自人類進入21世紀以來，我們見證了智能手機、社交媒體、人工智能、自動駕駛、機器人、無人機、區塊鏈、量子計算等技術的興起，並正在經歷由新技術應用所帶來的經濟與社會變革。
近期，財經媒體24/7 Wall St.盤點了過去20年美國最重要的21項發明，涵蓋工業製造、生物技術、健康醫療、消費電子、航空航天等各領域。這些發明及其商業應用對相關產業的發展帶來了突破性的推動，也在足夠的地域空間，讓足夠廣泛的人群的生活產生了翻天覆地的變化。
1.3D打印
3D打印機使用的分層方法最早應用在19世紀後期的地型圖製造中，直至1986年，美國科學家發明了世界第一臺商業3D打印機。隨著更便宜的製造方法與開源軟件的融合，3D打印技術發生突飛猛進的進步。從生產成本更低的汽車、遊艇、飛機、衛星等零部件到橋樑與房屋，從服裝飾品到人造器官，我們所見的許多物體都已經可以使用3D打印來實現。
2.人工胰腺
在上世紀70年代末，人造胰腺就已經出現了，但體積約有文件櫃大小。經過多年研發，用於治療1型糖尿病的人造胰腺正在變得越來越輕便。2016年，美國批准了第一批便攜式人造胰腺的臨床應用。該產品可以連續監測患者血糖水平，自動計算所需的胰島素量，並輸送藥物，可以使患者血糖長時間維持在正常水平。
3.增強現實
通過便捷式設備將數字圖形疊加到現實物體上，以實時傳遞信息的增強現實技術已經存在很長一段時間了。然而，直到開源軟件庫ARToolKit的出現，才讓增強現實技術得到突破性發展。該技術已經越來越多地應用在製造、醫療、旅遊、時尚、教育等領域。
4.避孕貼片
1954年，美國科學家發明了世界第一款口服避孕藥。2002年，美國首次推出了避孕貼片，該塑料貼片含有與避孕藥中相同的雌激素和孕激素，只需貼在皮膚上，即可實現長期避孕，使女性避孕更加方便。
5.區塊鏈
區塊鏈是一種分佈式數據庫，依靠共識機制確保存儲數據的一致性，允許各方參與並監督交易合法性，對記錄和存儲網絡中的所有成員都是透明公開的。2008年，該技術首次應用於全球第一個去中心化的加密貨幣——比特幣。目前，區塊鏈已經應用於金融、食品、交通、物流、能源等眾多行業。
6.膠囊內窺鏡
上世紀90年代，發光電極、圖像傳感器和光學設計的進步推動了膠囊內窺鏡的出現。2001年，膠囊內窺鏡首次應用於患者檢測。該膠囊只有普通藥丸大小，吞嚥方便。通過使用微型無線攝像頭，醫生可以對患者胃腸系統進行檢測，擺脫了非常痛苦的傳統介入式檢測技術。
7.自動緊急制動系統
現代化汽車已經配備了很多的安全技術。其中，最出名的就是基於傳感器的防撞系統，這些系統因車型而異，通常包括車道偏離和盲區警告等。近年來出現的最重要的創新就是自動緊急制動系統（AEB），這是一種由車載雷達和攝像頭組成的系統，可以自動檢測即將發生的前方碰撞，並在駕駛員沒有響應的情況下施加制動。據預測，到2023年，幾乎所有在美國銷售的汽車都將配備AEB。
8.電子閱讀器
自上世紀70年代以來，電子墨水技術就在努力地模仿傳統墨水，並消耗更少的電能，但該技術進展一直很緩慢。到20世紀90年代後，社會對電子書的需求開始增加，索尼發佈了第一款基於微囊電泳顯示技術的電子閱讀器。2007年，亞馬遜發佈電子閱讀器Kindle並迅速超越索尼。隨著平板電腦和智能手機的普及，電子閱讀器的市場需求有所下降，但對於愛書者而言，電子閱讀器依舊有很高的普及率。
2012年以來，科學家和研究人員開始使用CRISPR技術對生物DNA序列進行修剪、切斷、替代或添加。該技術標誌著生物技術進入一個全新的時代。經實驗證明，該技術可以用於疾病治療，但該技術也面臨倫理風險。
10.高密度電池組
隨著全球越來越關注清潔能源，以特斯拉為代表的電動汽車大行其道。特斯拉電動汽車之所以受到廣泛的關注，很大程度上是因為其電池技術。電池組由數千個高密度鋰離子電池組成，每個電池都比標準AA電池大，嵌在一個大而沉重的電池組中，這也讓特斯拉電動汽車的重心更低，有效地增強了車輛的抓地力和操控性能。這些電池組還可以用於住宅、商業和電網儲能設備。
11.物聯網
物聯網這一概念是由Sun Microsystems聯合創始人Bill Joy在1999年提出來的，是指利用各種信息傳感設備將日常生活中的一切實體連接起來而形成的網絡，可以實現任何時間、任何地點的萬物互連。在日常生活中，常見的智能家居等產品只是物聯網的簡單應用，物聯網的真正機遇在製造、建築、交通、城市基礎設施等領域。
