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2022年2月23日，麻省理工学院旗下杂志《麻省理工科技评论》（ MIT Technology Review ）公布了2022年10项全球突破性技术。
1961年，费尔南多·何塞·科尔巴托（Fernando José Corbató，计算机密码发明人）发明了第一个相容分时操作系统（CTSS）。CTSS实现了人机交互，多个终端（研究人员）共享同一台计算机。当时，用同一台电脑处理各种不同文件，不但混乱也不安全，为此费尔南多设计了用不同密码甄别不同文件的登录方式，这就是现代计算机密码的由来。
互联网时代，用密码来保护个人资料已成为一种通行方法，但密码也不是最安全的，可以被窃取甚至被暴力破解，要想真正保密就需要终结密码。例如登录很多网站或软件时，只需提供手机验证码、二维码或点击发送到电子邮件的链接，无须输入密码。生物识别技术也已取代密码用来验证身份，如刷脸认证、指纹扫描、视网膜扫描和语音识别等。
图2-8 互联网时代，密码也不是最安全的
新冠疫情暴发以来，每当人们谈论应对之策时，总会想到已经问世的疫苗和药物，但忽略了另一个重要的科学事实——新冠病毒是人类历史上被测序最多的有机体，超过了人类本身，也超过了流感、艾滋病等备受关注的病原体。
所有鼻拭子呈阳性的样本中，约2/10做了额外基因测序，以观察新冠病毒的基因组如何变异。如果短时间内突然出现大量类似突变，很可能预示着新变种的出现。公开数据显示，新冠病毒的基因组测序结果已超过700万份。根据《麻省理工科技评论》的新闻稿，以这种方式发现了Alpha、Delta和Omicron等类似变体。
图2-9 新冠病毒模型
图2-10 清洁能源备受青睐
储存风能、太阳能等清洁能源需要电池，但锂离子电池对镍和钴等昂贵材料的依赖，意味着成本下降的幅度有限。高成本阻碍了其应用的广泛性，研究人员一直致力于开发便宜、持久的新型电池。据彭博社报道，虽然用于电力存储的锂离子电池成本高达每千瓦时350美元，但到2025年，美国ESS公司的铁基电池每千瓦时的价格可以低至200美元或更低，并且存储能量的时间更长。
此外，美国Form Energy公司开发了一种能以极低成本大规模部署的铁基电池，成本不到锂离子电池的1/10，并能在紧急情况下提供长达100 h的电力，价格可以跟传统发电厂展开竞争。
蛋白质对生命至关重要，其功能很大程度取决于其独特的3D结构，弄清蛋白质折叠问题一直是生物学领域面临的巨大挑战。
图2-11 复杂的蛋白质结构
2021年，英国DeepMind公司最新人工智能系统Alpha Fold在蛋白质结构预测方面实现了无与伦比的准确度。该系统能够在几天内精确预测蛋白质结构，获得国际蛋白质结构预测竞赛（CASP）冠军，将为疾病识别和药物研发开辟新途径。
图2-12 疟疾是一种由寄生虫引起的危及生命的疾病
疟疾每年导致约50万人死亡，非洲患儿占比较高，该疾病在卢旺达、利比里亚、塞拉利昂和马拉维高度流行。英国葛兰素史克公司开发的RTS.S是第一个显著减少儿童疟疾的疫苗，同时也是世界卫生组织首次推荐接种的疟疾疫苗。在临床试验中，该疫苗可以预防大约4/10的疟疾病例，其中包括3/10危及生命的严重疟疾病例。该疫苗可对抗恶性疟原虫（全球最致命的疟原虫，也是非洲最流行的疟原虫）。
2021年10月，基于在加纳、肯尼亚和马拉维三个试点国家项目的结果，世界卫生组织在撒哈拉以南非洲和其他恶性疟原虫疟疾传播中度至重度地区为满五月龄以上的儿童接种四剂RTS.S疟疾疫苗，以减少疟疾和减轻疾病负担。
比特币、以太币等虚拟货币被很多人诟病，是因为它们采用工作量证明算法（PoW）。PoW是比特币的基础，理解起来很简单，就是“按劳取酬”，付出多少工作量就会获得多少报酬（比特币等虚拟货币）。在网络世界里，劳动就是为网络提供的计算服务（算力×时长），提供这种服务的过程就是“挖矿”。算力是计算机硬件提供的，在“挖矿”过程中必须消耗大量的电力，不符合当前节能减排的主流趋势。2021年，比特币“挖矿”消耗了超过100太瓦时，比芬兰的年度能耗还要多。
