未來(lái)農業(yè)可以智能設計育種,智能診斷畜禽疫??;腦機接口技術(shù)將用于醫療復健、自動(dòng)駕駛;量子網(wǎng)絡(luò )會(huì )給世界帶來(lái)顛覆性改變;近地小天體能夠被有效防御并開(kāi)發(fā),地月之間的空間,也將得到利用;新藥,會(huì )依托智能藥學(xué)和基于創(chuàng )新材料的微納藥學(xué)而產(chǎn)生……近日,中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì )發(fā)布了《2023年度國際科技會(huì )議議題設置指南》,展示了國際、國內關(guān)切的未來(lái)科技熱點(diǎn),本版選擇部分未來(lái)發(fā)展的新領(lǐng)域、新賽道予以報道。
核能和氫能
核能是一種低排放、高效率的清潔能源,對于保障國家能源供應、調整能源結構、維護國家能源安全和國家安全都具有重要的戰略意義。
氫能是來(lái)源豐富、零污染和零碳排,應用廣泛的二次能源。當前,氫能已成為各國加快能源轉型、培育經(jīng)濟新增長(cháng)點(diǎn)的重要戰略選擇。
重點(diǎn)關(guān)注:海水提鈾的關(guān)鍵技術(shù),第五代核能,放射性廢物處置,激光核聚變新途徑,桌面級的微小型反應堆電池制造,模塊化小型反應堆技術(shù)等。
先進(jìn)制氫技術(shù),大規模低能耗液氫技術(shù)和長(cháng)距離綠氫儲運技術(shù),高可靠性、低能耗的氫氣壓縮機,固體氧化物燃料電池關(guān)鍵技術(shù),氫氣燃燒事故防控與應急處置技術(shù)等。
大規模儲能技術(shù)
發(fā)展大規模儲能可提高風(fēng)、光等可再生能源的消納水平,支撐分布式電力及微網(wǎng),有效推動(dòng)主體能源由化石能源向可再生能源更替,是實(shí)現我國能源高質(zhì)量發(fā)展的重大戰略選擇?!堵槭±砉た萍荚u論》2022年“全球十大突破性技術(shù)”也將“長(cháng)時(shí)電網(wǎng)儲能”作為未來(lái)發(fā)展的重要方向。
重點(diǎn)關(guān)注:大規模集成儲能與應用,分布式儲能及系統優(yōu)化,壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超導儲能,鉛蓄電池、鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池,變速抽水蓄能,大規模新型壓縮空氣儲能,高溫超導磁儲能等。
未來(lái)種子與生物育種、智慧育種
種子是糧食安全的關(guān)鍵。2022年,國際農業(yè)研究磋商組織(CGIAR)在哥倫比亞設立“未來(lái)種子基因庫”創(chuàng )新中心,并指出將利用基因組學(xué)、大數據、機器人、無(wú)人機和人工智能加速開(kāi)發(fā)適應氣候的作物,以縮短育種周期,提升農業(yè)發(fā)展效率。
重點(diǎn)關(guān)注:農作物基因組智能設計育種,人工智能育種平臺,未來(lái)種子基因庫,細胞工程育種技術(shù),基因工程育種技術(shù),分子標記育種技術(shù)等。
腦機接口和類(lèi)腦科技
腦機接口技術(shù)在醫療復健、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域具有重要的應用價(jià)值。世界知識產(chǎn)權組織(WIPO)發(fā)布的《2021年輔助技術(shù)趨勢報告》將腦機接口作為未來(lái)科技發(fā)展的重要方向。世界主要國家、科研機構和企業(yè)也在加速布局腦機接口,積極搶占這一全球科技競爭戰略高地。
重點(diǎn)關(guān)注:模擬芯片和數字芯片,腦狀態(tài)檢測技術(shù),無(wú)創(chuàng )腦信號獲取技術(shù),耳道腦電采集技術(shù),神經(jīng)信號穩定器技術(shù)等。
數字賦能的生物科技與生物經(jīng)濟
人工智能技術(shù)已經(jīng)滲透到生命科學(xué)領(lǐng)域,生物科技正處于自動(dòng)化、數字化和智能化的新變革中。無(wú)論是醫藥行業(yè),還是醫療器械行業(yè),都在朝著(zhù)數字化的方向發(fā)展。如何通過(guò)計算的方法輔助人類(lèi)探索并解決生命健康問(wèn)題已經(jīng)成為重要研究方向。如,“人工智能預測蛋白質(zhì)結構”被《科學(xué)》雜志選入“2021年度十大科學(xué)突破”。
