークスルー

カナダのテレストリアル・エナジー社やワシントンに拠点を置くテラパワー社など、第4世代の原子核分裂炉の開発企業は、2020年代までに原子炉を稼働させることを目指して（楽観的な見積もりかもしれないが）、電力会社と研究開発の提携を始めている。

03

早産予測

なぜ重要なのか：毎年1500万人の赤ちゃんが早産で生まれており、5歳未満の子供の死亡原因の第1位となっている。

主任研究者: Akna Dx

成熟段階: 5年以内に臨床試験に入ることができます。

早産予測では、簡単な血液検査で妊婦が早産するリスクがあるかどうかを予測できます。

ここ数年、研究者たちは妊婦の血液中の腫瘍細胞からDNAを検出したり、妊婦の血液検査を行ったりして、ダウン症候群などの病気の有無を検査し始めている。これらの検査は、DNA の遺伝子変異を探すことに依存しています。一方、RNA は遺伝子発現を制御し、遺伝子から生成されるタンパク質の量を決定する分子です。

研究者らは、母親の血液中に浮遊するRNAの配列を解析することで、早産に関連する7つの遺伝子の発現の変動を検査し、早産する可能性が高い女性を特定した。警告を受ければ、医師は早産を回避し、子どもの生存の可能性を高めるための措置を講じることができます。

04

腸内マイクロカプセル

何がすごいかって？乳児や子供でも麻酔なしで腸の詳細な画像を撮影できる、飲み込める小型の装置です。この装置により、貧困地域の何百万人もの子どもたちの成長を阻害する病気など、腸の病気の検出と研究が容易になる可能性がある。

主任研究者:マサチューセッツ総合病院

成熟度:現在成人に使用されており、今年は乳児に対する試験が進行中です。

環境性腸疾患（EED）は、おそらくあなたが聞いたことのない最も高額な治療費がかかる病気の 1 つでしょう。腸の炎症、腸漏れ、栄養吸収不良を特徴とするこの病気は、貧困国で蔓延しており、これらの地域の多くの人々が栄養失調、発育不全、正常な身長に達しない原因の一つとなっている。

EED の具体的な原因は誰も知らず、この病気を予防または治療する方法も誰も知りません。実用的な検出方法が緊急に必要とされている。これを行う唯一の方法は、患者を麻酔し、内視鏡を喉に挿入することです。この方法は高価で、不快であり、効果がない可能性もあります。

そこでマサチューセッツ総合病院（MGH）の病理学者兼エンジニアであるギレルモ・ティアニー氏は、EEDの症状を検出し、組織生検も実行できる小型装置を開発しました。内視鏡検査とは異なり、プライマリケアの検査手順で簡単に使用できます。

05

カスタマイズされた癌ワクチン

意義:各腫瘍の特定の変異を特定することで、身体の自然な防御能力が刺激され、がん細胞の標的破壊が達成されます。従来の化学療法は健康な細胞に大きな影響を与え、腫瘍の治療に必ずしも効果的であるとは限りません。

主任研究者: BioNTech、Genentech

成熟段階：すでに臨床試験中

科学者たちは現在、初の個別化ワクチンの商品化に取り組んでいる。効果が期待通りであれば、ワクチンは確かに、その特有の突然変異を通じて人間の免疫系に腫瘍を認識させ、それによって複数の癌の発生を効果的に予防することができるだろう。

さらに重要なのは、従来の化学療法とは異なり、ワクチンは体の自然な防御システムを利用して腫瘍細胞を選択的に破壊し、健康な細胞へのダメージは限定的であるということです。

06

人工肉バーガー

意味：研究室で培養された肉や植物由来のベジタリアン肉は、環境にダメージを与えることなく、本物の肉の味と栄養価に近づくことができます。人工肉の出現により、畜産によって引き起こされる壊滅的な森林破壊、水質汚染、温室効果ガスの排出を軽減することができます。

主な研究者：アメリカの人工肉会社ビヨンドミート

成熟段階：現在、植物ベースのベジタリアン肉はすでに形成されており、2020年頃には実験室で作られた肉の開発に成功する可能性があります。

国連の予測によれば、2050年には世界の人口は98億人に達し、豊かさのレベルも上昇するだろう。しかし、これは気候変動にとって良いことではありません。人間は豊かになると、より多くの肉を食べるようになる傾向があるからです。

2050年までに、人類は2005年よりも70%多くの肉を食べるようになると予測されています。人間の食用のために動物を飼育することは、環境に最も大きな害を与えるものの一つであることがわかっています。動物の種類によって異なりますが、西洋の工業的方法で 1 ポンドの肉タンパク質を生産するには、同じ量の植物性タンパク質を生産する場合よりも 4 ～ 25 倍の水、6 ～ 17 倍の土地、6 ～ 20 倍の化石燃料が必要になります。

問題は、人々がすぐに肉食をやめるわけではないということだ。言い換えれば、実験室で培養された肉や植物由来のベジタリアン肉は、環境悪化を抑制するための最良の方法かもしれない。