图2-13 比特币
一些虚拟货币采用股权权益证明机制（PoS），它没有“挖矿”过程，而是写明了股权分配比例，通过转让、交易的方式逐渐分散到用户手里，并通过“利息”的方式新增货币，实现对节点的奖励。相比于PoW，PoS不用花大量的算力竞争“挖矿”，而是通过PoS中的选择机制来赋予“挖矿”权力，不会出现在PoW中因挖不到矿而损失大量的人力、财力、物力。PoS提供了一种在不消耗大量能源的情况下验证交易的方法。以太坊计划2022年上半年过渡到PoS模式，该转变预计将使其能源消耗减少99.95%。
图2-14 研制新冠口服药物迫在眉睫
2021年12月23日，默沙东/瑞奇贝克医疗公司（Ridgeback）宣布新冠口服药物获得美国FDA紧急使用授权。此前，莫诺拉韦（Molnupiravir）已在英国获批，成为全球首个获批的新冠口服药物，可用于治疗新型冠状病毒检测为阳性且有较高风险发展为重症的轻症或中症新冠病毒感染成年患者。
莫诺拉韦获批前不久，辉瑞宣布美国FDA已批准其新型新冠口服抗病毒候选药物Paxlovid的紧急授权申请，用于治疗非住院、具有发展成重症疾病高风险成人COVID-19感染。
2021年9月5日，经过3年的研究和设计，麻省理工学院等离子体科学与聚变中心与初创公司Commonwealth Fusion Systems（CFS）设计和建造的大口径、全尺寸（长2 m、宽1 m）高温超导磁体首次展示了破纪录的磁场强度（20 T），成为世界上最强的核聚变磁体。
开发新磁体被视为实现核聚变最大的技术障碍，该实验室为此已进行了数十年研究，但进展有限。随着新磁体技术的成功展示，MIT和CFS的合作有望在2025年建成世界上第一座发电量大于消耗量的核聚变发电站（SPARC）。核聚变是清洁能源，由于核聚变利用的燃料是氘（在海水中大量存在）、氚，因此核聚变也被称为“取之不尽用之不竭”的新能源。一旦SPARC成功运行，核聚变发电将成为未来清洁能源的核心，改变未来世界能源格局。
众多人工智能公司在创建AI模型时缺少足够的数据支撑（数据要么不可用，要么获取困难、昂贵）。例如，研究人员在2018年发现，顶级面部识别软件可以轻松识别白人男性面孔，但在识别肤色较深的人时错误率高达34%。用于训练这些模型的数据缺少对整个人口子集的表示，而AI合成数据提供了有效的解决方案。
图2-15 AI推动了合成数据的开发
AI合成数据能够从数学或统计学上反映真实数据。研究表明，在训练AI模型方面，合成数据与基于真实物体、事件或人的数据一样好，甚至比它们更好。随着云计算和云存储的发展，AI合成数据比以往任何时候更容易获取。AI推动了合成数据的开发，更好地为所有终端用户服务。
为减少气候变化的影响，碳捕获将变得至关重要。世界上最大的“直接空气捕集器”工厂（Orca）于2021年9月8日在冰岛开业，由瑞士工程初创公司Climeworks运营。该工厂在满负荷运转时，每年将捕获4000吨二氧化碳，相当于大约790辆汽车每年的排放量。
Orca由8个集装箱大小的空气洗涤器组成，空气洗涤器内部是化学过滤材料，装有十几个抽风的风扇，空气洗涤器通过风扇吸入空气，并经过化学材料过滤捕捉二氧化碳，被捕捉的二氧化碳与水混合后注入地下深处，二氧化碳会与玄武岩反应并在几年内变成石头。参与建设的瑞士公司Climeworks联合首席执行长兼联合创始人詹·伍兹巴赫（Jay Wazbacher）表示：“实现全球净零排放还有很长的路要走，Orca已经向实现这一目标迈出了重要一步。”
此外，《麻省理工科技评论》还列出了第11项突破性技术的候选名单：元宇宙——增强现实和虚拟现实融合了物理世界和数字世界；DNA时钟——DNA标记实时跟踪老化过程；NFT（不可替代代币）——数字资产在区块链上交易；AI驱动机器人——工业机器人更多依赖AI完成工作。