12月10日,中国工程院战略咨询中心、科睿唯安以及高等教育出版社在中国工程院联合发布《全球工程前沿2019》报告。
报告围绕机械与运载工程、信息与电子工程、化工冶金与材料工程、能源与矿业工程、土木水利与建筑工程、环境与轻纺工程、农业、医药卫生、工程管理9个领域,遴选出年度全球工程研究前沿93项和全球工程开发前沿94项。
机械与运载工程
机械与运载工程领域所研判的Top10工程研究热点和Top10工程开发前沿中新兴前沿与传统工程科技并驾齐驱,智能化、绿色化、微型化成为发展趋势。
工程研究前沿 |
工程开发前沿 |
基于工业物联网的智能制造 |
临近空间高超声速飞行器推进系统 |
高能固态锂电池 |
基于深度学习的人机智能交互系统 |
超声速流中的减阻减热研究 |
基于3D打印的生物组织再生技术 |
多机器人系统的协同控制 |
高效燃气涡轮发动机设计与制造技术 |
高性能微纳生物传感器 |
面向无人驾驶的视觉传感与识别 |
车联网信息安全与隐私保护 |
波浪能发电与能量收集 |
基于拓扑优化和增材制造的设计与制造一体化 |
反小型无人机系统 |
空间系留机器人自适应目标捕获控制 |
新型高效氢燃料电池 |
基于可再生能源/燃料电池的混合动力系统 |
船舶电力推进系统 |
智能电网的资源调度和风险评估 |
飞行器电磁隐身超材料开发与应用 |
信息与电子工程
需求牵引成为信息与电子工程的主要驱动力,工程前沿也在应用场景中不断得以强化,同时大数据、人工智能引发的安全和治理问题也日益受到关注。
工程研究前沿 |
工程开发前沿 |
类脑智能 |
毫米波高速通信技术 |
天地一体化组网 |
超精密仪器技术及智能化 |
脑成像技术 |
图像视频分析识别系统与技术 |
感知、通信、计算、控制协同融合理论与方法 |
基于微纳电子技术的传感器开发 |
混合增强智能 |
手术机器人技术 |
面向光互联、光计算及光传感的硅基集成光子器件 |
高能效人工智能芯片技术 |
面向5G的大规模天线无线传输理论与技术 |
基于石墨烯等纳米新材料的传感器单元及测量技术 |
人工微纳结构对光及电磁场的调控 |
柔性可穿戴光电子器件应用技术 |
量子化精密计量/测量技术与相关理论 |
物联网安全检测技术 |
新一代神经网络及其应用 |
基于合成孔径雷达的图像处理、目标识别以及特征学习 |
化工、冶金与材料工程
化工、冶金与材料工程领域组的Top11工程研究前沿和Top12工程开发前沿中呈现出与信息、生物等多学科融合趋势。
工程研究前沿 |
工程开发前沿 |
可再生能源系统 |
人工智能与化工过程深度结合 |
高温合金 |
高分子材料的生物基替代 |
材料生命周期工程 |
军用难熔金属材料 |
人工智能设计催化剂 |
微反应系统开发 |
航天航空用高性能C/C复合材料 |
可穿戴柔性电子器件 |
膜生物反应器及膜污染防控技术 |
煤转化制化学品 |
生物质催化转化 |
计算机辅助的材料“靶向”功能设计 |
化学生物技术 |
极端服役环境下性能与服役行为检测与表征技术 |
多孔有机材料在CO2捕集中的应用 |
生物质炼制化学品及材料 |
高性能分离净化吸附-催化材料开发 |
国防重大需求先进结构功能一体化陶瓷材料关键制备技术 |
化学固氮 |
智能仿生自修复涂层技术 |
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可反复循环生物降解高分子材料 |
能源与矿业工程
能源与矿业工程领域研判的Top12工程研究前沿和Top12工程开发前沿,涵盖了能源和电气科学技术与工程、核科学技术与工程、地质资源科学技术与工程、矿业科学技术与工程4个学科。
工程研究前沿 |
工程开发前沿 |
与可再生能源耦合使用的多元高密度储能方法 |
高效电动/混合动力汽车和动力电池技术 |
先进核燃料和相关材料损伤机理及验证 |
核能高温制氢及氦气透平发电技术 |
人工智能与油藏预测机制 |
基于微地震监测的裂缝形态处理方法和系统 |
煤炭与油气安全高效智能化开采理论 |
煤炭安全智能精准开采技术 |
光催化和光电催化分解水制氢研究 |
煤炭高效转化和超低污染排放控制技术 |
大数据和人工智能与电网的耦合方法研究 |
可再生能源制氢及储运一体化技术 |
全固态高能量密度锂电池和快速充电锂电池 |
数字化、智能化核电站及反应堆技术 |
核电站严重事故特性及预防与缓解措施 |
智能一体化模块式浮动堆技术 |
油气田地质-工程-地面一体化中的大数据应用方法 |
基于无线传感器网络的油田综合数字生态管理系统 |
关键金属富集机制 |
海洋地震勘探的地震信号获取和处理技术 |
超高温高压钻井液研究 |
新型压裂技术、装备与压裂液、支撑剂及添加剂的开发 |
深部金属矿开采过程中多场耦合致灾机理 |
深部金属矿开采灾害超前预警系统开发 |
土木、水利与建筑工程