研究室で人工肉を育てるプロセスは、動物から筋肉組織を抽出し、それをバイオリアクターに入れて培養することです。最終製品の味は改善する必要があるかもしれませんが、見た目は私たちが普段食べている肉と似ています。

07

CO2の回収

なぜ重要なのか:空気中から二酸化炭素を直接捕捉する実用的かつ経済的な方法により、温室効果ガスの過剰排出を吸収できる可能性がある。大気から二酸化炭素を除去することは、壊滅的な気候変動を防ぐ最後の実行可能な方法の 1 つかもしれません。

主任研究者: Carbon Engineering、Climeworks、Global Thermostat

成熟期間: 5～10年

たとえ現在の二酸化炭素排出量を削減したとしても、温室効果ガスによる温暖化の影響は数千年にわたって続くでしょう。国連気候変動パネルは現在、気温が危険なほど高くなるのを防ぐために、今世紀中に世界は大気中から最大1兆トンの二酸化炭素を除去する必要があると結論付けている。

現在、直接空気回収（DAC）と呼ばれる方法により、理論的には二酸化炭素を回収する機械のコストを1トンあたり100ドル未満に削減できる可能性があります。

08

ウェアラブル心電図モニター

重要性:規制当局の承認と技術の進歩により、人々はウェアラブル デバイスを通じて心臓の健康をより簡単に監視できるようになりました。心電図を監視できるスマートウォッチは、心房細動などの生命を脅かす可能性のある心臓疾患を早期に警告することができます。

主な研究者: Apple、AliveCor、Withings

成熟度:現在

Apple Watchを持っているお金持ちの友達は、私よりもこの技術をよく知っていますよ〜

ウェアラブルデバイスの利便性と医療機器の精度を兼ね備えた、ECG モニタリング スマートウォッチはすでに販売されています。シリコンバレーのスタートアップ企業AliveCorは、血栓や脳卒中の一般的な原因である心房細動を検出できるApple Watch対応のリストバンドを発売した。

昨年、Appleは心電図（ECG）機能を搭載したApple Watchをリリースし、その機能はFDAの認定を受けた。その後、健康機器メーカーのウィジングスは、心電図機能を備えた腕時計を発売する計画を発表した。現在のウェアラブル ECG モニタリング デバイスにはセンサーが 1 つしか搭載されていませんが、実際の ECG デバイスには 12 個のセンサーが搭載されています。

心臓病を診断できるウェアラブルデバイスはまだ存在しないが、近いうちに状況が変わるかもしれない。

09

下水道のないトイレ

重要な理由:エネルギー効率の高いトイレは下水道がなくても使用でき、その場で排泄物を分解できます。 23億人が安全な衛生設備を欠いており、その結果多くの人が亡くなっている

主任研究者:デューク大学、サウスフロリダ大学、バイオマス制御、カリフォルニア工科大学

成熟期間： 1～2年

世界中で約 23 億人が適切な衛生設備を利用できません。衛生的なトイレがないため、人々は近くの池や小川に排泄物を捨てており、下痢やコレラを引き起こす細菌、ウイルス、寄生虫が蔓延しています。世界中で9人に1人の子供が下痢で亡くなっています。

現在、研究者たちは、発展途上国でも使えるほど安価で、排泄物を処理するだけでなく分解もできる新しいタイプのトイレの開発に取り組んでいる。 2011年、ビル・ゲイツはトイレを再発明するチャレンジであるXプライズを立ち上げました。

チャレンジが始まって以来、いくつかのチームがプロトタイプのトイレを運用してきました。すべての肥料は現場で処理されるため、大量の水を使用して遠くの処理施設に輸送する必要がありません。

したがって、現在の課題は、これらのトイレをより安価にし、さまざまな規模のコミュニティに適応できるようにすることです。

10

チャットできる本物のAIアシスタント

重要性:単語間の意味関係を捉える新しい技術により、機械は自然言語をよりよく理解できるようになります。 AI アシスタントは、単純なコマンドに従うだけでなく、レストランの予約や手荷物のチェックインの調整など、会話ベースのタスクを実行できるようになりました。

主な研究者: Google、Alibaba、Amazon

成熟: 1〜2年後

私たちは、スマートスピーカーの音声アシスタントや、携帯電話でアラームを設定してくれるSiriなど、AIアシスタントに慣れてきましたが、それらは本当に賢いわけではなく、少し愚かです。

しかし、状況は良くなってきています。 OpenAIとGoogleのチームは進歩を加速させています。XiaomiのスマートフォンのAIがすでにユーザーと継続的に会話できることも覚えているかもしれません。これはすべて進歩です。

これらの改善と、より優れた音声合成システムを組み合わせることで、AI アシスタントに単に命令を出すだけでなく、会話を交わすことが可能になります。会議のメモを取ったり、情報を調べたり、オンラインで買い物をしたりするなど、日常的なタスクを処理できるようになります。

中国では、宅配業者と電話でやり取りしたり、顧客と交渉したりできるアリババのXiaomiに慣れている人が増えている。