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              基因編輯等前沿技術發展如何、2020年科學家們最關心什么?
              日期:2020-10-22 14:12:05稿件來源:科技日報
                    

              科技日報記者 劉垠?操秀英

              大熱的腦機接口、基因編輯等前沿技術發展如何?2020年科技界關注了哪些熱點?22日在浦江創新論壇上發布的《全球前沿技術發展趨勢報告》帶來了答案。

              《全球前沿技術發展趨勢報告》由中國科學技術信息研究所和上海市科學學研究所聯手編撰,包括重點技術發展趨勢深度解析和TOP1000技術熱點趨勢追蹤兩個部分。


              腦機接口等五大技術發展趨勢

              重點技術發展趨勢深度解析篇由中國科學技術信息研究所完成。報告選擇腦機接口、軟體機器人、神經形態芯片、基因編輯和類石墨烯二維材料五個融合了多個學科、影響多個領域、顛覆大眾思維模式的前沿技術展開深入分析。

              腦機接口技術爆發期已然到來

              在該領域,各國政府高度重視、提前布局。美國2013年提出尖端創新神經技術腦研究計劃;歐盟同年推出人類大腦計劃(2013年);日本2014年開始大腦研究計劃;韓國2016年開始大腦科學發展戰略;澳大利亞2016年部署澳大利腦計劃(2016年);中國2018年提出“科技創新2030-腦科學與類腦研究”。

              “我們通過深入分析發現材料是制約提升電機安全性和便利性的一個重要的突破口。” 中國科學技術信息研究所副所長劉琦巖分析,此外,信號處理算法對信息傳輸ITR以及提升識別精度至關重要,動態型、運用型的BCI的臨床應用或場景化應用開始進入產業化,大力發掘腦機接口BCI在其他領域的應用也成為前沿研究的探索熱點。

              “每個前沿技術問題都或多或少的和技術倫理、相關的政策、同行的判斷、科學家的態度、社會的反應密切相關。”劉琦巖說,技術倫理上還有很多問題值得關注。

              軟體機器人技術創新成果接連涌現

              報告顯示,在該領域,傳統氣動/線纜驅動、超彈性硅膠材料+3D打印技術、智能材料+外界物理場驅動三大技術方向同步發展。

              國際合作網絡已經形成,全球研發成為新趨勢。哈佛大學、麻省理工學院、東京大學技術創新綜合競爭力強。

              神經形態芯片技術創新逐步向中美韓德印等頭部國家集中

              ????報告認為,神經形態芯片技術已經從早期概念發展到成熟產品,科研院所和巨頭企業合力推動創新。技術創新逐步向中美韓德印等頭部國家集中。企業已成為技術創新中堅力量。

              “未來方向上,正從技術向元器件層次發展。電橋式主存儲器、自旋旋轉的移矩存儲器等等都是產業鏈的關鍵環節,這些方向突破就代表著產業化前景大大展開。”劉琦巖說。

              基因編輯在爭議中前行

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              ?????報告顯示,基因編輯技術在爭議中前進,入選多家頂級智庫年度榜單,技術影響力輻射廣,技術創新高度活躍。該領域技術創新競爭激烈,哈佛大學、中國科學院等機構實力突出。

              類石墨烯二維材料基礎研究中科院成果豐碩

              報告認為,多類型多結構二維材料為半導體材料創新帶來更多可能。該領域基礎研究主要來自大學和研究所,應用研究主要來自企業。中國科學院基礎研究成果豐碩,三星集團應用研究全球領先。


              TOP1000技術熱點趨勢追蹤

              TOP1000技術熱點趨勢追蹤篇基于168個信息源的299386篇資料,解讀出954640個科技名詞,并選擇2020年以來綜合總熱度或增長率較為突出的詞匯形成了TOP1000的熱點技術榜單,并進一步歸類為11個領域,全景展現了本年度科技發展的最新熱點趨勢,并形成了10點主要結論。

               

               

              新冠疫情對科技熱點結構形成意外沖擊

              ?????突如其來的新冠疫情迅速成為全球科技界的關注焦點,在整個榜單占據了15.6%,在各領域中僅次于生物醫藥領域位居第二。其中包括SARS、H1N1、冠狀病毒OC43等相關病原體,刺突糖蛋白、核衣殼等病毒學內容,ACE2受體、ARDS(急性呼吸窘迫綜合征)等病理學內容,IgM、移動DR、ECMO、多肽疫苗、中和抗體、N95等相關藥品、器械、裝備。

