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一、可回收火箭（Reusable Rockets）
主要研究者：SpaceX、蓝源公司、联合发射联盟（ULA）
成熟期：现在
一句话点评：射上天了怎么办？收回来再射一次！
 太空，广袤的空间、取之不尽的资源令人垂涎。
问题在于，去太空的船票可没几个土豪付得起。美国航天飞机平均单次发射费用达4.5亿美元, 最普通的飞船发射一次也要2~3亿美元，高昂的花费只能让纳税人仰望星空。成本，是航天从举国大业飞入百姓家的最大壁垒。
为什么射一次那么贵？
因为火箭太贵。
人造卫星、载人飞船、航天飞机，都需要火箭推力进入轨道。制造一颗火箭耗费数千万美元，而数以千计的火箭在完成推进任务后，最终都坠入大气层燃烧殆尽。
你觉得玩互联网模式叫烧钱？航天才是赤果果的烧钱！
其实，火箭造价虽高，燃料成本却非常低。以Spcae X猎鹰九号为例，单次发射费用为5400万美元，燃料费只有20万美元。如果能回收火箭反复利用，每次上天仅花20万的燃料费，太空旅行价格降低100倍不是梦！
蓝源（Blue Origin）的杰夫·贝索斯和SpaceX的埃隆·马斯克就从火箭回收找到了突破口。
2015年12月，屡败屡战的SpaceX终于第一次在陆地上成功回收“猎鹰9号”的一级火箭。火箭把11颗通信卫星送上太空后，从距地面643公里的国际空间站返回，经过复杂的减速、制动和调整姿态，终于稳稳地直立降落在地面发射台上。这难度，相当于“在狂风中让一根扫帚平稳直立在手掌上”。
其实，蓝源的新谢帕德（New Shepard）火箭比猎鹰9号还早一个月就完成了首次回收。但是相较之下，SpaceX的难度系数更高，而蓝源的技术还处在初级验证阶段。New Shepard发射高度只有100多公里，分离速度为3马赫，高度和速度都远低于猎鹰9号。
两者的目标也大有不同：贝索斯是为了发展亚轨道太空旅游，把曾经2000万美刀/人的太空船票降到机票价格；而马斯克则要把飞船、卫星送入轨道，50年后移民火星。
进入2016年后，蓝源马不停蹄地进行了多次实战演习，连续3次回收火箭成功，前景一片光明。而SpaceX，已于今年4月9日成功挑战了更疯狂的海上火箭回收。
小萝莉们记住了：将来的蜜月行，必须是太空游才够浪漫哦。
二、自动驾驶（Autopilot）
成熟期：1-2年
一句话点评：车自己会开并不可怕，可怕的是它从来不吃罚单！
 这个星球上，每天有3千多人死于车祸，人为失误导致的车祸。
这个星球上，每天还有几百万人违章吃罚单，人为失误导致的罚单……
现在，万能的AI拯救人类的时候到了！
对于广大车民而言，无人驾驶可以让人远离车祸、酒驾和违章，让爱车安全行驶、爱人安全回家；对于野心勃勃的互联网巨头们，特斯拉，谷歌，苹果和百度，无人驾驶技术是他们挖掘商业金矿、颠覆传统行业、最终雄霸天下的大好机会。
特斯拉从半自动辅助驾驶切入，打着“帮你开”的幌子培养用户习惯，逐渐变成“替你开”。
特斯拉Model X的Autopilot已经实现了自动变换车道、自动高速驾驶、自动躲避碰撞、自动减速以及自动跟随等，司机随时可以双手离开方向盘进入自动驾驶模式，也可以随时夺回操控权。当然大家都明白，随着技术的进一步智能化，最终升级到真正的无人驾驶只是时间问题。
谷歌蓄谋已久企图一步到位：没有方向盘、油门和刹车，当然更没有驾驶员，要做就做最彻底的真·无人车。
