當(dāng)前，世界百年未有之大變局加速演進，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革突飛猛進，科技創(chuàng)新成為決定未來全球格局的關(guān)鍵變量。縱觀全球，以智能化為特征的第四次工業(yè)革命使會聚技術(shù)不斷涌現(xiàn)，成為引領(lǐng)各界創(chuàng)新發(fā)展的方向標(biāo)和持續(xù)催生重大前沿技術(shù)和顛覆性技術(shù)的重要推動力。學(xué)科交叉是這場變革的主旋律，主要表現(xiàn)為信息、生命、物質(zhì)三大學(xué)科板塊間的深度融合，最終推動人類生產(chǎn)生活發(fā)生深刻變化。
黨的二十大報告強調(diào)，“以國家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，集聚力量進行原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)，堅決打贏關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅戰(zhàn)。加快實施一批具有戰(zhàn)略性全局性前瞻性的國家重大科技項目，增強自主創(chuàng)新能力。”因此，瞄準(zhǔn)創(chuàng)新引領(lǐng)作用強、發(fā)展?jié)摿Υ蟮闹卮罂萍碱I(lǐng)域，分析其交叉前沿方向、全球發(fā)展態(tài)勢與國別競爭格局，對于搶抓創(chuàng)新競爭未來制高點具有重要意義。
2024年1月19日，由浙江大學(xué)中國科教戰(zhàn)略研究院牽頭完成的《重大領(lǐng)域交叉前沿方向2023》(以下簡稱《報告》)正式發(fā)布。《報告》瞄準(zhǔn)全球科技創(chuàng)新熱點和國家科技創(chuàng)新重大布局，聚焦人形機器人、未來農(nóng)業(yè)、社會醫(yī)學(xué)、新一代智能制造、人類增強及倫理等五大領(lǐng)域，分別凝練形成10大交叉前沿方向。同時，對各領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢與競爭格局、各交叉前沿方向內(nèi)涵趨勢等進行了解讀與分析。
人形機器人是指模仿人的形態(tài)和行為而設(shè)計制造，具有擬人的肢體、運動與作業(yè)技能，以及感知、學(xué)習(xí)和認知能力的機器人，是現(xiàn)代科技高度融通的集成系統(tǒng)，是人工智能實體化和未來世界重要的智能工具。《報告》認為，人形機器人的前沿技術(shù)需求是環(huán)境適應(yīng)更多元、任務(wù)操作更精細、人機交互更親和，其擬人化功能的實現(xiàn)依賴包括機械、電氣、材料、傳感、控制、計算機等多學(xué)科技術(shù)支持。
方向1.多模態(tài)與跨模態(tài)融合的全域感知
方向2.基于大模型的語言、體態(tài)與情感交互
方向3.基于大模型學(xué)習(xí)、知識泛化與能力遷移的認知決策
方向4.基于自主學(xué)習(xí)的人形機器人進化
方向5.基于感知融合的仿人手靈巧操作
方向6.步態(tài)運動模型、控制與規(guī)劃
方向7.關(guān)鍵部件與柔順自適應(yīng)驅(qū)動
方向8.仿人結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造
方向9.面向具身智能的神經(jīng)形態(tài)計算
方向10.人形機器人倫理
未來農(nóng)業(yè)揭示了全球農(nóng)業(yè)正逐步由以機械化為主的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)過渡到以信息技術(shù)、生物技術(shù)等多技術(shù)融合、多因素驅(qū)動創(chuàng)新的新階段，農(nóng)業(yè)技術(shù)設(shè)備不斷更新，農(nóng)業(yè)智能化水平不斷提升。《報告》認為，未來農(nóng)業(yè)基于新興技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)營模式，在挖掘有限資源潛力、應(yīng)對氣候環(huán)境變遷和可持續(xù)提供安全、健康、綠色農(nóng)產(chǎn)品方面潛力巨大，同時涉及農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新、農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)保護、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟模式轉(zhuǎn)型等維度，需要農(nóng)業(yè)科學(xué)、工程、環(huán)境、信息、生命健康以及社會科學(xué)等多學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新。
方向1.環(huán)境與生物信息感知分析及智能物聯(lián)
方向2.農(nóng)業(yè)合成生物技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用
方向3.人工智能設(shè)計育種
方向4.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)綠色精準(zhǔn)調(diào)控
方向5.農(nóng)業(yè)生物安全風(fēng)險防控關(guān)鍵技術(shù)
方向6.新一代農(nóng)業(yè)
傳感器關(guān)鍵技術(shù)
方向7.多場景農(nóng)業(yè)機器人開發(fā)
方向8.無人農(nóng)場生產(chǎn)過程節(jié)本增效數(shù)字化技術(shù)
方向9.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)降碳的實現(xiàn)路徑