重點(diǎn)關(guān)注:新功能酶設計,綠色生物制造,人工智能預測蛋白質(zhì)結構,生物信息關(guān)鍵技術(shù),人工合成生物,新型蛋白類(lèi)藥物研發(fā),生物計算等。
生物識別與人體增強技術(shù)
生物識別技術(shù)的隨身性、唯一性、穩定性、方便性、可采集性、可接受性等特點(diǎn)推動(dòng)了其在不同行業(yè)的廣泛應用。人體增強技術(shù)能夠增強或替代人的身體功能和肢體運動(dòng)能力,也正在成為當前研究熱點(diǎn)。生物識別技術(shù)與人體增強技術(shù)在醫療健康、工業(yè)生產(chǎn)、社會(huì )服務(wù)等多領(lǐng)域的應用前景和顛覆性影響正在助推其成為未來(lái)社會(huì )發(fā)展的重要科技領(lǐng)域。
重點(diǎn)關(guān)注:多模態(tài)生物識別,仿真機器人生物傳感器基因改造,生物打印與異體移植技術(shù),基于DNA的數據存儲技術(shù)等。
植物免疫調控與動(dòng)物疫病防控
植物免疫調控與動(dòng)物疫病防控研究對生物遺傳變異資源挖掘、特有性狀調控基因鑒定、培育農業(yè)動(dòng)植物優(yōu)良品種以及人畜一體化健康等意義重大。有效加強植物免疫調控與動(dòng)物疫病防控研究已經(jīng)成為人類(lèi)社會(huì )發(fā)展迫切需要關(guān)注的重要問(wèn)題。
重點(diǎn)關(guān)注:植物免疫誘導技術(shù),畜禽疫病智能診斷,人畜共患疾病診斷與預防,免疫信號通路,動(dòng)物疫情監測和流行病學(xué)網(wǎng)絡(luò ),動(dòng)植物堿基編輯器等。
人工智能算法與算力
先進(jìn)算法和算力水平是推動(dòng)經(jīng)濟社會(huì )數字化轉型的重要支撐。國際數據公司(IDC)等發(fā)布的《2021-2022全球計算力指數評估報告》顯示,國家計算力指數平均每提高1點(diǎn),對應的數字經(jīng)濟規模和GDP將分別增長(cháng)3.5‰和1.8‰。世界主要國家、國際組織持續加強人工智能戰略布局,意在推動(dòng)云計算、超算等技術(shù)發(fā)展,力圖提高算力服務(wù)水平,盡可能獲取數字紅利。
重點(diǎn)關(guān)注:人工智能,邊緣計算,高性能計算,隱私計算,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )深度學(xué)習算法,大規模預訓練模型,自然語(yǔ)言處理等。
量子信息技術(shù)與量子網(wǎng)絡(luò )
量子信息技術(shù)能夠提升運算處理速度、加強測量精度與靈敏度,有助于提高信息安全保障能力、突破傳統信息系統極限,已成為信息通信技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級關(guān)注的焦點(diǎn)。世界經(jīng)濟論壇(WEF)發(fā)布的《2027年科技:改變世界的17種方式》報告中指出,量子網(wǎng)絡(luò )將顛覆未來(lái)世界。
重點(diǎn)關(guān)注:量子互聯(lián)網(wǎng),量子通信,量子傳感,量子網(wǎng)絡(luò ),量子模擬,量子密碼,量子計算,量子測量等。
元宇宙和Web3技術(shù)
高德納(Gartner)預測到2026年全球1/4的人口每天將至少花費一個(gè)小時(shí)在元宇宙上工作、購物、教育、社交和娛樂(lè )。埃森哲(Accenture)在《技術(shù)展望2022》報告中指出未來(lái)網(wǎng)絡(luò )、編碼世界、虛實(shí)共生、無(wú)限算力正在塑造企業(yè)元宇宙。Web3技術(shù)作為實(shí)現元宇宙的極佳切入點(diǎn),能夠極大提升數據要素確權和流通效率,促進(jìn)虛實(shí)融合。
重點(diǎn)關(guān)注:區塊鏈,虛擬現實(shí),增強現實(shí),混合現實(shí),5G/6G網(wǎng)絡(luò ),全息影像,Web3技術(shù),數字身份,分布式網(wǎng)絡(luò ),物聯(lián)網(wǎng),數字孿生等。
先進(jìn)機床對推動(dòng)制造工藝創(chuàng )新、加速制造業(yè)轉型升級具有重要意義。在全球先進(jìn)制造業(yè)競爭加劇的背景下,迫切需要推動(dòng)先進(jìn)機床發(fā)展,搶占制造業(yè)發(fā)展的制高點(diǎn)。
