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随着工程学、科学与技术不断突破边界，未来数年或将涌现出自愈型城市、护理机器人以及更智能的流行病防御系统。STEM（科学、技术、工程和数学）教育正成为重塑未来愿景的关键驱动力。以下是欧洲顶尖研究者提出的五大前瞻性展望，揭示了从生命建筑到多功能家用机器人的科技革命。
从生命建筑到多功能家用机器人，STEM 领域正在以前所未有的速度推动创新。这些突破不仅改变着我们的生活方式，也为应对全球挑战提供了新的解决方案。
生物建筑——回归自然的未来城市
想象一座建筑拥有生命的城市——结构体能在行人经过时吸收污染物，并通过生长实现自我调节。建筑师菲尔·艾尔斯认为，这一愿景已触手可及。他阐释了生物混合建筑领域的最新进展——从真菌基材料到攀缘植物——如何为可持续设计开辟新的可能性，并重塑城市环境。
作为哥本哈根皇家丹麦艺术学院的教授，艾尔斯指出，当前的城市设计主要服务于单一物种：人类。他的生物混合建筑研究指向一个未来：其他生命有机体将在建筑环境中发挥积极作用，帮助人类重新连接自然世界。
通过“真菌实验室”、“FUNGAR”等项目，他探索了真菌作为建筑材料的潜力；“植物机器人”项目则研究了攀缘植物的应用价值。“传统建筑材料通常需要开采、运输，并经过高温加工才能成为耐用构件，”艾尔斯解释道，“我们的团队正在研究如何将生命复合体整合为建筑结构的一部分。”
虽然真菌材料目前尚无法替代混凝土或钢材，但艾尔斯强调，建筑所依赖的材料远不止这两种。若能像培育树木那样培育建筑部件，将获得碳封存、提升生物多样性等环境效益。这种方法还可延伸至其他城市基础设施领域。
行走在现代都市中，零星的绿意总被钢筋混凝土的海洋所淹没。生物混合建筑还可利用林业与农业废弃物，以及食品和工业过程的副产品，推动循环经济发展。活性材料甚至能提供额外功能，例如空气 / 水过滤或受损自修复。
随着新材料的涌现，人类可能需要重新思考供应链、施工方法乃至生长型建筑的美学可能性，最终创造出能重新连接户外空间的环境。艾尔斯教授承认，建筑业的变革谨慎而缓慢——百年来的建造方式基本未变。但活性材料的研究进展迅速。虽然这些材料目前尚不能作为主要结构元件，但未来的版本或许能够提供支撑整栋建筑所需的强度与耐久性。
量子计算迈向现实应用
量子计算正稳步从实验室走向日常生活。意大利电子工程师朱利亚·阿孔恰阐释了欧洲研究者如何从理论转向实践——这对数据安全与电池创新具有重大意义。米兰理工大学教授朱利亚·阿孔恰指出，越来越多的欧洲企业开始涉足量子技术，这标志着量子计算机正逼近实际应用。
她相信，强大的量子机器很快将解决当今超级计算机无法处理的难题。“过去十年已取得实质性进展，而最近五年的发展尤为迅猛，”她表示，“量子计算机即将走出研究实验室，开始影响人们的生活。”
在欧盟资助的 QLASS 项目中，她的团队正在构建基于光子的量子计算机——光子作为微小的光粒子，传输速度超越电子且能编码更多信息。“这让我们能增加量子计算机玻璃波导内部传输的信息量，”她解释道。光子芯片犹如微型的玻璃道路网络，光子在其上飞速穿梭。
研究者的核心目标之一是利用量子计算优化电池设计——这是一项涉及多重变量的复杂挑战。更好的优化方案可缩短电动汽车充电时间，实现小容量电池的更长续航。未来用户无需直接操作量子计算机。就像在云端存储照片那样，人们将通过远程访问量子机器来请求复杂计算。“这些问题对经典计算机而言过于艰巨，无法在合理时间内解决。”阿孔恰教授强调。
激素干扰化学品的潜在威胁与应对
日常产品中的化学物质可能悄无声息地扰乱人体机能。专注于女性健康风险的荷兰毒理学家玛乔丽·范·杜尔森指出，加强监管与明智的个人选择可减轻长期危害。阿姆斯特丹自由大学的范·杜尔森警告，许多化学物质会干扰激素并造成持久的健康影响。
她在欧盟 FREIA 项目中的研究聚焦于内分泌干扰化学物质，及其与乳腺癌、不孕症、妊娠并发症、早发性更年期和子宫内膜异位症的关联。“我们团队对生命早期暴露于这些化学物质的认识正在深化。并非总是‘剂量决定毒性’，暴露时机往往比剂量更重要——即使极低剂量也可能产生影响。激素塑造着身体的蓝图，改变它们可能引发长期效应。”