12.人工心臟
1982年，美國醫生開創了人工心臟移植手術的先河，自此，人工心臟技術得到不斷突破。美國Abiomed公司研發出世界上第一款可以單獨使用的完全植入式人工心臟AbioCor，並於2001年完成首例人工心臟移植手術。人工心臟AbioCor由塑料和鈦製成，由外部充電電池對體內電池進行無線充電，並通過植入腹部的系統控制器可以監測和控制人工心臟的運行情況。在與外部電池斷開時，內置電池可以支撐人工心臟工作30-40分鐘。
13.人工視網膜
視網膜色素變性是一種可以導致失明的遺傳性疾病，困擾著全球150多萬人。美國Second Sight Medical Products公司推出了仿生眼Argus II，該設備包括體內植入部分和體外可穿戴部分。體外部分類似一副眼鏡，配備攝像頭和光學感應器，可以將光學信號傳遞給已經植入到眼球內部的人工視網膜中，通過電子脈衝的形式把光信號由視神經直接傳遞給大腦，從而讓患者看到外面的世界。2013年，該設備獲得美國FDA的批准。
14.移動操作系統
智能手機及各種APP的快速普及得益於強大易用的操作系統，目前iOS和Android已經成為壟斷全球的兩大移動操作系統。2007年初，蘋果公司發佈了iOS系統，並應用在iPhone上。
2005年，谷歌以5000萬美元收購無線網絡公司Android。2007年，谷歌與多家硬件製造商、軟件開發商和電信運營商組建開放式手機聯盟，共同研發Android系統。2008年10月，第一部Android智能手機誕生。
15.可回收火箭技術
太空探索公司SpaceX開發了可回收火箭技術，通過重複使用，大幅降低了火箭發射成本。2017年3月，Space X實現回收火箭再次發射成功；2019年，SpaceX 獵鷹重型火箭發射成功，並首次實現三枚一級火箭全部回收成功。SpaceX可回收火箭技術的成功帶動了全球私人航天公司的熱潮。
16.在線流媒體
雖然基於互聯網的直播在90年代互聯網被廣泛採用後就已出現，但直到2000年代中期，互聯網才能夠處理向大量受眾傳輸流媒體的問題。如果沒有廣泛的寬帶互聯網接入和用於存儲內容、分發網絡流量的雲計算數據中心的融合，在線流媒體就不可能實現。目前在線流媒體已經對傳統有線電視和電影院產生了非常大的衝擊。
17.外骨骼裝備
自2003年美國加州大學伯克利分校的研究人員開發出可以增強人體力量的穿戴式機械裝備以來，外骨骼裝備受到越來越多的關注，並開始在製造業中得到應用。例如，福特汽車已經使用外骨骼裝備，幫助工人更快速地完成汽車組裝，並降低身體損傷風險。此外，在醫療領域，外骨骼裝備可以幫助行動不便的患者進行康復訓練。
18.微型衛星
與大型衛星相比，微型衛星具有重量輕、體積小、耗能少、成本低、風險小等優勢。由數量眾多的微型衛星組成的衛星星座系統也越來越受歡迎。
2018年12月，SpaceX公司成功將64顆Starlink衛星同時送入軌道，打破了衛星單次運載數量的紀錄。而就在2020年伊始，該公司再次將60顆衛星送上預定軌道。隨著此次發射成功，SpaceX已完成了3次Starlink正式發射任務，運營衛星超過180顆。在數量上，SpaceX 已經成為世界上最大的衛星運營商之一。
19.固態激光雷達
在現代科技中，激光雷達是眾多行業中的關鍵傳感技術，在自動駕駛汽車、機器人和無人機上有廣闊的應用前景。固態激光雷達具有尺寸小、掃描精度高、可控性好、掃描速度快等特點，可以根據周圍環境變化快速生成可實時更新的高分辨率地圖。
20.令牌化技術
令牌化（tokenization）技術通過隨機生成代碼的方式，保護用戶信息安全。2001年，社交媒體網站classmates.com率先使用令牌化技術來保護用戶的敏感數據。
21.觸摸屏玻璃
觸摸屏讓我們成功地擺脫了物理按鍵，改變了我們與機器的交互方式。超薄的化學強化玻璃是現代觸摸屏技術的關鍵組成部分，這種堅固的透明材料能有效保護智能手機屏幕。2007年，蘋果公司在iPhone上使用了1.3毫米厚的玻璃。
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