智能制造是推動(dòng)制造業(yè)高端化、智能化發(fā)展的重要抓手,有助于推動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革和優(yōu)化升級,是推動(dòng)制造業(yè)產(chǎn)業(yè)模式和企業(yè)形態(tài)根本性轉變的關(guān)鍵,對于提高質(zhì)量、效率效益,減少資源能源消耗,暢通產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈具有重要意義。
重點(diǎn)關(guān)注:金屬切削機床,金屬成形機床,數控機床,五軸聯(lián)動(dòng)技術(shù),軸承技術(shù),精密加工技術(shù),傳感檢測技術(shù),制造軟件,人工智能等。增材制造,智能車(chē)間和工廠(chǎng)建造技術(shù),云平臺技術(shù),智能傳感技術(shù),智慧供應鏈技術(shù),工業(yè)軟件等。
先進(jìn)機器人技術(shù)
先進(jìn)機器人在汽車(chē)制造、電子制造、倉儲物流、醫療裝備制造、應急管理等領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。聯(lián)合國貿易和發(fā)展會(huì )議(UNCTAD)發(fā)布的《2021年技術(shù)和創(chuàng )新報告》中將機器人列為全球11種前沿技術(shù)之一。
重點(diǎn)關(guān)注:柔性機器人,會(huì )話(huà)式智能交互技術(shù),系統集成技術(shù),伺服電機技術(shù),減速器技術(shù),控制器技術(shù),運動(dòng)控制技術(shù),高性能伺服驅動(dòng)技術(shù)等。
通用航空裝備與無(wú)人機
發(fā)展通用航空產(chǎn)業(yè)是建設現代化交通運輸體系,增強國家突發(fā)公共事件應急能力以及提升國家自然災害防御水平的重要手段。同時(shí),在5G、人工智能等新技術(shù)主導的第四次工業(yè)革命浪潮中,無(wú)人駕駛航空應運而生并蓬勃發(fā)展,無(wú)人機開(kāi)辟民航智慧創(chuàng )新發(fā)展新賽道。
重點(diǎn)關(guān)注:航空發(fā)動(dòng)機,無(wú)人機技術(shù),機電系統,航電系統,飛控系統,通用航空器機載設備,無(wú)人駕駛航空器等。
深空探測技術(shù)
2022年,歐洲咨詢(xún)公司(Euroconsult)發(fā)布的《太空探索前景》報告指出,未來(lái)十年太空探索將集中在太空運輸、軌道基礎設施和太陽(yáng)系探索三個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域,這些領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)的突破將影響未來(lái)深空探測的深度與廣度。
重點(diǎn)關(guān)注:深空軌道設計與優(yōu)化,太空運輸,深空測控通信,無(wú)人車(chē)的高精度智能導航,近地小天體調查、防御與開(kāi)發(fā),極大口徑星載天線(xiàn)在軌展開(kāi)、組裝及建造,地月空間開(kāi)發(fā)等。
深地探測與地球監測
人類(lèi)對地下深處的認知程度尚淺,大力發(fā)展深部探測與地球監測技術(shù)對于揭示地球活動(dòng)規律,促進(jìn)人類(lèi)發(fā)展意義重大。近年來(lái),我國也啟動(dòng)了“地球深部探測專(zhuān)項”“深地資源勘查開(kāi)采”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃重點(diǎn)專(zhuān)項和深部地質(zhì)調查工程,正在全面推動(dòng)地質(zhì)調查由淺表走向深部,擴展深地資源空間。
重點(diǎn)關(guān)注:數字地球建設地球大數據系統,地球物質(zhì)的演化與循環(huán),大地震機制及其物理預測方法,地球深部探測方法等。
深海探測
海洋深處存在大量的礦產(chǎn)資源、石油資源和生物資源。深海探測不但有助于人類(lèi)揭示地球演變、生命起源等重大科學(xué)問(wèn)題,而且對深海生態(tài)的研究和利用、深海石油資源和礦產(chǎn)資源的開(kāi)采以及深海地質(zhì)結構的研究有著(zhù)非常重要的意義。
重點(diǎn)關(guān)注:深遠海航行裝備制造與安全保障技術(shù),深海探索技術(shù),海底觀(guān)測網(wǎng)絡(luò ),深海原位探測裝置等。
先進(jìn)材料
先進(jìn)材料前沿科技是指那些具有超越傳統材料性能甚至反傳統性能,并可能對制造業(yè)、民生領(lǐng)域等產(chǎn)生革命性影響的新材料及其制備技術(shù),涵蓋了高端裝備用特種合金、高性能結構材料、航空航天、新能源汽車(chē)材料、生物醫藥、節能環(huán)保材料等多個(gè)領(lǐng)域。
