E/ ?2 l! j& A; Z2022年12月15日，中国工程院、科睿唯安和高等教育出版社在北京联合发布《2022全球工程前沿》报告。* A' t8 w& m8 A! p, I# Q: q0 R9 m
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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，遴选出年度工程研究前沿95项和工程开发前沿93项。0 X6 A' ^7 z O8 u# c, R9 Q
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其中多项涉海！, \) o2 s: M0 n' n( d3 U, i4 A% J! u
机械与运载工程领域 / Y8 N& E6 e) X8 u
（涉海工程研究前沿） ' X) v' x9 a% h W& d
1、飞行器船舶甲板自主着陆技术 ；$ N/ u! } y6 n/ i
2、水下导航定位技术$ W" u" m" o( j2 P+ S, R8 ]
机械与运载工程领域 0 U/ q! U1 c! }; U
（涉海工程开发前沿）
9 H: _$ _$ h2 [' j' L/ V) h2 E1、用于船舶舰艇的隐身超材料；
5 V7 }) h, y( e2 B0 @8 u5 l 2、基于声光探测的水下无人机。8 P, c. T9 ~; O6 Z; h3 q& `. i& T% L
信息与电子工程领域4 u! T& `% V4 _$ Y) q" Z) {
（涉海工程研究前沿）
1 g5 j P/ C9 Y; t, v1、空天地海一体化通信组网理论与技术；
2 L2 E1 h# _6 ^. I; n( ~/ s化工、冶金与材料工程领域 " t1 T% ^8 f$ Z( ~
（涉海工程研究前沿）
8 R( L" o" E6 x* M6 C) x1、深海海洋工程用钢材材料研究3 I: o( K8 l; _7 i' m
环境与轻纺工程领域 ; y6 M' t& m3 {( J
（涉海工程研究前沿）
/ N; o1 [+ s- \5 N# u5 W$ P1、近海水域微塑料的生态效应；2、海岸地湿地生态系统的固碳增汇研究；3、海洋极端环境微生物的生命特征及生态效应研究
# E8 ~. r0 K( b% i1 a8 M环境与轻纺工程领域 ! [7 q& o2 [3 A
（涉海工程开发前沿）
9 ~5 b: n- R: W; l! G1、海洋三维动力环境微波遥感反演技术；更多阅读：《全球工程前沿2022》（完整版）4 c" x9 y6 ?4 C5 |
机械与运载工程领域
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机械与运载工程领域Top 10 工程研究前沿涉及机械工程、船舶与海洋工程、航空宇航科学技术、兵器科学与技术、动力及电气设备工程与技术、交通运输工程等学科方向。
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, n, s* Q2 ?% p其中，属于传统研究深化的有人– 机器人非接触式协作、水下导航定位技术、协同式无人驾驶与运行优化技术、高速列车湍流流场的主动/ 被动控制技术、机器人变刚度控制技术和小微型无人机探测；新兴前沿包括飞行器船舶甲板自主着陆技术、摩擦纳米发电技术、连续多维变构型飞行控制理论与方法和微型机器人主动给药技术。1 C, v' h# z# M; b! C
机械与运载工程领域的Top 10 工程开发前沿涉及机械工程、船舶与海洋工程、航空宇航科学技术、兵器科学与技术、动力及电气设备工程与技术、交通运输工程等学科方向。其中，属于传统研究深入的前沿有自主无人系统多传感器融合技术、大涵道比涡扇发动机、航空碳纤维增强复合材料3D 打印技术、基于声光探测的水下无人机、智能移动机器人控制与感知系统和高功率密度高效率电动机；新兴前沿包括用于船舶舰艇的隐身超材料、新一代氢能燃料电池汽车技术、可回收复用航天器和可调曲度变形柔性机翼。# V# ]5 ?! r: p3 M& L, m
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- g( T% v1 D9 B. D信息与电子工程领域
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3 Z5 O9 B( T1 m信息与电子工程领域Top 10 工程研究前沿涉及电子科学与技术、光学工程与技术、仪器科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术、控制科学与技术等学科方向。
