對電子工程師來說，不僅要關注芯片以及半導體本身，更要關注下游電子應用，畢竟芯片是為電子應用而服務。

IEEE Spectrum日前發(fā)布“2024年值得關注的11個工程里程碑“，列舉了未來一年值得關注的科技技術。那么有哪些電子應用將在明年發(fā)光發(fā)熱，其中又有哪些潛在的芯片應用將會爆發(fā)？

地心之旅：到地下20千米獲取能源

地熱能是一種綠色低碳、可循環(huán)利用的可再生能源，具備儲量大、分布廣、清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠等特點。

更為重要的是，根據(jù)科學家計算，整個地球熱量超過了1 × 10^19 TJ，這意味著，地球的熱能足夠人類使用620億年，而地殼內(nèi)煤儲備量只夠人類使用近200年。

為了釋放地熱能的“太瓦”潛力，麻省理工學院的初創(chuàng)公司Quaise Energy正在2024年測試一種深層鉆機，這種鉆機使用高功率毫米波，可以鉆入地殼10到20千米。

要知道，地殼平均厚度為17千米，以往各種鉆探深度都沒有突破地殼的范圍，只有Quaise Energy公司的20千米才算是達到了下一個層面。

Quaise Energy將從舊的油氣鉆探結(jié)構(gòu)開始，通過從回旋管爆破輻射來蒸發(fā)下面的硬巖。鉆探至地地下20千米時，此處地下溫度可達500攝氏度，根據(jù)Quaise高管的說法，獲得地熱能可能是到2050年實現(xiàn)凈零排放目標的關鍵。

內(nèi)置電池的電磁爐：家用電器的儲能系統(tǒng)

現(xiàn)在我們都在使用煤氣來做飯，但國外消費者已經(jīng)掀起轉(zhuǎn)向基于電磁的爐灶和烤箱的風潮，以解決與燃氣灶相關的環(huán)境問題和健康風險。

雖然這種電器非常節(jié)能，但大多數(shù)型號都需要改裝電源插座，安裝成本高達數(shù)百美元。 Channing Street Copper 和 Impulse Labs 這樣的初創(chuàng)公司正在通過添加內(nèi)置電池，來補充常規(guī)的墻上插座電源，使電磁爐和電烤箱更易于安裝。Channing Street Copper計劃在 2024 年初 推出電池增壓設備。

全自主分診決策系統(tǒng)：無創(chuàng)傳感收集數(shù)據(jù)

DARPA全稱“國防先進研究計劃局”，人稱現(xiàn)實版“神盾局”，這家機構(gòu)頗有一絲傳奇色彩，研究的內(nèi)容總是能夠壓中未來。

在大規(guī)模傷亡事件中，幾分鐘往往可以決定生死。2024年下半年，美國DARPA將會開展新一輪的挑戰(zhàn)賽，一項開發(fā)傳感器和算法以支持大規(guī)模傷亡事件期間分診的競賽。

根據(jù)DARPA去年2月 的視頻演示 ，該機構(gòu)正在尋找新的方法來幫助處于兩個治療階段的醫(yī)務人員：在初級分診期間，最需要護理的人將被遠距離的傳感器識別；然后，當患者病情穩(wěn)定時，醫(yī)務人員可以根據(jù)從無創(chuàng)傳感器收集的數(shù)據(jù)來決定最佳治療方案。三輪比賽將持續(xù)到2026年，獎金總額為700萬美元。

簡單解釋一下，初步分診由人類親自評估，可能適合少數(shù)患者，但不適用于大規(guī)模傷亡事件。在二級分診中，標準方法是定期檢查生命體征，例如心率和呼吸頻率、血氧飽和度和血壓。這些方法可能會錯過危及生命的傷害的早期跡象，DARPA分診挑戰(zhàn)旨在使醫(yī)療響應人員能夠在大規(guī)模傷亡事件中挽救生命，方法是利用傳感器快速自主地提供初級分診所需的信息，并提供持續(xù)監(jiān)測以預測二級分診中救生干預的需求。

在空中套娃：用飛機發(fā)射無人機

新型導彈發(fā)射無人機將于2024年升空，它就像一個在空中套了三層的娃娃一樣，裝滿導彈的無人機會在飛行時會從轟炸機的腹部釋放出來。

LongShot是美國DARPA于2011財年開始研制的一種用于爭奪未來戰(zhàn)場制空權(quán)的新型無人戰(zhàn)斗機，該機在作戰(zhàn)過程中采用有人戰(zhàn)機（戰(zhàn)斗機、轟炸機等）空中投送方式，使用隱身氣動外形和隱身涂料，能攜帶小型雷達和若干枚美軍現(xiàn)役或在研的空空導彈（如AIM-120系列、“CUDA”等）對敵方多類空中飛行器進行攻擊，具備人機協(xié)同作戰(zhàn)能力。