谷歌6 年前就开始巨资布局无人驾驶，迄今上路测试的无人车55 辆，行程超过 274 万公里，途中只出过11起小事故，造成了车身的一些刮擦损伤。和人类相比，这些车的“驾龄”，相当于15年的老司机。
百度在技术上向来是谷歌的跟（shan）随（zhai）者，然而这次——当然也不例外。
在定位和传感方面，百度使用了和谷歌类似的车载激光雷达；在发展战略方面，百度则和特斯拉类似，先从“辅助驾驶”打开入口，一步步向全自动驾驶逼近。
自从2015年底路测成功以来，百度的目标是在3年内商用，5年内量产。如果真能实现，百度无人车在国内普及的速度可能会比谷歌无人车更早。
至于苹果——江湖上留下的只有传说……
乔布斯生前有一个未圆的梦想：要做一款改变世界的智能汽车——iCar。至今还没人见过iCar的真身，然而，越来越多的传闻显示，也许暗渡陈仓正是苹果的一贯风格。苹果从特斯拉、福特、通用、三星疯狂挖人,组建了一支数百人的研发团队来开发其汽车项目；2016年5月，苹果出手10亿投资滴滴更让人浮想联翩。
当然，真相只有库克船长才知道啊……
为什么这么多、这么壕的互联网公司突然间不做机，去做车了呢？
互联网公司擅长的是软件、算法，互联网公司可以做出机器视觉、人工智能，从而把一堆棱角分明的钢铁装上大脑，变成一个安全、省心又聪明的家庭好帮手。无人车和普通车的区别，就好比是《变形金刚》中的大黄蜂，和你能买到的现实版装逼蜂之间的区别。
 虽然AlphaGo大败李世石，然而在大多数人看来，人工智能取代人类仍然是遥不可及的幻想。而无人车，恰好是AI、深度学习等技术当前应用最成熟、钱景最明朗的方向。
可想而知，将来，当渣男和绿茶婊坐在变形金刚版大黄蜂里甜蜜时，你却连只爱抚的手都腾不出来；当六岁小孩都能坐上无人车自己回家，你还好意思在朋友圈里晒自己托关系考出来的驾照？
传统汽车巨头再不幡然醒悟，5年后就会面临100多年前马车的下场：被福特用流水线制造的汽车全歼。
不在成魔中爆发，就在沉默中灭亡。无人驾驶，已成汽车行业必争之地。
所以，如果你今后频繁看到如下新闻，请不必大惊小怪（毕竟你也是看过硬报纸的人啊）：
沃尔沃100辆无人驾驶汽车将于2017年上路；
丰田汽车于今年6月1日公布了两款自动驾驶原型车，在美国加州的GoMentum基地体验测试，计划在2020年上路；
上汽集团将在未来5年内实现自动部分路况的自动驾驶，10年内实现全环境下的自动驾驶；
2016年3月，通用汽车10亿美元收购无人驾驶创业公司Cruise Automation，高出其A轮估值10倍；
…… 就连租车公司也挤了进来。
对于掌握了出行入口的滴滴、Uber、Lyft而言，自己造车或是与别人合作，只是手段和时间问题。有了无人车，再也不用为用车调度和老司机的补贴方式发愁了。在他们的理念中，汽车所有权早已过时，交通服务共享才是未来。
未来十几年内，你一定会看到苹果生产的滴滴专车、丰田产的人民优步、或是通用制造的Lyft。
除了行业大佬们，也有灵光乍现的天才少年，仅凭一己之力，用6个月 + 5万美元就造出了AI驱动的无人车直接上路，请戳《特斯拉、谷歌最怕的对手竟然是……》。
这么多竞争对手蜂拥而上，到底谁能笑到最后，目前谁也说不清。
但是，无论谁笑到最后，一定会有人笑不出来。
当所有车都像大黄蜂一样随叫随到、甚至不请自来，还会有谁记得“老司机”这个古老而神圣的职业呢？
三、SolarCity超级工厂（SolarCity’s Gigafactory）
主要研究者：SolarCity、中圣集团（Sun Power）、松下
成熟期：明年
一句话点评：马斯克新能源帝国崛起
