中科院-2018年12月科技前沿快报-2018.12-36页_1mb

报告摘要

科技前沿快报总结

核心内容概述

《科技前沿快报》由中国科学院科技战略咨询研究院发布，聚焦全球科技发展动态，涵盖多个关键领域，包括先进制造、基础科学、信息与制造、生物与医药、能源与资源、空间与海洋、科研基础设施等。报告对各国在科技领域的战略动向、技术优先方向、政策建议及未来发展方向进行了系统分析，为科技创新决策提供参考。

主要观点与关键信息

1. 美国先进制造业领导力战略

目标：确保美国在先进制造业中保持领导地位，涵盖技术、劳动力、供应链三大战略目标。
技术优先方向：
- 智能制造系统：包括智能与数字制造、先进工业机器人、人工智能基础设施、制造业网络安全。
- 材料与加工技术：高性能材料、增材制造、关键材料。
- 医疗产品制造：低成本分布式制造、连续制造、生物制造。
- 电子设计与制造：半导体设计工具与制造、新材料、器件与架构。
- 食品与农产品制造：加工、测试与食品安全追溯、粮食安全与供应链、生物基产品制造。

2. 美国未来水资源科学优先研究方向与政策建议

挑战：水资源质量、极端天气、基础设施老化等威胁水资源安全。
研究方向：
- 了解水在地球系统中的作用。
- 量化水循环。
- 开发集成建模。
- 量化社会水文系统的变化。
- 确保可靠和可持续的水供应。
- 了解和预测与水有关的灾害。
全球水资源问题：
- 提出10个总体科学问题，提炼为5个优先问题，涵盖水质量、水文反应、生命信号、长期预测、风险管理。
技术创新：
- 新兴技术如高分辨率观测、传感器、大数据分析将助力水资源研究。
政策建议：
- 加强数据收集与分析工具。
- 协调数据对接与标准制定。
- 加强对人类活动与水资源关系的研究。
- 建立完善的水资源核算系统。
- 与私营部门和国际机构加强合作。
- 培养应对水资源挑战的科学队伍。

3. 欧洲量子旗舰计划启动首批项目资助

目标：推动欧洲在第二次量子革命中处于领先地位，发展量子万维网。
首批资助项目：共20个，涉及量子通信、量子计算、量子模拟、量子计量和传感、基础科学等领域。
技术重点：
- 量子通信：如UNIQORN、QRANGE、量子互联网联盟等。
- 量子计算：如OpenSuperQ、AQTION等。
- 量子计量和传感：如MetaboliQs、集成量子钟等。
- 量子模拟：如PASQuanS、Qumbs等。
特点：超过三分之一项目由工业公司主导，多数为中小企业，推动产学研结合。

4. 英国与新加坡联合实施空间量子密码学项目

项目名称：量子密钥分配Qubesat。
目标：开发基于立方体卫星的量子通信技术，提升网络安全。
合作方：英国RAL Space与新加坡CQT。
预期成果：2021年投入运营，未来10年可创造150亿美元市场机会。
意义：标志着英新两国在量子通信领域深度合作，有助于抢占技术高地。

5. Gartner 2019年十大战略技术趋势

趋势包括：
- 自动化事物（机器人、无人机、自动驾驶等）。
- 增强分析（数据与AI融合）。
- AI驱动的开发。
- 数字孪生（虚拟现实与物理世界结合）。
- 拥有自主权的边缘计算。
- 沉浸式技术（VR、AR、MR）。
- 区块链（去中心化信任系统）。
- 智能空间（人机环境融合）。
- 数字伦理与隐私。
- 量子计算（非经典计算范式）。
趋势影响：将推动颠覆性商业模式，强调AI与数据技术的深度融合。

6. 美国NSF资助网络安全与隐私研究项目

资助金额：7820万美元，支持225个项目。
重点方向：
- 人工智能安全与漏洞分析。
- 可信机器学习中心（CTML）：开发防御技术，提升AI系统安全性。
意义：为网络安全与隐私研究提供长期支持，推动AI安全技术发展。

7. 英国启动第二轮繁荣伙伴关系合作研究项目

项目主题：涵盖新材料、工程模拟、量子软件、生物催化剂、太阳能电池等。
典型案例：
- 钢铁产品快速生产（塔塔钢铁、斯旺西大学）。
- 量子软件建模与仿真（谷歌、伦敦大学学院）。
- 全钙钛矿多结太阳能电池（牛津光电科技公司、牛津大学）。
目标：促进产学研合作，提升英国科研与产业的协同创新能力。

8. 美国NSF资助地球生物多样性研究项目

资助金额：1800万美元，支持10个新项目。
研究重点：
- 淡水贻贝的生物多样性。
- 巴西干旱对角线地区生物多样性的影响。
- 叶际微生物多样性与植物进化。
- 微生物多样性与一氧化二氮排放控制。
意义：推动生物多样性研究从基础到应用的全面覆盖，促进可持续发展。

9. 钙钛矿太阳能电池商业化挑战

现状：
- 光电转换效率接近单晶硅水平（23.3%-25%）。
- 但存在稳定性问题，如水分、氧气、紫外线导致的降解。
解决方案：
- 封装技术、二维结构、疏水层等。
- 已实现1万小时稳定运行。
商业化挑战：
- 需要解决规模化制造、材料毒性、标准化测试、废旧回收等问题。
未来方向：加强学术界与企业界合作，推动技术突破与应用落地。

10. 美国国家科学院发布《寻找宇宙生命的宇宙生物学战略》

目标：拓展对宇宙生命的搜索，支持更广泛的生命信号与环境研究。
发展建议：
- 关注动态宜居性与地下世界宜居性。
- 开发新兴技术如高对比度星光抑制、商业化测序设备、集成探测手段等。
- 加强与私营部门和国际机构合作。
- 加速生命探测技术开发。
意义：为NASA未来20年的宇宙生物学研究提供战略指导。

11. 瑞典研究理事会公布科研基础设施需求清单

分类：
- A1类：立即资助的基础设施（14个）。
- A2类：不资助但具有科学价值（3个）。
- A3类：未来资助（16个）。
代表性项目：
- 社会科学语境数据库。
- 脑成像基础设施。
- 化学生物学基础设施。
- 瑞典科学考察船国家协调。
- 参与平方公里阵列天文望远镜、冰立方中微子天文台等。
目标：构建国家级科研基础设施，支持长期科研活动与国际合作。

12. 美国NSF投资维护海洋观测站

项目名称：海洋观测计划（OOI）。
资助金额：2.2亿美元，为期5年。
目标：持续监测海洋物理、化学、地质和生物特性，支持气候变化、海洋酸化、碳循环等研究。
参与机构：伍兹霍尔海洋研究所、华盛顿大学、俄勒冈州立大学等。
意义：为全球海洋科学研究提供关键数据支持，促进环境与地球科学的融合发展。

总结

《科技前沿快报》全面反映了全球科技发展的最新动态，涵盖制造、材料、生物、能源、空间、海洋等多个前沿领域。各国在技术突破、政策制定和科研合作方面均有显著进展，尤其在量子科技、人工智能、网络安全、生物多样性、海洋观测等方向表现突出。报告强调了跨学科合作、技术创新与政策支持在推动科技进步中的关键作用，为各国科技发展战略提供了重要参考。

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