這架無人駕駛飛機由通用原子航空系統(tǒng)公司是DARPA（美國國防高級計劃研究局）開發(fā)，今年將進行飛行測試，以證明其在空基作戰(zhàn)中的可行性。其目標是在引入新飛機的同時擴大空對空導彈和當前級別戰(zhàn)斗機的射程和效力。

監(jiān)測新冠后遺癥：用APP預測癥狀的發(fā)生

長新冠（Long Covid，也就是新冠后遺癥）是指新冠轉(zhuǎn)陰后，仍然長期伴有很多身體不適的癥狀，去醫(yī)院檢查又檢查不出來什么異常，包括惡心、頭暈、疲勞、嚴重的心悸和胸痛。

長新冠治療中經(jīng)常使用的治療方法稱為起搏（Pacing），這種療法注意保護受影響者的能量資源，避免可能使癥狀惡化的身體和精神或情緒過度勞累，但與之相悖的是，我們又很難察覺到長新冠對我們身體的影響，因此我們就更加難以調(diào)整自己的生活節(jié)奏以對抗長新冠。

這就是為什么一位患有長新冠的人Harry Leeming決定創(chuàng)建 Visible ，一款幫助用戶監(jiān)控活動并避免過度勞累的應用程序，Visible旨在幫助人們控制自己的活動。

Visible通過監(jiān)測HRV（心率變異性）預測某人何時會感到疲倦，而這種傳感通過光電體積描記法 (PPG) 技術，利用智能手機攝像頭，記錄用戶膚色的微小變化，測量心率。

今年，根據(jù)Leeming的說法，Visible將推出使用專用心率監(jiān)測器的高級版應用程序。Leeming 說，雖然大多數(shù)可穿戴設備用于輔助鍛煉身體，但這些臂帶監(jiān)測器針對降低心率進行了優(yōu)化，以幫助患有長新冠的人，該應用程序還將從同意的用戶那里收集數(shù)據(jù)，以幫助研究這些情況。

耗資100億美元，亞馬遜進軍衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)

亞馬遜 預計將在2024年底前通過 Project Kuiper “柯伊伯計劃”開始提供衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)服務。這個耗資100億美元的項目旨在通過向近地軌道發(fā)射3000多顆衛(wèi)星，將可靠的寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入擴展到全球農(nóng)村地區(qū)。

雖然該項目需要數(shù)年時間才能完全完成，但亞馬遜將在今年晚些時候開始與客戶進行beta測試。如果成功，Kuiper 可以集成到 Amazon Web Services套件中。與此同時，SpaceX的 Starlink 自2019年以來一直很活躍，已經(jīng)有5000顆衛(wèi)星在軌運行。

根據(jù)亞馬遜（Amazon）及聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司（United Launch Alliance，ULA）官方信息，北京時間2023年10月7日2時06分，亞馬遜提出的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)“柯伊伯計劃”（Project Kuiper）的2顆原型衛(wèi)星Kuipersat-1和Kuipersat-2搭乘聯(lián)合發(fā)射聯(lián)盟公司的宇宙神5型（Atlas V）運載火箭發(fā)射升空，部署在離地球表面約500公里的高度。亞馬遜在其官方網(wǎng)站上稱，這次發(fā)射標志著其"原型飛行"（Protoflight）任務的開始。

太陽電動汽車：明年上路

電動汽車到來之時，很多人就曾暢想過使用太陽能供電，而這將在明年成真。

潛在客戶和眾籌者期待 已久 的初創(chuàng)公司 Aptera Motors 制造的 太陽能電動汽車 （SEV） 將于 2024年上路。

2015年，Aptera Motors曾發(fā)布過一款太陽能電動車，之后公司便破產(chǎn)了，如今三位公司創(chuàng)始人已經(jīng)重聚，重新量產(chǎn)全新的太陽能電動車。

值得一提的是，Aptera Motors制造的是三輪SEV，采用空氣動力學設計，可減少阻力，整體外觀看起來頗為新穎。

該車的最新版本將插電式功能與覆蓋其車頂?shù)奶柲茈姵匕逑嘟Y(jié)合，一次充電可行駛1600公里，每天使用太陽能發(fā)電可行駛65公里。Aptera表示，它的目標是在2024年開始早期生產(chǎn)，首批將交付2000輛汽車。