砖家叫兽们咆哮着能源危机：地球的石油资源在40年后就会枯竭！殊不知，最丰富的能源就在我们身边。
太阳每秒钟辐射到地球的能量，是全世界一年总能耗的3.5万倍，相当于每年免费送给每个地球人1.7亿度电。太阳大大送了这么多红包，不应该抢断手吗？人类几千年来都置之不理，是不是太可惜了呢？
因此，能源危机是个伪命题。怎样用更先进、更高效的方式收集能源，才是真正的解决方案。
太阳能电池，就是目前最有希望的解决方案之一。
大多数人都知道“钢铁侠”马斯克创立了特斯拉和SpaceX，一些人还知道他曾经做过美版支付宝PayPal，但很少人能想到，马斯克竟然还是某太阳能企业的董事长。SolarCity，就是马斯克想出idea，出钱让他的表兄林顿（Lyndon Rive）和彼得（Peter Rive）做的太阳能企业，现已成为北美最大的住宅太阳能系统安装公司。
SolarCity究竟有何过人之处？
最高效的太阳能电池：
2015年10月2日，SolarCity发布了世界最高效的屋顶太阳能电池，转换效率（光能变成电能的百分比）高达22.04％，超越了曾经的行业龙头Sun Power 21.5%的转换效率（戏剧性的是，这个纪录仅在4天之后就被松下的22.5%逆转）。传统的多晶硅光伏电池效率只有16%~18%；借助超高的转换率，SolarCity可以比传统太阳能系统节省1/3的电池板，却产出同样多的电能。
工艺简化成本低：
除了在关键指标“转换效率”上的技术突破，SolarCity还大幅降低太阳能电池的制造成本。使用沉积制造工艺，SolarCity将制造电池所需的20多个工序减少为6个，并且用价格便宜的铜替代了常规太阳能电池中最昂贵的元素：银。
每月电费省1/3：
SolarCity并不把太阳能电池板卖给普通用户，而是采用租赁模式：上门安装太阳能发电系统后，每月收取租金（持续20年）。对用户来说，相当于之前交给电力公司的钱，现在用来交SolarCity的租金还绰绰有余。
到底划不划算呢？Facebook上有个太阳能用户晒出了他的账单：以前一个月电费$281，现在用了太阳能，电费降到了$90，加上SolarCity的租金每月$100，总体来说省了$91（32%）。到了阳光明媚的夏天，省电会更多。
SolarCity已在水牛城筹建北美最大的太阳能电池工厂，大规模生产这种新型电池。预计明年每天可生产1万个太阳能电池板，每年可发电1000兆瓦。2017年底，当水牛城工厂满负荷生产时，SolarCity的住宅型太阳能电池板的每瓦成本可以从2.84降到2.50美元以下。
有了SolarCity和Tesla两员大将，马斯克在下一盘更大的棋。特斯拉工厂生产的电池可以直接送到SolarCity作为太阳能系统的组件（SolarCity已是特斯拉电池的最大客户），SolarCity的太阳能电池板又可以装到特斯拉充电桩上作为免费的电力来源，新能源和智能汽车珠联璧合！而电池和太阳能，又是SpaceX太空科技的最佳拍档。
能源、交通、太空三驾马车，引领着人类奔向未来——这就是马斯克的世界观。目前还没有一个对手，能和SolarCity、特斯拉、SpaceX在太阳能发电、储能、新能源交通工具、自动驾驶等各方面形成全方位的竞争。马斯克新能源帝国的崛起，一如当年iPhone在手机市场的惊艳登场那样，势不可挡。
开着特斯拉、晒着太阳能的钢铁侠们，在我们大多数人的有生之年，就能终结化石燃料的光辉岁月。
四、知识分享机器人（Robots That Teach Each Other）
主要研究者：布朗大学、加利福尼亚大学伯克利分校、德国达姆施塔特工业大学、Brain of Things