持续的研究正揭示问题的全貌：研究表明，化学物质导致的激素干扰会引发长期健康问题，包括以往未被认识到的心脏疾病等。虽然完全避免化学物质并不现实，但范·杜尔森强调，个人仍可减少暴露风险。“避免网购廉价的塑料玩具，它们可能来自监管薄弱的国家。选择有欧盟认证的玩具，”她建议道，“不要把塑料厨具放入微波炉。选购添加剂较少的个人护理产品——应当质疑哪些化学物质是真正必要的。”
仅在塑料中就已发现超过 1.6 万种化学物质，这凸显了便利性与健康之间的权衡。“并非要禁止所有化学品——许多确实具有实用价值，”她表示，“但欧洲对大量化学品仍缺乏关键信息。现有的测试无法涵盖所有健康影响，因此需要从源头加强监管并设计更安全的材料，而不是等问题暴露时为时已晚。”
家用机器人迈向现实生活
设想能帮助老人备餐、搬运重物或安全拆解旧电器的机器人。斯洛文尼亚机器人科学家阿莱什·乌德认为，这些场景可能比想象中更接近现实——但关键挑战依然存在，例如如何赋予机器人恰当的共情能力与常识。斯洛文尼亚约瑟夫·斯特凡研究所的乌德博士表示，通用型家用或医疗辅助机器人可能在未来十年内成为现实，这主要得益于人工智能的快速发展。
在 ReconCycle 项目中，乌德博士探索了机器人如何拆解各类电子设备以实现回收利用。“除了富裕阶层，几乎无人能享受 24 小时家政服务。许多人愿意为这种机器人支付可观的费用，”他指出。部分试点项目已开始使用机器人在医院辅助老年患者。
乌德博士强调，在这类环境中作业的机器人可能需要人形形态：医院建筑是基于人体工学设计的，双腿能让机器人到达轮式设备无法触及的区域。它们还必须具备极高的可靠性、安全性及坚固性，以应对不可避免的意外状况。
适用于工业机器人的传统预编程模式难以应对杂乱且不可控的家居环境。机器人缺乏的是常识——即对突发事件做出恰当反应并避免危险错误的能力。受人类大脑启发的生成式 AI 与神经网络正帮助机器人更好地应对不确定性。
乌德博士的团队同时研究人机协作。尽管大语言模型极大改善了沟通能力，但家用或医疗机器人仍需通过神经网络预判人类意图。若要照护病患或老人，一定程度的共情能力必不可少——这仍是一个待解的开放性挑战。
虽然扫地机器人现已普及，但实用型家用仿人机器人需要处理多种任务。乌德博士坦言，十年后这些机器人的能力尚不确定。但一旦技术成熟，家庭与医院的广泛应用可能会迅速跟进。
下一场大流行：应对不可预知性
新冠之后将面临什么？荷兰病毒学家马里恩·库普曼斯主张，警惕性、数据与公民科学应成为欧洲应对未来疫情的核心——并解释了为何大流行往往难以预测。鹿特丹伊拉斯谟医学中心的库普曼斯教授指出，新的大流行不可避免。虽然无法预知其发生时间、起源地点或具体形态，但人类仍可做好准备。
大流行始于不确定性：早期阶段往往难以明确感染者身份、病原体传播方式及扩散速度。但优质数据、人工智能与公众参与能帮助科学家和临床医生更早采取有效行动。新冠疫情暴发时，库普曼斯教授正领导“多功能传染病观测站”项目，旨在构建面向新兴疾病的未来监测系统。
“新冠疫情虽然本可能更严重，但仍属于高影响力大流行。初期的应对混乱，因为应对新疾病犹如航行中造船，”她表示，“研究需要时间才能得出结论，但快速行动至关重要。随着全球疫情加速出现，人类需要保持警惕并加强预警系统。”
近期的事态发展印证了这一点：“刚果民主共和国森林矿区暴发的猴痘疫情表明，疫情可能在任何地方出现。要求临床医生检测所有潜在病原体并不现实。人类需要提升识别异常迹象的能力——尤其是在风险上升的区域。”
人与动物的接触会增加风险，创造病原体跨种传播的机会。VEO 项目通过整合多元数据（如候鸟迁徙路线与密集禽类养殖区的重叠地带）来探索此类情景。库普曼斯教授指出，近年来的一个重要教训是预期不可预知之事：例如 2009 年的猪流感大流行并非如普遍推测那样始于亚洲，而是源自南美洲。
“我们的研究揭示了多种可能的疫情暴发途径，从禽流感、西尼罗河病毒到永冻土融化相关疾病，以及可能在大城市快速传播的感染。”展望未来，库普曼斯教授期待建立融合科学研究、公共卫生监测与大规模环境监测的全球一体化数据库。公民也可通过报告异常发现（如鸟类死亡或新蚊种出现）发挥作用。“我们团队同时探索人工智能如何从这些来源识别潜在信号，以及广谱基因检测工具如何发现野生动物或牲畜中可能构成未来风险的新病毒。”