零信任架構(gòu)：三分之二的信心

“信任但要驗證”是現(xiàn)在美國網(wǎng)絡安全政策中的一句諺語。

到2024財年末，即9月，所有美國政府機構(gòu)都將 被要求切換到 零信任安全架構(gòu)。所有用戶都必須驗證其身份和設備，即使他們已經(jīng)連接到政府網(wǎng)絡和虛擬專用網(wǎng)絡。

零信任的最早雛形源于耶利哥論壇 。Forrester前分析師約翰·金德瓦格以“從不信任，始終驗證”思想正式提出“零信任”這個術語，明確零信任架構(gòu)的理念 ，改進了在耶利哥論壇上討論的去邊界化的概念，認為所有網(wǎng)絡流量均不可信，應該對訪問任何資源的所有請求實施安全控制。

而現(xiàn)在，零信任架構(gòu)指的是一種端到端的網(wǎng)絡安全體系，零信任是一種側(cè)重于數(shù)據(jù)保護的體系結(jié)構(gòu)方法，常基于業(yè)務場景的人、流程、訪問、環(huán)境等多維因素進行相應的信任評估，通過信任級別動態(tài)地調(diào)整權(quán)限，構(gòu)建動態(tài)自適應的安全閉環(huán)系統(tǒng)，其創(chuàng)新的安全思想符合新技術的特點，不斷提高信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡的整體安全性。

根據(jù)2023年的一份報告 ，大約三分之二的聯(lián)邦機構(gòu)雇用的安全專業(yè)人員相信他們的部門將在網(wǎng)絡安全的最后期限前完成。

薇拉·魯賓第一縷曙光：解開黑暗宇宙之謎

暗物質(zhì)和暗能量對研究人員來說，一直是巨大的挑戰(zhàn)，盡管它們占宇宙總能量和物質(zhì)含量的 95%（暗物質(zhì)占 27%，暗能量占 68%），但它們對我們來說基本上不可見。這意味著構(gòu)成恒星、行星和我們?nèi)粘Ｖ車囊磺校òㄎ覀兊纳眢w）的物質(zhì)僅占宇宙含量的 5%。

Vera C. Rubin（ 薇拉·魯賓） 天文臺 擁有有史以來 最大的數(shù)碼相機 ，預計將于2024年底首次向天空睜開眼睛。

該天文臺配備了一個8.4米的寬視場望遠鏡，將在長達十年的時間里，掃描南半球的天空。它配備了一個3200百萬像素的相機，每晚都會從智利山頂上拍攝40個滿月大小的區(qū)域。這意味著它可以每三到四個晚上捕獲整個可見天空。薇拉·魯賓天文臺投入使用后，將幫助天文學家清點太陽系，繪制銀河系地圖，并揭示暗物質(zhì)和暗能量。

飛行汽車：在奧運會上叫一輛空中出租車

在今年的巴黎夏季奧運會上，參會者可以開始乘坐電動垂直起降飛行器（eVTOL，也被人稱為飛行汽車）在城市中穿梭。

德國布魯赫薩爾的航空初創(chuàng)企業(yè)Volocopter計劃在比賽期間為體育愛好者和游客提供空中出租車服務，盡管Volocopter仍在等待歐盟航空安全局（European Union Aviation Safety Agency）的認證，但Volocopter計劃提供三條往返城市各地區(qū)的航線，以及兩條往返游客航線。Volocopter的空中出租車將使巴黎成為第一個提供eVTOL服務的歐洲城市。

雖然想法是好的，但走得路卻不那么順。2023年11月14日， Volocopter 空中出租車巴黎奧運會服務計劃遭到了巴黎地方當局幾乎一致的反對，市議會在審議該主題時公開強烈反對計劃，部分與會者甚至稱其是“荒謬的”和“生態(tài)失?！?。

超音速飛機：比普通飛機快兩倍

Boom Technology正在開發(fā)一種名為Overture的客機，其飛行速度超過音速。這家美國公司表示，它將在2024年完成其北卡羅來納州“超級工廠”的建設。

Boom計劃每年生產(chǎn)多達33架飛機，該公司聲稱這將是世界上最快的客機。Overture的設計速度是當今商用飛機的兩倍，飛機飛行速度將為1.7馬赫。也就是說，從舊金山到東京不再需要10個多小時，6個小時左右即可，從美聯(lián)航位于新澤西州的樞紐到倫敦的飛行時間也會從6個多小時降到3個半小時。

Boom希望這架飛機由可持續(xù)航空燃料提供動力，不包含石油，與此同時，Boom已經(jīng)從商業(yè)航空公司獲得了訂單，并計劃到2027年首飛。

值得一提的是，Boom Technology是自協(xié)和式飛機（Concorde）以來最先研發(fā)超音速客機的公司。