成熟期：3-5年
一句话点评：机器人都学会百度和微信了，人类还想怎样？
每个人都想要一个聪明、善解人意的机器人。然而，并不是每个人都希望以下的事情变成现实：
机器人称霸象棋、围棋乃至Dota、LOL、星际等所有智力竞技项目；
机器人保姆能流利地回答孩子种种古灵精怪的问题，而亲生父母只能在一边尴尬地旁观；
本想买个机器人帮忙干活，早日升职加薪登上人生巅峰，没想到它在三分钟内取代你干了20年的工作；
…… 其实，你内心深处要的是这样的机器人：任劳任怨地服务人类，会叠袜子、整理房间、打包行李，做点好吃的，还会甜甜地叫你一声“Sensei”——我说得没错吧？
然而，这些对人类而言最简单不过的小事，恰恰是目前机器人领域被忽视的大问题。尽管有了深度学习这样的杀手级技术，人工智能要下厨做饭的难度，还是远远大于秒杀围棋九段的难度。
举个栗子：机器人炒一碗蛋炒饭，先要识别出鸡蛋、米饭、锅碗瓢盆都是各自独立的对象，然后要用机械手用不同的方式抓握这些物体，按照正确的流程点火、放油、炒饭，遇到炒糊了盐洒了之类的突发事件还要应对自如，天啊……
为什么有些人觉得简单的事情，AI却觉得很难？根本原因在于，每个人自出生以来，时刻都在观察世界并与之互动，不断积累经验，这个试错过程便是被称为“熊孩子”的儿童时代。人脑的神经网络里潜移默化地存储了巨量的数据，哪怕炒一次饭、叠一次袜子都在玩大数据。而AI并不是为了在这个物理世界中生存而进化的，反而缺乏这些人类熟视无睹的常识。
那么，我们如何教会机器人这些常识呢？
布朗大学的美女教授Stefanie Tellex发明了教会机器人做家务的方法。在罗德岛的实验室里，她正在教会一台Rethink机器人公司生产的Baxter（有两只机械手的工业机器人），学会用正确的姿势捡起一把小刷子。
机器人先用右手在刷子周边反复移动，用内置摄像头拍下各角度照片，同时用红外传感器测量距离。学会了识别物体之后，机器人用它那只有两根手指的抓握器，尝试不同的方式夹住物体。当它终于成功把刷子举起来时，机器人还会摇一摇，确定东西被夹牢了。AI把以上步骤的数据固化到神经网络形成通路后，机器人就学会了如何用手捡东西。
如果你觉得这一幕很滑稽，就像是机器人在玩玩具，那就对了——你小时候也是用这种方法学会用筷子的。
通过以上方法，教授已经教会了机器人识别200多种物体，比如她儿子的橡皮鸭和玩具船。然而，仅仅给机器人当女教师还不够，教授有更大的野心：建立一个包含上百万常用物品的机器人视觉识别数据库。
捡起一把刷子的数据，经压缩后只需10M存储空间；如果360行的机器人都上传训练数据，交流知识，分享经验，机器人就可以变得无所不通、无所不能。一个机器人学会了一项特定任务，它便可以将数据传到云端共享，加速其它机器人的学习和任务处理。
十年之内，我们就能看到“机器人能力大爆炸”，拥有一只上得厅堂、下得厨房的机将成为宅男新的梦想。
有了能力数据库，就像机器人有了百度：各位机器人同胞们，你想学会反击人类骚扰的防身术吗？你想了解调戏女主人的正确姿势吗？
百度一下，机就知道！
五、空中无线供电（Power from the Air）
主要研究者：华盛顿大学、德州仪器公司、马萨诸塞大学
成熟期：2-3年
一句话点评：可穿戴硬件再也不需要电池啦！
既不能增加电池，也不能减小电池。当我们把所有的可能性都排除后，剩下的那一个，无论看上去多么难以置信，都是可穿戴设备未来唯一的选择：
没有电池。
那电从哪来？
从空气中取电！（Power from the Air）
