7.抗病毒终极方案
一个罕见的遗传突变也许可以催生出能对抗所有病毒的药物。
众所周知，病毒很擅长躲避人造药物的攻击，但它们面对罕见基因突变ISG15时却很无力。带有这个突变的人能更好地抵御大多数可以感染人类的病毒——但每1000万人里只有不到1人携带这一突变。西奈山伊坎医学院的杜赞·博古诺维奇认为，可以模拟这一突变来研发药物。他有可能找到一种可以临时对抗所有病毒的药物，让人不会因感染病毒而生病。
博古诺维奇希望找到一种药物，可以通过相同方式把ISG15突变作为目标。“只要稍稍调整一下我们的系统，就可以压住感染的第一波爆发，”他解释道。博古诺维奇的团队正从1600万种化合物中筛选有前景的抗病毒药物。当他们发现候选化合物以后，就需要精细地调整化合物的化学性质，完成毒理学和动物试验，并最终进行人体临床试验。这项研究并不是必定能获得成功的。有些携带ISG15突变的人会偶发癫痫，出现类似红斑狼疮的自体免疫疾病症状。研究人员开发的药物需要避免出现副作用。
8.新算法让计算机学会横向思考
人工智能方法可以让计算机在视觉模式识别方面胜过人类。
如果有人给看你一个陌生字母表里的字母，再让你把它写到一张纸上，也许你能做到，但计算机却做不到——即使它有最先进的深度学习算法也不行。哪怕只是做一些基本的图片区分工作，机器学习系统也需要用大量的数据进行训练。
借助贝叶斯规划这个机器学习框架，计算机已离这一飞跃不远了。纽约大学、麻省理工学院和多伦多大学的研究者组成的团队证实，只需学习一个例子，使用了贝叶斯规划学习方法的计算机就能比人更好地识别和复写陌生的手写字符。
贝叶斯规划学习方法和深度学习有本质上的差别。深度学习粗略地模拟了人脑基本的模式识别能力。而贝叶斯规划学习的灵感来自人脑的另一种能力：推断出可以生成某种模式的一系列动作。这种机器学习方法既全能又高效。
9.廉价诊断试纸
对埃博拉、肺结核等疾病的廉价快速的筛查方法，可以挽救偏远贫穷地区病人的生命。
一个发着高烧的病人来到了非洲农村的一家诊所。诊断结果可能是从轻度伤寒到埃博拉的任何一种疾病。即使这家诊所有验血设施，也需要几天时间才能获得结果。那么医生该怎么办呢?是开抗生素处方还是要求隔离病人?
过去十年里，研究人员一直在寻找一种快捷、廉价的试纸诊断方法(类似验孕棒或验孕试纸)，以便在这种场合拯救生命。
第一代诊断试纸一般只能发现入侵物产生的分子或致病微生物，从而检测疾病。但接下来有可能出现直接检测病原体DNA的诊断工具。这些工具叫核酸测试，可以让医生在疾病最早期就能准确地诊断出疾病。耶格尔和哈佛大学的化学教授乔治·怀特赛兹等研究者正各自独立研究核酸试纸。
10.用超级原子制造的超级分子
新方法能够设计出超越元素周期表限制的原子、分子和有用材料。
元素周期表中看上去有许多元素，但对于化学家和材料科学家来说还不够多。要设计具备某种非同寻常的特性的合成材料，比如设计像木头一样可降解的硅类半导体，大自然的配方往往存在局限。哥伦比亚大学化学系教授柯林·纳科尔斯表示：“很多时候，你想要的是一种并不存在的原子。”用所谓“超级原子”组成的超级分子可以满足这个需要。超级原子是行为如同单个原子的原子团，研究者可以设法使其具备特别的电磁特性，这是元素的自然组合很难或不可能获得的性质。虽然化学家早在几十年前就知道如何构建超级原子，但一直找不到一种可靠的方法将它们连接成更大型的结构。
现在，纳科尔斯的研究团队发现了一种方法，可以用超级原子来制造“设计分子”。这些合成结构能够模拟天然分子的特性，同时材料科学家可以对这些特性进行“微调”，以达到某些特殊的目标。纳科尔斯表示：“你可以很容易地改变由超级原子构成的分子的化学性质或磁性，而单凭原子结构是做不到这一点的。这就像给元素周期表增加了一个维度。”
(本文由《环球科学》杂志社供稿)