重點(diǎn)關(guān)注:納米酶,納米粒子巨型數據庫,納米生物材料,航空復合材料,高端稀土功能材料,高性能合金,高性能陶瓷,高性能纖維,聚合物材料,3D打印材料等。
智能化學(xué)與化學(xué)數字化
數字技術(shù)能夠有效賦能化學(xué)研究,加速新發(fā)現和新發(fā)明產(chǎn)生,同時(shí)能夠有效降低化學(xué)研究成本和風(fēng)險,使科學(xué)發(fā)現和發(fā)明更快、更有效和更安全。推動(dòng)機器學(xué)習、機器人、建模和計算機科學(xué)等數字技術(shù)在化學(xué)領(lǐng)域的應用,加快推動(dòng)智能化學(xué)快速發(fā)展也為有效應對化學(xué)發(fā)展中的重大挑戰提供了可行途徑。
重點(diǎn)關(guān)注:化學(xué)反應基礎數據庫,分子性質(zhì)預測,化學(xué)反應預測,機器學(xué)習,計算建模和模擬等。
仿生工程
近年來(lái),仿生學(xué)受到了越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注,全球仿生研究活動(dòng)穩步增加。仿生工程在醫療健康、工業(yè)制造等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的運用逐步多元化、豐富化,更多的工程系統研究與設計中應用到了有關(guān)生物學(xué)原理。未來(lái),仿生工程前沿科技在工農業(yè)生產(chǎn)、科技發(fā)展和國防建設中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用,對人類(lèi)社會(huì )高質(zhì)量發(fā)展的重要意義進(jìn)一步凸顯。
重點(diǎn)關(guān)注:仿生嗅覺(jué)味覺(jué)傳感器,仿生材料與微納米系統技術(shù),硬組織仿生修復,可穿戴柔性外骨骼,智能仿生導航技術(shù),仿生機器人,仿生材料制造,仿生醫學(xué)與生物工程技術(shù)等。
新藥創(chuàng )制
新藥創(chuàng )制是生命科學(xué)領(lǐng)域的重要方向?;蚓庉嫾夹g(shù)、腫瘤免疫療法、大數據、人工智能等前沿新技術(shù)顯著(zhù)提高了藥物治療的有效性?;谥悄苡嬎愕闹悄芩帉W(xué)、基于創(chuàng )新材料的微納藥學(xué)、基于多組學(xué)整合的系統藥學(xué)等正在成為新藥創(chuàng )制的重要發(fā)展方向。
重點(diǎn)關(guān)注:可干預的藥物靶標發(fā)現,基因藥物研發(fā),新型蛋白類(lèi)藥物研發(fā),新型疾病模型開(kāi)發(fā)與設計,微納技術(shù)在新藥創(chuàng )制中的運用,數字藥物,藥用新材料研究,基于人工智能的新藥的設計、模擬、篩選和評價(jià)等。
人工合成
人工合成生物領(lǐng)域研究正在從單一生物部件的設計向對多種基本部件和模塊整合的設計轉變,這為推動(dòng)更加精準的認知、改造甚至重新合成生命提供了可能。隨著(zhù)DNA合成、組裝及基因編輯技術(shù)的快速發(fā)展,人工合成成本將大幅下降,將進(jìn)一步拓展其應用。
重點(diǎn)關(guān)注:合成細胞,人工多細胞體系和人工微生物組,DNA的人工合成,新細胞類(lèi)型的人工設計與合成等。
新能源汽車(chē)與綠色交通
電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化、綠色化是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。新能源汽車(chē)為世界各國汽車(chē)工業(yè)發(fā)展提供了新的機遇和賽道。國際能源署(IEA)最新發(fā)布的《2022年全球電動(dòng)汽車(chē)展望》報告指出,2030年全球電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量將占全球汽車(chē)總銷(xiāo)量的30%以上。
重點(diǎn)關(guān)注:智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē),數字交通基礎設施,城市交通基礎設施智能協(xié)同運營(yíng),自動(dòng)駕駛,高速軸承,動(dòng)力電池,驅動(dòng)電機,安全預警等。
來(lái)源:《光明日報》