今天的空气早已不是几百年前的农业时代，那天然、纯净、透着花香的空气了。今天的空气，除了PM2.5和汽车尾气以外，还充斥着无数电磁辐射：WIFI、手机4G、电视广播……
这么多的电磁辐射每天在空中飘荡，除了扎紧孕妇防护服掩耳盗铃，难道就没有办法把它们变废为宝吗？
比如说，用来充电？
华盛顿大学研发的无线供电技术，可以让互联网便携设备从无处不在的微弱无线信号（如WIFI）中吸取电能，从而彻底摆脱对电池的依赖。
无线充电并不难，难的是在远距离情况下，只能捕获极其微弱的电能，其余全都白白浪费。因为能量在空间中的传输随距离呈指数衰减，距离只要稍远，充电效率就会急剧下降。某些手机所谓的“无线充电”，比如Lumia 920，有效距离只有1厘米，离开充电平面2厘米以上就充不了。
在无线充电领域，正常人的研究方向无非是聚焦电磁能量、提高传输效率等等，结果至今只实现了10厘米之内的成熟方案。
但偏偏有人不走寻常路。
华盛顿大学的Shyamnath Gollakota和Joshua Smith设计了一个绝妙的新思路：环境散射通信（Ambient Backscattering）。利用无处不在的外界电磁信号源，将其反射用于设备间的通信。
究竟妙在哪儿呢？硬报纸告诉你。
一方面，可以从外界源源不断获得免费的电能。尽管很微弱，但你从来不需要多交一分钱电费！你蹭的电可能来源于隔壁老王的WIFI路由器，也可能来源于移动手机基站、RFID射频发生器、甚至是东方明珠电视塔。
另一方面，互联网便携设备最大的能耗无非是用来建立通信、收发数据，例如蓝牙模块和传感器。利用反射环境信号的通信方式，可以把能耗降到WIFI通信的万分之一（0.2~0.5uW），蓝牙、ZigBee的千分之一。
万分之一的能耗有多低？恰好低到可以用“无线蹭电”的方式来解决供电！
现在，最重要的问题来了：“环境反射通信”是怎么做到把通信功耗降低一万倍的？
小提示：关键词是“反射”。
想象一下这样的场景：两个古代士兵在野外侦察，宋兵甲突然发现了近在咫尺的敌军。在一个没有手机更没有微信的时代，他如何在最短时间内，把这一重要情报悄悄发送给远在几百米之外的宋兵乙呢？
我希望你的答案不是“跑过去”或者“吼一嗓子”。如此传（er）奇（bi）的行为，只有宋朝的刘翔和刘欢才能做到。
教你个逼格更高的方法：甲可以用一面镜子，把太阳光反射到乙的眼睛里。晃眼3秒代表信号“1”，晃眼1秒代表信号“0”，组成莫尔斯电码。宋兵乙（如果眼睛还没被晃瞎）解码后就会看到文字信息：“梅超风来了！”
用镜子反射阳光，通信双方传递的是光信号；但镜子本身并不发光，真正的能量来源是太阳的光辐射。转动一下镜子所消耗的能量，和跨栏、唱歌、点个烽火台相比，实在是低到极致了。
把故事中的太阳辐射换成WIFI、基站的电磁波，把镜子换成RF射频收发器，就是“环境反射通信”的原理。在华盛顿大学的原型实验中，信号编码就是通过控制射频反射强度来表达0、1比特位，和镜子晃眼的方法如出一辙。
虽然空中无线供电技术目前处于研发早期，但一系列实验结果已经让人满怀期待：
距离30米（有穿墙）的两个智能设备可以在无供电的情况下，通过传感器互联互通；
从RFID设备发出的无线电波中汲取电能，做成无电池传感器…… 最令人惊叹的是，实现这些魔法般的科技，所需的芯片价格只有1美元不到。
也许更重要的是，它们永远不会出现在你的电费账单中。
电费的事，就让隔壁老王包了！
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