5 V7 D) A" _, N$ x信息与电子工程领域Top 10 工程开发前沿涉及电子科学与技术、光学工程与技术、仪器科学与技术、信息与通信工程、计算机科学与技术、控制科学与技术等学科方向。$ _8 J* g4 d! u( Q& L7 O( p" z C) d9 B
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# n, g0 W# i8 r( v5 W8 B" j化工、冶金与材料工程领域
" C9 C$ D: Y; V1 v: v* ~/ W# G化工、冶金与材料工程领域的Top10工程研究前沿如下所示；
6 p& I+ i1 o: X B8 z8 g8 o化工、冶金与材料工程领域组研判得到的Top10 工程开发前沿除了与能源和环境相关的研究或技术开发一直占据“前沿”的重要地位，与“柔性”相关的材料或器件在今年的前沿中也比较突出，包括了“新一代柔性显示玻璃材料与技术开发”和“柔性显示器件关键制备技术及应用”。2022 年入选的开发前沿，核心专利逐年公开量整体呈现增长趋势，尤其是“精细化学品与原料药连续制造过程”和“新一代柔性显示玻璃材料与技术开发”的增长速度较快。
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; ?1 Y3 o$ Y1 X$ _* `0 { f能源与矿业工程领域3 `, r. y8 N- ?0 b
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能源与矿业工程领域研判的Top 12 工程研究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。其中，“高安全性高能量密度电池体系关键材料”“新能源发电灵活性提升与电网支撑理论”“有机体系电化学氮还原合成氨”属于能源和电气科学技术与工程领域；“乏燃料后处理及高放物质分离工艺研究”“核废物玻璃体材料性能研究”“等离子体与反应堆材料相互作用机理”属于核科学技术与工程领域；“水力压裂三维裂缝扩展模型”“地球深部碳氢循环过程与油气资源分布规律研究”“陆相钾锂盐智能找矿与资源综合定量研究”属于地质资源科学技术与工程领域；“深部开采冲击地压诱发机理与预警方法”“二氧化碳驱油提采– 捕集封存机制研究”“岩性智能识别方法”属于矿业科学技术与工程领域。
8 V2 ^4 r k# X能源与矿业工程领域研判的Top 12 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。其中，“大规模风光储互补发电及稳定并网技术”“燃煤机组快速灵活调峰技术”“氨燃料发动机技术”属于能源和电气科学技术与工程领域；“多用途新概念微型反应堆”“高放废物处理处置技术体系”“核聚变制氚技术”属于核科学技术与工程领域；“页岩油气产能高精度预测系统”“高精度智能化三维可视化勘查系统”“新型杂卤石钾盐矿和富锂卤水的智能识别与资源综合评价技术”属于地质资源科学技术与工程领域；“油气钻井随钻前探与远探技术研发”“页岩储层高效压裂技术研发”“煤矿井下煤层长钻孔分段压裂增透与抽采技术”属于矿业科学技术与工程领域。+ G3 N, e" v3 g7 d0 x
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土木、水利与建筑工程领域
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土木、水利与建筑工程领域Top 10 工程研究前沿涉及了水利工程、交通工程、土木建筑材料、建筑学、市政工程、城乡规划与风景园林、结构工程、工程力学、测绘工程和桥梁工程等学科方向。# c1 B+ Y2 k4 w
土木、水利与建筑工程领域的Top 10 工程开发前沿涉及了结构工程、城乡规划与风景园林、交通工程、岩土及地下工程、桥梁工程、土木建筑材料、市政工程、水利工程、测绘工程等学科方向。
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) n7 n" ]% h1 L. p! ?2 z* f2 L环境与轻纺工程领域
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' B3 ~; j! z" ]1 M3 ?# d7 p环境与轻纺工程领域（以下简称环境领域）所研判的Top 10 工程研究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、纺织科学工程和轻工科学工程6 个学科方向。/ B9 E3 U, m$ ?- v. G5 P
