Nature | 自驱动实验室、先进免疫疗法及2025年值得关注的另外五项技术
Nature | 自驱动实验室、先进免疫疗法及2025年值得关注的另外五项技术
2025年，科技领域将迎来多项突破性进展。从自驱动实验室到先进免疫疗法，再到光子计算和微生物修复技术，这些创新成果不仅将重塑科学研究模式，还将为医疗、环保等领域带来革命性变化。
自驱动实验室：AI赋能科研新范式
自驱动实验室是结合AI算法和机器人技术的自动化实验平台，能够自主完成实验设计、执行和优化。这种智能化系统尤其适用于材料科学和化学反应设计等复杂领域，可以显著提升科研效率和探索范围。例如，加拿大多伦多大学团队通过AI驱动实验室网络，成功发现了21种顶级有机激光材料，远超传统方法几十年的研究成果。
嵌合抗原受体T细胞疗法：从血液瘤到实体瘤
CAR-T细胞疗法通过改造患者T细胞以识别并攻击癌细胞，已在血液瘤治疗中取得显著成效。目前，该疗法正向实体瘤和自身免疫疾病领域拓展。例如，麻省总院团队开发的CAR-T细胞在胶质母细胞瘤治疗中取得突破，而德国埃尔兰根-纽伦堡大学团队则成功利用CAR-T技术治疗系统性红斑狼疮。
微生物生物修复技术：对抗塑料污染的新希望
微生物生物修复技术利用特定微生物降解塑料和其他污染物。研究人员通过优化酶活性和稳定性，显著提高了降解效率。例如，英国布鲁内尔大学团队开发的生物膜技术，以及美国密苏里大学的RAPIMER平台，都展现了在处理塑料和永久性化学品方面的潜力。
光子计算：AI计算的绿色革命
光子计算利用光子进行数据传输和处理，具有速度快、能耗低等优势。清华大学团队开发的“太极”光子芯片在某些AI推理任务中比NVIDIA GPU高出100倍的能效。这种高效、环保的计算方式有望为AI发展提供全新动力。
基础模型在生物学中的突破
基础模型在基因组研究中展现巨大潜力。例如，加拿大多伦多大学开发的scGPT模型，通过训练3300万个单细胞转录组数据，实现了细胞分类、基因网络识别等突破。未来，虚拟细胞的构建将为疾病研究和药物设计带来革命性变化。
应对全球变暖：城市降温与固态空调
“超级冷却材料”通过反射太阳辐射和向太空散热，可有效缓解城市热岛效应。美国马里兰大学开发的固态空调技术则利用弹热效应实现制冷，无需使用HFCs等温室气体，具有更高能效比。
这些前沿技术不仅展示了科技创新的无限可能，也为解决人类面临的重大挑战提供了新思路。