              上海三大戰略性產業命中時代科技發展熱潮

              集成電路、生物醫藥、人工智能是上海科創中心建設重點聚焦的三大戰略性產業領域,同時在本次研究中也與新冠疫情相關領域一起成為了科技熱點數量最多的四大領域,合計占比達到66.8%,代表了未來一段時期的科技浪潮主流發展熱點方向。

              腫瘤是關注度第一的重點疾病

              在生物醫藥領域的重點疾病及相關藥物方面,不僅“腫瘤”一次本身占據了熱度榜首,肝癌、卵巢癌、細小細胞肺癌、胰腺癌、淋巴瘤、葡萄膜黑色素瘤、腦膜瘤等“家族成員”均榜上有名,陣容遠超其他疾病。此外BTK抑制劑、EGFR抑制劑、奧貝膽酸、單線態氧等與腫瘤相關的藥物或機理都成出現在top1000的熱點榜單中。科學家和醫生們正在廣闊的戰線上與腫瘤開展全面的斗爭。

              精神衛生不容忽視

              在榜單中與各類腫瘤并列的疾病,除了糖尿病、糖尿病、艾滋病等身體疾病外,還多次出現了抑郁癥、阿爾茨海默病、神經退行性疾病、帕金森綜合征等精神領域的疾病,以及硫西汀、阿戈美拉汀、伏硫西汀、賽洛西賓、富馬酸喹硫平等多種相關藥物。這些精神性疾病已經對人類社會帶來了絲毫不亞于若干重大身體疾病的影響。

              醫療系統的體系化升級呼聲漸高

              在生物醫藥領域的醫學與醫技方面,除了免疫治療、膝關節置換、POCT等“正統”診療技術外,遠程醫療、分級診療、智慧醫院、IoMT(醫療物聯網)、互聯網+醫療等概念也成為了研究的熱點,相關研究將不斷推動醫療資源的高效利用和合理分配。

               

               

              人工智能在軍事領域的變革作用愈加顯現

              ?????在人工智能及信息技術領域的人工智能技術及應用方面的熱點技術,除了粒子群優化算法等熱點算法以及ADAS(高級駕駛輔助)、智能醫療等多種民用應用形式外,還密集出現了蜂群、馬賽克戰、飽和式攻擊等戰爭新模式,揭示了人工智能的顛覆性影響或許會在非民用領域率先實現。

              集成電路全產業鏈環節上榜

              在人工智能及信息技術領域的集成電路生產技術方面,集成電路產業鏈的裝備(如光刻機、EUV等)、設計(如EDA軟件等)、生產(如玻璃粉、四氟化碳等)、封裝測試(如封裝測試、PCB)四大環節全部有技術上榜。在近年來國際貿易展日益加劇的背景下,我國對集成電路整個產業鏈的各個亟待突破的技術點均投入了巨大關注。

              物理領域熱點技術展現基礎研究的引領性

              物理領域相對偏向基礎研究。溯源分析表明,物理領域某一熱點技術往往在不同資料來源中具有迥然不同的功能特性和應用潛力。如金剛石氮可被用于石墨烯電流成像、金剛石量子傳感器電探測、構建多通道可控非馬爾可夫噪聲環境等用途;塞貝克效應則可用于中子散射技術表征納米材料物性、熱電材料、輻射冷卻溫差發電等用途;低溫恒溫器則是托卡馬克、LSST 相機、ADS 加速器等不同大型科學裝置的重要組件。這一潛在的普遍支撐性和廣泛應用性正是開展基礎研究的重要意義之一。

              量子成為物理領域的“豪門”

              在物理領域,量子通信、QRNG(量子隨機數發生器)、量子產率、量子通信、QRNG(量子隨機數發生器)、量子產率、量子比特數等量子科技相關熱點呈現集群式涌現的態勢,同物理領域其他單點型熱點技術產生了鮮明對比。

              科技熱點折射社會現實問題

              科技進展并不僅僅單方面推動社會的變化,也同樣會反過來受到社會問題的干預。在科技政策及社會話題領域,外國投資風險審查現代化法案、國際貿易法、WTO爭端解決機制等科技戰、貿易戰背景下的熱點政策和規則,生物安全法、平價醫療法案等中外新修訂法規,以及人口老齡化、CRRT(歐盟網絡快速反應小組)等社會性問題,都成了科技界備受關注的熱點話題,顯示了社會環境對科技發展的重大影響。

              責任編輯:陳可軒

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