時序進入秋冬，每年年底IBM研究院都會針對全球的趨勢、市場走向，提出未來五年五大創新科技預測報告「5 in 5」，今年（2020）的重點，聚焦在： 加速發現新材料，實現未來永續發展。

開發新材料耗時10年，IBM想減少90%時間及成本

IBM希望在未來五年，可以透過科技的力量，達成以下五大目標：

１. 捕捉二氧化碳，並安全地儲存起來，進而減輕氣候變化
２. 尋找永續的農作物種植方法，養活全球持續成長的人口
３. 思考電池和能量儲存問題
４. 開發可長久持續使用的電子裝置
５. 開發更有效的抗病毒藥物

然而，要實現這五大目標，都需要新的材料及技術，為了讓人類生活能永續發展，IBM研究人員正努力發現新材料，幫助解決人類面臨的挑戰。

其實，改造材料設計方式非常困難，原因是，可能的分子組合比宇宙中的原子數量還要多，化學能發揮的空間無比巨大；另外，材料的最終屬性不僅取決於構成元素，還取決於使用的生產工藝以及最終結構。

據統計，發現一種具有特定屬性的新材料，通常需要大約10年時間，平均耗資逾千萬乃至數億美元。IBM的目標，是想將發現時間和成本降低90%，靠的就是人工智慧（AI）、量子運算這兩大技術。

IBM表示，他們在自家的化學實驗室RoboRXN，將人工智慧模型、雲端運算平台和機器人結合，幫助科學家在家就能設計並合成新分子。

做法是，科學家只需向系統提供希望使用的分子，軟體中的人工智慧就會列出方法和成分清單，研究人員可以藉由預測化學反應結果來創造新材料，並且全天候不間斷的合成材料。

RoboRXN使用的這款AI模型在兩年前推出，已經替學生、教授和科學家完成了近100萬次反應預測。自今年年初以來，世界各地的IBM科學家紛紛開始利用RoboRXN合成用於碳捕集（carbon capture）、光刻膠（photoresists） 和抗病毒藥物（antivirus）的材料，並很快將投產固氮材料（materials for nitrogen fixation）。

過去的預測，現在已經開始改變世界

2020年，充滿著許多危機與不確定，IBM認為比起過去，現在這個世界對科學的渴求比任何時候更加迫切，當我們借助科學，可以更從容應對當下的不確定因素，追求未來的進步。

事實上，過去幾年IBM在「5 in 5」中所預測的技術，已經有部分走出實驗室，邁向商業化開始改變世界。

PAIRS宏觀顯微鏡 (macroscope)

IBM在2017年，曾預測到2022年，我們將使用機器學習演算法和軟體來解讀資訊，幫助人類梳理地球上數十億台裝置收集龐大而複雜的資料。

隔年，IBM研究院推出「PAIRS宏觀顯微鏡（macroscope）」，宏觀顯微鏡並不是真的顯微鏡，而是一款實驗性質的軟體和演算法系統，PAIRS則是一款雲端地理空間資訊分析服務。

今年新冠疫情爆發，IBM研究人員從三月開始，利用PAIRS在夜間觀測紐約市光線強度，結果發現，夜間光線由於商業活動和交通流量的減少而明顯變暗，這可以用來協助預測，商業市場是否將走向衰弱。

量子運算趨勢成形

IBM在2018年預測，未來五年內量子運算將會走出實驗室，讓外部的開發人員使用。

過去幾年，IBM擴大IBM Q Network的全球學術和商業影響力，除了跟全球多所大學建立合作關係，也發布了IBM雲端軟體平台Qiskit、推出第一個專為科學、商業用途而設計的量子電腦（quantum computer），讓量子電腦慢慢走出實驗室。

在今年的IBM量子峰會上，IBM宣布，目標在2023年底，推出一款具備1000量子位元的量子處理器「 IBM Quantum Condor」，進一步提升量子運算效能。

塑膠回收技術，有望實現商業化

無法回收的塑膠容器，成為地球生態的一大負擔。IBM在去年提出，五年內可以大幅改變垃圾處理的方式，發表一種叫做Volcat的技術。

Volcat可以將聚酯纖維，轉變成可再生資源，目標是把這些聚酯廢料，轉化成新的可再生材料，也就是說從牛奶盒、餅乾容器、塑膠袋都變得可以回收，企業也能用這些再生資源，重新製造新的產品，來減少塑膠用品的數量。

今年，IBM研究院推動VolCat塑膠回收技術商業化。VolCat使用一種良性的有機催化劑，可以選擇性地將最常見的家用塑膠「聚對苯二甲酸乙二酯 （PET）」分解為單體成分，純化後的單體，可以很容易地重新聚合成新的PET。

IBM研究院準備建造一家測試工廠，用來驗證VolCat技術是否真的可行。如果實驗成功，這項技術將被推廣到全球各地的製造工廠，製造商將可利用分解後產生的單體製造塑膠、纖維或薄膜，無需再使用石油化工物質來製造新的塑膠。

責任編輯：蕭閔云