土木、水利和建筑工程领域工程前沿,涉及结构工程、建筑设计及其理论、土木工程材料、城市规划、桥梁工程、地下与隧道工程、水工结构工程、摄影测量与航天测量、水文学与水资源、交通规划等学科方向。
工程研究前沿 |
工程开发前沿 |
结构长期性能演化机理与控制 |
既有结构加固、修复和改造技术 |
基于全寿命周期的绿色建筑设计方法 |
城市群综合交通规划系统及安全智能管理技术 |
水泥基材料的纳米改性和纤维复合 |
河湖海与地下水生态水环境监测与修复技术 |
应对城市热岛效应的城市设计与规划 |
基于资源化及能源回收的污水可持续处理技术 |
大跨桥梁运营智能监测与检测 |
生态住区与生态修复技术 |
城市与水下隧道全寿命期变形预测和控制 |
装配式钢结构标准化建造技术 |
极端地震作用下高坝抗震安全评价理论与方法 |
超级隧道高效安全掘进及智能装备 |
基于深度学习的多源卫星遥感影像时空融合 |
3D打印建筑用水泥基材料 |
流域洪水的精细化预测及灾情的快速评估 |
地下空间开发抢险与快速修复技术 |
新型多模式混合交通流建模理论与方法 |
海洋测量装备 |
环境与轻纺工程
环境与轻纺工程领域所研判的Top10工程研究前沿和Top10工程开发前沿涉及环境科学工程、气象科学工程、海洋科学工程、食品科学工程、纺织科学工程以及轻工科学工程等6个学科方向。
工程研究前沿 |
工程开发前沿 |
纳米复合材料在废水处理中的应用 |
多技术协同土壤污染修复 |
高效海水淡化 |
用于污水处理的复合微生物活菌制剂 |
土壤污染对作物代谢的影响 |
环境纳米催化材料 |
抗生素耐药基因环境污染与控制 |
膜分离材料与工艺开发 |
气候变化与生态环境 |
智能化预报技术 |
冬季严重雾霾 |
海洋能高效综合利用技术 |
海洋微塑料污染的监控与防治 |
海洋环境立体观测技术 |
食品中有害物快速筛查与智能判别新技术 |
食源性致病微生物快速精准检测技术 |
高效油水分离材料的制备与应用 |
纤维基3D打印技术 |
生物能源 |
生物质能源转化技术 |
农业
农业领域的Top10工程前沿涉及农业作物、植物保护、畜牧兽医、农业装备、资源利用等学科方向。
工程研究前沿 |
工程开发前沿 |
农业生物CRISPR-Cas9基因编辑 |
绿色植保技术 |
动物疫病发病机理及防控 |
农业生物基因编辑技术 |
作物基因组选择育种 |
土壤重金属污染防治 |
智能生物工厂 |
智能农业装备 |
植物免疫调控机理 |
林产物生物质利用 |
气候变化对农业生态的影响 |
动物健康管理系统 |
生物多样性与生态系统服务 |
苗种高效培育 |
人工诱导产卵繁殖 |
作物杂交新品种选育 |
全球气候变化与作物生产 |
精准栽培技术 |
林业高光谱遥感监测 |
作物DNA序列与基因组分析 |
医药卫生
医药卫生领域的Top10工程研究前沿和Top10工程开发前沿,涉及基础医学、临床医学、医学信息学与生物医学工程、药学、公共卫生与预防医学等学科方向。
工程研究前沿 |
工程开发前沿 |
人工智能在生物医药的应用研究 |
肿瘤免疫治疗技术 |
肠道微生态和稳态免疫 |
智能辅助诊断技术 |
脑科学的神经计算和类脑智能研究 |
基因编辑技术 |
类器官芯片机器生物医学应用研究 |
基于基因组学大数据疾病预测与干预技术 |
肿瘤免疫治疗 |
脑机接口技术 |
个体化肿瘤治疗疫苗 |
智能可穿戴健康辅助设备 |
干细胞在再生医学中的应用研究 |
基于干细胞的组织重建与器官重塑技术 |
肿瘤微环境代谢异质性与相互作用 |
人源化动物模型技术 |
单细胞测序与疾病诊断 |
单细胞分析技术 |
3D打印技术在再生医学的应用研究 |
组织再生修复材料 |
工程管理
在工程管理领域的Top10工程研究前沿中,工业4.0下的可持续发展研究、机器视觉驱动的施工管理、基础设施系统韧性为重点解读的前沿。
在工程管理领域的Top10工程开发前沿中,面向工程管理的可视化技术、面向工程安全的预警技术与方法、面向工程管理的物联网技术开发为重点解读的前沿。
工程研究前沿 |
工程开发前沿 |
工业4.0下的可持续发展研究 |
面向工程管理的可视化技术 |
机器视觉驱动的施工管理 |
面向工程安全的预警技术与方法 |
基础设施系统韧性 |
面向工程管理的物联网技术开发 |
大数据在远程健康监测系统的应用 |
智慧物流 |
高速铁路网络对城市发展的影响 |
风险评估与管理系统 |
共享社会经济路径描述及其扩展 |
车辆信息与资源共享系统 |
建筑信息模型与安全管理 |
智能医疗健康管理 |
能源互联网分析研究 |
基于云计算的集成管理方法与技术 |
一带一路下的物流、贸易和海运管理 |
基于可穿戴设备的管理方法和技术 |
用于能源交易的区块链联盟研究 |
面向智能制造的质量工程技术 |
文章来源:科学网,作者:陆琦