Sean O’Neill

2050年人類未來(lái)的體驗(yàn)可以用三個(gè)詞來(lái)概括——擁擠、城市和炎熱。在21世紀(jì)中葉，全球人口將首次突破100億，其中大部分人口居住在城市，如果不加以控制，氣候變化將不可避免地出現(xiàn)[1,2]。

我們將如何維持100億人口的生活？工程師又將扮演怎樣的角色？在由英國(guó)皇家工程院（Royal Academy of Engineering, RAE）主辦的2019年全球重大挑戰(zhàn)峰會(huì)（GGCS）的第二天會(huì)程中，專家們針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了探討，該峰會(huì)于2019年9月16—18日在英國(guó)倫敦召開[3,4]。

在當(dāng)天的第一次小組會(huì)議上，專家們討論了工程技術(shù)如何降低氣候變化風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題。會(huì)議中一位出色的演講者Klaus Lackner（圖1）總結(jié)了二氧化碳在大氣中堆積的嚴(yán)重性，并指出利用技術(shù)消除大氣中碳的必要性，演講內(nèi)容相當(dāng)具有說(shuō)服力。Klaus Lackner是美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)坦佩校區(qū)負(fù)碳排放中心的負(fù)責(zé)人。他還指出：“我們面臨著嚴(yán)重的碳排放過(guò)量的問(wèn)題。我們傾向于把它表述為一種減排問(wèn)題——也許調(diào)整行為、節(jié)約能源是一種解決方法——但是從深層次看，我認(rèn)為這更是一個(gè)廢物管理的問(wèn)題。我們必須清理掉所有我們已經(jīng)丟棄的垃圾?！?/p>

Lackner介紹了一種名為機(jī)械樹的碳捕獲系統(tǒng)（圖 2）。機(jī)械樹由亞利桑那州立大學(xué)的同事合作開發(fā)，目前正在愛爾蘭共和國(guó)都柏林地區(qū)的硅王國(guó)控股公司（Silicon Kingdom Holdings）[5]的許可下接受測(cè)試。Lackner說(shuō)：“這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)得到了驗(yàn)證。但問(wèn)題是，如果將碳捕獲的價(jià)格從現(xiàn)在的每噸500美元降到我們的短期目標(biāo)，即每噸100美元，然后降到最終目標(biāo)，即每噸30美元，這樣的話每升汽油的價(jià)格將增加6～7美分。”

圖1. 美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)坦佩校區(qū)負(fù)碳排放中心主任Klaus Lackner教授對(duì)大氣中過(guò)量的二氧化碳發(fā)出警告，同時(shí)，他樂(lè)觀地認(rèn)為如果碳捕獲技術(shù)能得到充分的開發(fā)和推廣，它將會(huì)是一種經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。圖片來(lái)源：Rob Lacey授權(quán)。

圖2. 未來(lái)的景觀是否會(huì)像Lackner所構(gòu)想的那樣成為機(jī)械樹的家園，機(jī)械樹被動(dòng)地從大氣中去除碳，然后將其轉(zhuǎn)化為有用的物質(zhì)，如燃料？圖片來(lái)源：Arizona State University授權(quán)。

在同一場(chǎng)論壇中，南京水利科學(xué)研究院院長(zhǎng)張建云教授介紹了中國(guó)工程師為緩解近幾十年來(lái)中國(guó)河流流量急劇減少的問(wèn)題而采取的各種措施。這些措施包括大型的“南水北調(diào)”項(xiàng)目。氣候變化可能加劇了中國(guó)水資源的短缺，但中國(guó)龐大的人口和工業(yè)需求是導(dǎo)致河流枯竭的主要原因之一。

