2020 年 100 项最伟大的创新

自 1988 年以来，每年PopSci 的员工都会挤进会议室，讨论今年最重要的创新。当我们权衡炫目的小玩意和破纪录的火箭的优点时，我们的手会从一堆披萨中夹出一片，伸手去拿太多的低热量苏打水续杯，并将小糖果扔到房间的另一边。2020 年，谈话还是一样，但我们不同了。在持续的 COVID-19 威胁下，编辑和研究人员穿上他们最好的睡裤，登录 Google Hangouts（自带花生酱杯），从远处评估了数千种产品和项目，以选出“最佳新产品：100 项突破，这些突破是我们知道可以实现更健康、更快乐、更有希望的未来的窗口”。

结果是对创造力的赞美，以及当个人和全球挑战出现时我们可以共同取得的成就。想想看：2020 年，一对庞大的科技竞争对手联手，他们创造的东西可能会改变我们对抗 COVID 的方式——以及我们甚至还不知道的其他公共卫生威胁。（这对搭档也因此获得了我们的最高荣誉。）

在我们列出的所有 10 个类别中，疫情几乎没有减缓创新的涌入。今年，我们获得了真正的乳制品（不需要奶牛）的替代来源、只有算法才能创造出的完美合身牛仔裤、让乘客比以往任何时候都更安全的改进安全气囊，以及为我们急需的消遣带来新维度的游戏机。当然，还有快速 COVID 测试——一年前我们甚至不知道我们需要这个里程碑。

我们非常重视每年的奖项，但这份第 33 届的名单却很特别。即使在几个月的动荡中，工程师、开发人员和科学家仍然坚持不懈——我们很荣幸能关注他们的工作。我们迫不及待地想看看他们接下来会突破什么障碍。

谁可以访问？自 2008 年我们推出该类别以来，这个问题一直推动着PopSci年度概要中提出的每一项安全措施和创新。每年，这个问题都变得越来越大。2020 年，世界在一场夺走 140 万人生命的全球大流行中震惊了世界，美国的民权运动重生了，一系列创纪录的野火迫使整个地区撤离。而这些只是新的恐慌。对广告追踪器和应用程序监视的焦虑不断增加，导致硬件和软件都发生了重大变化。这一年充满了教训、细微差别和小革命，我们努力将其与我们的选择相匹配。

年度创新：苹果和谷歌的暴露通知系统

病毒追踪器不会追踪你

在美国应对疫情所缺失的所有工具中，数字接触者追踪是最触手可及的，它通过感染者的活动和互动绘制出病毒在当地的传播情况。包括台湾和爱尔兰在内的少数几个国家已经使用应用程序来追踪感染者，从而遏制了新冠肺炎疫情。但隐私问题和污名比比皆是。因此，两家最大的智能手机制造商——也是激烈的竞争对手——想出了一个解决方案。谷歌和苹果的应用程序编程接口是一种与设备无关的代码，它直接向任何有感染风险的人发出警报，而不是将个人位置存储在集中数据库中，从而避免了“老大哥”最大的担忧。暴露通知系统首先由瑞士和奥地利等欧洲国家采用，现在已在美国 20 多个州和地区投入使用，每次感应到另一部手机的蓝牙信号时，通常会在 6 英尺半径范围内发出 ping 信号。如果与你交换过信标的人报告冠状病毒检测呈阳性，系统会提醒你，这样你就可以自己去检查。该流程的每一步都需要用户同意，通过界面构建​​的应用程序会阻止其他设备访问您的个人信息。让人们自我报告是一项挑战，但由于医疗资源如此紧张，拥有提醒我们尽一份力的技术会有所帮助——在这场公共卫生危机和下一场公共卫生危机中。

Jason A. Donenfeld 的 WireGuard

最安全的虚拟工作空间 VPN

每个现代办公室的核心都是虚拟专用网络 (VPN)，即连接计算机和服务器、员工和同事的共享接入点。大多数此类加密服务都依赖于数十万行代码，这可能会破坏安全性。WireGuard 则不然。该客户端由一名开发人员创建，只需不到 4,000 行代码即可建立快速连接并防御黑客攻击。编程非常精简，一个人就可以在一个下午内检查其中的漏洞。尽管在疫情初期 VPN 需求激增了 40%，但 Linux、Windows、MacOS、Android、iOS 和 OpenBSD 等流行操作系统在过去几个月内就抢购了该协议。

Basecamp 的 Hey

终极垃圾邮件拦截电子邮件

每次打开电子邮件，您都有可能成为营销数据点。通过在邮件中嵌入隐形图像（称为间谍像素），发件人可以查明您何时打开邮件、您在哪里、使用什么设备以及您花了多少时间浏览内容。订阅电子邮件服务 Hey 不仅可以阻止这些窥探，还可以举报跟踪器并准确告诉您收件箱中每封邮件使用的跟踪器类型。而且，与 Gmail 等领先平台不同，Hey 不会投放广告或挖掘和出售用户数据。