方向10.可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及運營機制
社會醫(yī)學(xué)倡導(dǎo)從社會角度看待和研究醫(yī)學(xué)、健康問題，聚焦社會因素與個體、群體健康和疾病間的相互作用及其規(guī)律，進而提供綜合性健康衛(wèi)生方案。近年來，以重大傳染病防控為代表的大量衛(wèi)生健康實踐已經(jīng)證明，單純生物醫(yī)學(xué)模式無法應(yīng)對當(dāng)前衛(wèi)生健康挑戰(zhàn)與滿足人類健康需要。《報告》認為，此領(lǐng)域涉及社會學(xué)、公共管理以及信息、材料、物理等學(xué)科，還在不斷向教育學(xué)、新聞傳播、城市管理等各學(xué)科領(lǐng)域滲透，旨在為全社會提供更加全面、合理、科學(xué)的健康促進方案。
方向1.同一健康理念下重點傳染病綜合防治體系
方向2.阿爾茲海默癥的全生命周期管理及支持
方向3.社會壓力傳導(dǎo)下的精神衛(wèi)生健康服務(wù)管理
方向4.未成年人數(shù)字成癮防范與早期干預(yù)
方向5.整體健康導(dǎo)向的公眾疫苗猶豫消解策略
方向6.數(shù)字賦能健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)集成及應(yīng)用
方向7.極端天氣健康風(fēng)險精準(zhǔn)化預(yù)測預(yù)警
方向8.基于社交媒體情境的健康傳播網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)
方向9.面向居民健康福扯的智慧城市建設(shè)
方向10.“信息一物理一社會”強耦合下健康方案設(shè)計
新一代智能制造將先進制造技術(shù)與人工智能技術(shù)深度融合，推動制造中設(shè)計、生產(chǎn)、服務(wù)、運維、再制造各環(huán)節(jié)智能化升級變革。新一代智能制造學(xué)科交叉特征明顯，涉及機械、計算機、信息、控制、生物、人因、管理等學(xué)科，其核心驅(qū)動力是新一代人工智能技術(shù)。《報告》認為，新一代智能制造將逐漸向個性化、智能化方向轉(zhuǎn)變，前沿方向主要包括多源工業(yè)數(shù)據(jù)感知、智能化決策控制、智能加工技術(shù)與裝備等多個板塊。
方向1.面向智能制造的工業(yè)大模型
方向2.面向智能制造的工業(yè)元宇畝
方向3.智能制造標(biāo)準(zhǔn)工廠關(guān)鍵技術(shù)
方向4.智能制造網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)
方向5.個性化創(chuàng)成式智能設(shè)計與開發(fā)
方向6.智能加工技術(shù)與裝備
方向7.智能優(yōu)化決策與調(diào)度技術(shù)
方向8.“人一信息一物理”系統(tǒng)共融的智能人機協(xié)作
方向9.功能性活體智能增材制造
方向10.基于技術(shù)與社會視角的人本智造
人類增強技術(shù)旨在借助新興科技手段提升人類生理和心智能力，當(dāng)前人類增強進步速度顯著加快的同時也引發(fā)了一系列倫理問題與社會治理的廣泛討論。《報告》認為，為確保人類增強技術(shù)在社會中得到廣泛的認可、可持續(xù)發(fā)展并實現(xiàn)技術(shù)運用的公平性，構(gòu)建一個合理完善的倫理治理框架尤為重要。在這個治理框架下，自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)與人文社會科學(xué)可以融合協(xié)作，學(xué)術(shù)界、政府和公眾多方可以共同參與，確保技術(shù)的發(fā)展既符合科學(xué)原則，又符合社會倫理標(biāo)準(zhǔn)。
方向1.基于機械外骨骼技術(shù)的軀體增強
方向2.新型藥物的心智增強功效開發(fā)
方向3.基因編輯與人類增強及其倫理
方向4.虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其倫理
方向5.基于腦機接口技術(shù)的人類增強
方向6.人類增強與未來戰(zhàn)爭
方向7.道德增強及其倫理
方向8.心智上傳技術(shù)開發(fā)
方向9.人類增強的倫理準(zhǔn)則研究
方向10.人類增強的社會治理研究
該報告的研究過程采取了專家咨詢和文獻計量相結(jié)合的方法，以專家研判和集中討論為主，文獻計量分析為輔。專家咨詢方面，本項目匯聚了大量浙江大學(xué)校內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域高水平專家的智慧，專家們深度參與了前期咨詢、領(lǐng)域研究、專題討論、意見征集、報告撰寫等多個環(huán)節(jié)。
文獻計量方面，本項目依托數(shù)據(jù)分析團隊，通過主題檢索從Scopus數(shù)據(jù)庫獲得各研究方向的相關(guān)論文，并通過SciVal分析平臺對論文發(fā)表趨勢、研究主題、重點國家和機構(gòu)等各項參數(shù)進行分析。專家意見與數(shù)據(jù)分析結(jié)果互為補充、不斷迭代，較好地保障了分析結(jié)果的可靠性。
《重大領(lǐng)域交叉前沿方向2023》是《重大領(lǐng)域交叉前沿方向》系列報告的第三期。與往年相比，2023年《報告》拓展了咨詢專家范圍并優(yōu)化了專家學(xué)科分布，并參考了國內(nèi)外相關(guān)研究成果，充分保障了報告質(zhì)量。
《報告》是浙江大學(xué)中國科教戰(zhàn)略研究院重點打造的科技戰(zhàn)略研究品牌，旨在為國家、區(qū)域及機構(gòu)層面的科技創(chuàng)新布局提供參考，未來將不斷優(yōu)
化工作機制，繼續(xù)匯聚校內(nèi)外高水平專家資源，持續(xù)提升研究質(zhì)量，為加快創(chuàng)新型國家和世界科技強國建設(shè)作出貢獻。
(資料來源：中國科學(xué)報)
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