接下來(lái)的會(huì)議討論了“未來(lái)城市”（cities of the future）以及為100億人創(chuàng)造可持續(xù)生活場(chǎng)所的挑戰(zhàn)性。聯(lián)合國(guó)預(yù)測(cè)，到2050年全球2/3的人口將生活在城市中心。這將使城市可持續(xù)發(fā)展成為一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。阿里巴巴集團(tuán)技術(shù)委員會(huì)主席王堅(jiān)博士（圖3）介紹了阿里巴巴在中國(guó)杭州開展的“城市大腦”（City Brain）項(xiàng)目的進(jìn)展情況?！俺鞘写竽X”項(xiàng)目將城市數(shù)據(jù)作為一種資源。這種數(shù)據(jù)資源可以提高效率、節(jié)省時(shí)間和保護(hù)自然資源。例如，杭州的實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)可以優(yōu)化交通流量和減少擁堵。根據(jù)交通和導(dǎo)航服務(wù)公司Tomtom公布的全球交通最擁堵城市排名顯示，在2015年，杭州排名第30位。到2018年，在“城市大腦”干預(yù)措施的實(shí)施下，杭州排名降到了第143位[7]。王堅(jiān)博士說(shuō)，他迫切希望看到“城市大腦”技術(shù)在節(jié)約用水方面取得成效。

Accenture Strategy公司駐倫敦的高級(jí)董事兼總經(jīng)理Peter Lacy在同一場(chǎng)會(huì)議上談到了城市接受“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的重要性?！皬母旧险f(shuō)，這是對(duì)線性邏輯，即索取、制造和浪費(fèi)的一種簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)變。這種線性邏輯從工業(yè)革命以來(lái)一直推動(dòng)著經(jīng)濟(jì)發(fā)展。” Lacy還說(shuō)：“改變這種思維方式以及人類城市環(huán)境和自然資源之間的關(guān)系，意味著我們要以‘索取制造、索取制造和索取制造’（take make,take make, take make）的循環(huán)方式進(jìn)行思考，這樣才可以永遠(yuǎn)為人類生產(chǎn)足夠的產(chǎn)品。我們相信，這對(duì)新的商業(yè)模式、服務(wù)和思維來(lái)說(shuō)是一次巨大的經(jīng)濟(jì)機(jī)遇。”

圖3. 阿里云的創(chuàng)始人王堅(jiān)博士介紹了阿里巴巴的“城市大腦”項(xiàng)目是如何被用于優(yōu)化中國(guó)杭州的城市公共資源的。圖片來(lái)源：Rob Lacey授權(quán)。

當(dāng)天的最后一次小組會(huì)議探討了維持未來(lái)100億健康人口的前景。會(huì)議由總部位于英國(guó)劍橋的Okra Technologies公司創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Loubna Bouarfa博士主持。Okra Technologies公司旨在開發(fā)人工智能工具以幫助制藥公司、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和醫(yī)療從業(yè)者為患者提供最合適的藥物?？紤]到未來(lái)有效的醫(yī)療保健的兩個(gè)核心思想，Bouarfa博士說(shuō)，“我們需要鼓勵(lì)創(chuàng)新，同時(shí)應(yīng)用新思想去開發(fā)新技術(shù)，以解決未來(lái)因人口增加帶來(lái)的問(wèn)題。此外，我們也需要既強(qiáng)大到足以保護(hù)數(shù)據(jù)隱私又靈活到不會(huì)扼殺創(chuàng)新的立法?！?/p>

另一位小組成員Neo Hutiri（圖4）是位于南非約翰內(nèi)斯堡的Technovera公司的創(chuàng)始人。Technovera公司幫助患者更直接地獲取藥物。2014年，Hutiri被診斷出患有肺結(jié)核，他是許多接受慢性病長(zhǎng)期治療的南非人之一，他每個(gè)月必須去診所取藥。但由于醫(yī)護(hù)人員緊缺，這些患者經(jīng)常需要等上幾個(gè)小時(shí)才能拿到藥。在個(gè)人經(jīng)驗(yàn)啟發(fā)下，他發(fā)明了Pelebox 智能儲(chǔ)物柜（圖5）。Pelebox智能儲(chǔ)物柜的原理很簡(jiǎn)單，即儲(chǔ)物柜被安裝在診所或通勤中心，藥劑師會(huì)在儲(chǔ)物柜定期存放藥物。當(dāng)藥物被放入儲(chǔ)物柜后，患者會(huì)收到一條包含唯一代碼的短信，在患者輸入短信代碼后，儲(chǔ)物柜便會(huì)自動(dòng)打開相應(yīng)的柜子。這樣就省去患者等候的時(shí)間。

