大腸桿菌可以當硬碟用？坐在自家房間就能與地球另一端的人握手、擁抱？

世界經濟論壇（World Economic Forum）每年都會發表一份「10大新興科技報告」，期望讓大眾看到能打破既有秩序、吸引投資者和研究人員、而且能在5年內發展為可觀規模的技術。這些技術也要能給社會與經濟帶來重大利益。接下來，我將從今年度的10大科技之中，選出最讓人耳目一新的技術一一解析。

最強超級硬碟誕生》用生物DNA裝載全球資訊量

過去我們提到大腸桿菌，會聯想到食品衛生程度，可是大家可曾想過在不久的將來，「1大腸桿菌」可能變成硬碟容量的1個單位？

軟體公司Domo統計，2018年Google平均每分鐘的搜索量為388萬次、人們發送1.6億封電子郵件、在YouTube上觀看433萬則影片、在推特（Twitter）上發出47.3萬次推文、在Instagram上發布4.9萬張照片。

據估計，2020年全球人均每秒將產生1.7MB的數據，假設世界人口為78億，那麼1年就會產生約4180億個1TB硬碟的資訊。照這樣發展下去，現有硬碟容量只夠我們存不到1個世紀。更何況，數據中心還需要大量能量來運作。

科學家目前正在嘗試用DNA來儲存資訊。由長鏈的核苷酸A、T、C和G組成的DNA，是生命的資訊儲存物。數據可改用A、T、C、G這些字母的順序儲存，將DNA轉化為一種新的資訊技術形式。它已很容易的進行常規測序（讀）、合成（寫）和精確複製。DNA也非常穩定，而且儲存資訊不需要太多的能量。

但最吸引人的是DNA的容量。根據哈佛大學丘奇（George Church）和他的同事2016年在《自然材料》（Nature Materials）上發表的計算，構造簡單的大腸桿菌每立方公分就可儲存10的19次方位元。在這樣的密度下，世界上目前1年的所有資訊儲存，都可以用1個邊長約1公尺的DNA立方體滿足。

這項技術並非紙上談兵。丘奇的團隊在研究發表1年後（2017年），採用CRISPR DNA編輯技術，將人的手部圖片記錄到大腸桿菌的基因組中，發現其讀取準確率超過90％。華盛頓大學（University of Washington）和微軟研究院（Microsoft Research）的研究人員也開發了1套全自動化系統，用於書寫、儲存和讀取DNA編碼的數據。包括微軟和Twist Bioscience在內的許多公司都在致力於推進DNA儲存技術。

與此同時，DNA已經被研究人員用來以一種不同的方式管理數據。新一代測序技術的發展，使得數十億個DNA序列能夠被輕鬆地同時讀取。有了這種能力，研究人員可以利用DNA序列作為分子識別「條碼」來追蹤實驗結果。

要讓DNA儲存資料變得普遍，挑戰之一是讀寫DNA的成本和速度要能降低，才可與電子儲存競爭。即使DNA沒有成為一種無處不在的儲存材料，它也肯定會被應用在以全新的規模生成資訊，並長期保存某些類型的數據。

比4D更狂影像技術》實現全感官接觸的協作網真

自電影《阿凡達》上映後，3D技術已變得非常普遍。藉由影像技術，螢幕上的畫面在視覺上能以立體效果呈現。但你能想像，世界上不同地方的一群人，可透過影像技術聚集在同一個地方，還能夠觸碰到彼此嗎？

能夠實現這種協作網真（collaborative telepresence）的配件，可改變我們一起工作和玩耍的方式。舉例而言，醫師將能像與病人在同一個房間一樣「隔空看診」。或者，朋友和家人一起待在一個舒適的房間或遊覽一個新城市，即使他們實際上不在同一個地方。

若干領域的進展使這種理想成為可能。擴增實境（AR）和虛擬實境（VR）技術正變得越來越可行，而外界也越來越負擔得起大量使用這些技術的成本。電信公司正快速推出5G網絡，足以處理大量數據而不會延遲時間。創新者正在完善技術，使人們能夠與遙遠的環境進行「物理互動」（包括使人們能夠感覺到「他們的機器人化身摸到了什麼」的觸覺感測器）。

雖然協作網真所設想的「完全感官接觸」，可接受的延遲時間比視訊短，但預測人工智慧演算法可以消除用戶對時間間隔的感覺。

協作網真有望在3到5年內實現。微軟等公司已經在投資技術，預計到2025年，這些技術將支撐一個數十億美元的產業。此外，耗資千萬美元，由全日空贊助、XPRIZE基金會發起的ANA Avatar XPRIZE競賽，希望能啟動「將人類的感知、行動和存在，即時傳送到一個遙遠的地方，使世界更加連在一起」的技術。隨著智慧型手機的普及，人們的日常生活和工作也將發生翻天覆地的變化。

循環經濟重大突破》植物纖維、廢木材變新塑料

我們的文明建立在塑膠製品上。世界經濟論壇指出，預計到2050年，工業生產塑膠將會是2014年的300％。然而，只有不到15％的塑膠可被回收利用，剩下的大部分被焚燒、掩埋或丟棄在環境中——在那裡，由於對微生物的消化有抵抗力，它們可存活數百年。塑膠垃圾堆積在海洋中，會導致各式各樣的問題，過去媒體所報導的「海龜鼻孔被塑膠吸管塞住」、「海豚胃裡發現塑膠袋」等，就是海洋生態浩劫的例證。甚至，這些塑膠垃圾可以透過受污染的魚進入我們的身體。

可生物分解塑膠能緩解這些問題，有助於實現循環塑膠經濟的目標。在這種經濟模式中，塑膠來自生物，未來也將轉化為有機物質。然而，目前由玉米、甘蔗或廢油脂製成的塑膠，通常達不到機械強度的標準。最近，研究者發現，從纖維素或木質素（兩者皆為植物細胞壁的主要成分）中生產塑膠的技術突破，有望克服這些缺點。

這種塑膠對環境的另一個好處是，纖維素和木質素可從非食用植物中、或者從廢棄的木材和農業副產品中取得。但要使這種新型塑膠得到廣泛應用，須克服許多障礙。一是成本；另一是儘量減少生產木質素所需要的土地和水——即使木質素只來自廢物，也需要水將其轉化為塑膠。

這項技術，讓新創企業如雨後春筍般地設立。從倫敦帝國學院（Imperial College London）獨立出來的公司Chrysalix Technologies開發了一種利用低成本離子液體，從原料中分離纖維素和木質素的技術；芬蘭生物技術公司MetGen Oy可以將不同來源的木質素，分解成廣泛應用所需的成分；美國Mobius公司正在開發木質素為基礎的塑膠顆粒，用於「可生物分解的花盆」、「保護農作物的塑膠布」和其他產品。