Signal 的模糊工具

为活动人士提供额外的保护

今年，美国举行反对种族歧视的游行的人数创下了历史新高，但与此同时，私刑暴力事件也出现了上升趋势。为了保护活动人士和其消息应用程序上的其他用户的身份，Signal 添加了一款易于使用的模糊工具，可以自动读取图像上的面孔并将其像素化。它还包括一个手动刷功能，以防遗漏某个地方或需要擦除路牌等其他暴露信息。如果您通过 Signal 拍摄照片，它不会保存原始版本，因此模糊魔法是真正不可逆转的。

泰雷兹集团的海上水雷对抗措施

安全拆除水下炸弹

地球海洋中布满了数十万颗未发现的地雷，其历史可追溯到第一次世界大战。因此，航空航天公司泰雷兹集团为法国和英国海军创建了一个机器人海上炸弹小组，可以探测、识别和销毁这些爆炸物，同时保护人类免受伤害。配备声纳的无人驾驶船只可以从不同角度发现可疑物体，而伸缩臂则挥动射钉枪来安装炸药。然后，距离最远 35 英里的便携式操作中心的工作人员引爆炸药，彻底摧毁地雷。

Belkin International 的 Linksys Aware

首个无摄像头家庭安全系统

如果您想监视家中的情况，但又不想拍摄大量视频，现在您可以让网状路由器来检测移动。由于其 Wi-Fi 系统中的节点不断来回发射无线电波，Linksys Aware 可以发现物体在网络覆盖范围内移动时引起的无线电波强度变化——这是首次。警报会 ping Linksys 应用程序，您可以设置灵敏度级别，以避免误报，例如，您的狗在厨房里追尾巴。

Apple 在 iOS 14 中提供剪贴板通知

毫无遗憾地复制粘贴

今年夏天，两名开发人员透露，TikTok、Zillow 和 Twitter 等许多 iOS 应用都在未经用户知情或同意的情况下悄悄访问用户的剪贴板，这些剪贴板会临时存储密码和其他敏感信息。苹果注意到了这一点，并在几个月后发布的 iOS 更新中做出了一些改变。现在，当某个应用或小部件从剪贴板保存文本时，手机会向用户发送弹出消息。更重要的是，该功能从一开始就阻止了开发人员进行监视：LinkedIn 和 Reddit 等应用已经删除了从苹果用户复制粘贴中获取代码的代码。

空军研究实验室/科罗拉多州先进技术空中消防卓越中心的团队意识套件

为野火救援队实时绘制危险地图

尽管野火每个季节都愈演愈烈，但负担过重的消防队员仍然依赖对讲机等 20 世纪 50 年代的技术来保持联系。Team Awareness Kit 应用程序于去年夏天在 Google Play Store 上广泛发布，它搭载 Android 手机上的 GPS，帮助急救人员追踪团队成员，而无需依赖有时会在现场中断的蜂窝网络。今年 8 月，Grizzly Creek 的消防员首次使用了这款应用程序，它有在线和离线地图，用户还可以标记和分享他们的位置、文件、照片和视频，同时还可以通过聊天或直播进行交流。科罗拉多州卓越中心目前正在与美国森林服务局合作，通过这款应用程序开发一个全国性的野火实时数据库。

Howe & Howe、Textron Systems 和 FLIR Systems 的 Ripsaw M5

为老军人最爱进行机器人改造

第五代 Ripsaw 如果在未来两年内通过实地测试，将成为美国陆军首款全自动地面车辆。除了可以在所有地形和条件下依靠电池安静地行驶外，它还具有其他一些隐秘的优势：嵌套机器人可以侦察前方并拆除简易爆炸装置，无人驾驶系留飞机可以在几乎无法探测到的热信号下进行侦察。但最令人印象深刻的是该车辆的 AI 传感系统，它借鉴了 FLIR 的自动驾驶汽车技术。四个摄像头阵列提供 360 度图像合成，而 AI 可以识别车辆周围的物体——辨别出袭击者和平民以及武装人员和非武装人员。

每年，我们对电子产品的要求都越来越高。我们期望新型号的功率和效率得到提升，并拥有一系列在规格表上看起来不错的新奇功能。这些升级通常伴随着价格上涨，但今年的几款获奖产品设法以比其前辈或竞争对手低得多的价格提供了令人兴奋的技术升级。但别担心——我们这里也有一些特别的惊喜。

大奖得主：NVIDIA 的 GeForce RTX 3080

游戏的一大步

我们已经习惯了计算机硬件每年都在逐渐改进，同时也越来越贵。今年 9 月，NVIDIA 凭借其 RTX 3080 显卡打破了这一循环。3080 的售价为 699 美元，比 999 美元的前代产品便宜 30%，但性能却是前代产品的两倍多。这意味着它可以在高帧率下进行 4K 游戏，而一年前最强大的显卡也会对此望尘莫及。新显卡性能强大，足以让 Valve Index 等 VR 头戴设备实现 120 帧每秒的性能，从而在任何任务中实现超流畅的动作。它还将 3D 建模或视频项目的渲染时间缩短了 20% 或更多。Nvi​​dia 通过完全重新设计 GPU 的架构并将计算核心缩小到两倍以上，实现了如此高的速度。该公司甚至不得不彻底改造内置的冷却系统，采用双风扇设计和巨大的散热片来散热。简而言之：2020 年的 GPU 标准比历代都要高。