圖4. 位于南非約翰內(nèi)斯堡的Technovera公司的創(chuàng)始人Neo Hutiri回憶起患結(jié)核病期間取藥時(shí)的漫長(zhǎng)等待，這一經(jīng)歷激勵(lì)他創(chuàng)造了名叫Pelebox智能儲(chǔ)物柜的技術(shù)解決方案。圖片來(lái)源：Rob Lacey授權(quán)。

圖5. Pelebox智能儲(chǔ)物柜通過(guò)短信提醒患者取藥。該系統(tǒng)使慢性病患者取藥的時(shí)間縮短到幾分鐘，他們不再需要花費(fèi)數(shù)小時(shí)等待緊缺的醫(yī)護(hù)人員來(lái)分發(fā)藥物。圖片來(lái)源：Technovera公司授權(quán)。

南非開展了世界上最大的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療項(xiàng)目，該項(xiàng)目約有300萬(wàn)名接受艾滋病病毒治療的患者[8]。Pelebox智能儲(chǔ)物柜這類解決方案可以有效地向慢性病患者提供關(guān)鍵藥物，從而幫助患者接受長(zhǎng)期的藥物治療，并節(jié)省大量時(shí)間。Hutiri憑借Pelebox技術(shù)贏得了RAE 2019年非洲工程技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)。Hutiri說(shuō)：“這次峰會(huì)是與來(lái)自世界各地的其他工程師會(huì)面，以解決其他社會(huì)挑戰(zhàn)的最佳平臺(tái)，是拓展人類思維、建立全球網(wǎng)絡(luò)，甚至激勵(lì)他人采取行動(dòng)的最好方式?！?/p>

Segway公司的工程師兼發(fā)明者Dean Kamen在峰會(huì)的最后一場(chǎng)會(huì)議上發(fā)言。Dean Kamen也是總部位于美國(guó)新罕布什爾州曼徹斯特市的Deka Research & Development公司的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官。Kamen談到了 “科技啟發(fā)與確認(rèn)”（For Inspiration and Recognition of Science and Technology，F(xiàn)IRST）慈善機(jī)構(gòu)的發(fā)展歷程。該慈善機(jī)構(gòu)是Kamen于1989年與他人共同創(chuàng)立的。FIRST旨在通過(guò)一系列基于機(jī)器人技術(shù)的聯(lián)盟和比賽，鼓勵(lì)4個(gè)年齡組的6—18歲的學(xué)生成為未來(lái)科技領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。2016年，Kamen擴(kuò)展了FIRST慈善機(jī)構(gòu)并創(chuàng)立了FIRST Global。FIRST Global舉辦了一年一度的國(guó)際“機(jī)器人奧運(yùn)會(huì)”，即FIRST全球挑戰(zhàn)賽。2019年的比賽于10月在迪拜舉行，來(lái)自191個(gè)國(guó)家的學(xué)生團(tuán)隊(duì)參加了此次比賽。Kamen最后呼吁工程師要拓寬眼界并與年輕一代接觸，因?yàn)槟贻p一代的參與對(duì)于應(yīng)對(duì)未來(lái)長(zhǎng)期的全球挑戰(zhàn)至關(guān)重要?！拔覀儽仨氂邪l(fā)言權(quán)。我們必須為孩子們的心靈而競(jìng)爭(zhēng)”，他如是說(shuō)。

英國(guó)皇家工程院首席執(zhí)行官Hayaatun Sillem CBE博士在峰會(huì)第二天的議程上反思道：“來(lái)自美國(guó)、英國(guó)和中國(guó)學(xué)術(shù)界及商業(yè)界的工程師能夠共聚一堂就全球可持續(xù)發(fā)展等問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真的討論，這非常令人鼓舞。雖然在方法和重點(diǎn)上存在分歧，但在我們面臨挑戰(zhàn)的規(guī)模以及通過(guò)國(guó)際、跨學(xué)科和跨代合作來(lái)達(dá)成解決方案的必要性上，各方達(dá)成了非常強(qiáng)烈的共識(shí)?！?/p>