环境与轻纺工程领域组所研判的Top 10 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、纺织科学工程和轻工科学工程6 个学科方向。% f @3 V; k0 ?4 F3 d
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农业领域 y9 M: d8 R U- a* k2 m9 w1 Y
" t& q$ N) B+ x1 C3 n农业领域Top 11 工程研究前沿主要有：① 有关农业动植物的分子生物学机制和机理的研究，如重要动物病原的免疫抑制与逃逸机制、土壤高效固碳与调控机制、木材形成的分子生物学机制、养殖环境– 畜禽– 肠道微生物– 营养素代谢互作网络机制；② 一如既往的分子育种，如水产动物多倍体育种、畜禽多基因聚合育种；③ 关于提升动植物产品产量及绿色生产相关研究，如园艺作物产品器官发育与品质调控、作物绿色栽培技术、植物抗病小体的发现、作物从头驯化及野生种质资源开发利用、粮食安全对气候变化的响应。- L" [8 l( i2 c2 e
* p' a& @8 D+ d4 V) d- }. L农业领域的Top 11 工程开发前沿主要涉及生物育种、智慧农业、绿色农业等方向。其中，与生物育种相关的开发前沿包括动物精准基因编辑育种技术、智能制种技术、园艺作物基因编辑技术应用、林木全基因组选择育种、基于RNA干扰的病虫害防控技术；与智慧农业相关的开发前沿包括农业自主作业机器人、作物无人化智慧栽培技术、生态智能池塘养殖技术；与绿色农业相关的开发前沿包括有机污染物催化降解技术、饲用抗生素替代技术与产品；同时，新发和再现重大动物疫病监测与预警也是科研人员热衷的研究对象。
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7 U' k$ z) E& |9 Q: o- f医药卫生领域0 O( K. W; T: E( c, O h8 V
医药卫生领域组所研判的Top 10 工程研究前沿涉及基础医学、临床医学、医学信息学和生物医学工程、药学、中药学等学科方向，包括“实体瘤的免疫异质性及干预策略研究”“肿瘤动态演进机制研究”“干细胞衰老”“蛋白质折叠结构的精准预测与设计研究”“人工智能辅助药物设计”“生物大分子相分离与相变”“基因组调控机制研究”“新生抗原产生及其在肿瘤免疫中的作用机制”“3D 打印和器官再生”和“人工智能辅助疾病诊疗系统”。
+ K. s9 r( S. h2 s0 D医药卫生学领域Top 10 工程开发前沿涉及基础医学、临床医学、药学、中药学、医学信息学与生物医学工程等学科方向。其中，新兴前沿包括体内基因编辑技术、单碱基编辑器的开发与应用、靶向蛋白降解剂、可溯源标记多重单细胞测序技术；作为传统研究深入的前沿包括基于类器官技术的药物筛选、AI+ 手术机器人、中药药效物质高效发现技术体系、植入式柔性脑机接口技术、干细胞体外扩增培养体系的建立和基于多模态生物医学大数据的肿瘤风险智能评估关键技术。
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工程管理领域
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& [. e' r) E) N4 v9 z在工程管理领域，本年度10 个全球工程研究前沿分别是工业互联网平台赋能产业数字化转型研究，数字时代全球供应链安全风险管理研究，人工智能场景下的大数据治理方法研究，数字孪生模型精准构建与演化理论方法研究，双碳战略下的可持续交通系统研究，全球性公共卫生危机的形成机理、演化规律与治理策略，基础性、典型战略性资源中长期可持续供给路径及政策，社交网络下的群体共识机制，基于大数据的金融风险评估，社会技术系统理论视角下的基础设施智能运维管理研究。5 x$ I% E( D! g8 M: E+ x5 l
在工程管理领域中，本年度10 个全球工程开发前沿分别是基于知识图谱的产品与服务推荐系统、“出行即服务”自主式交通系统构建、高威胁环境下网络安全态势感知技术、自进化学习人机共驾系统开发、重大传染性疾病医联网管控系统、健康建筑环境人– 信息– 物理系统研发、基于数字孪生的工厂预警系统、基于云平台的工业互联网生产管理系统、沉浸式建筑环境建模与智能评审系统、面向特定应用的智能合约与自动生成方法。
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中国工程院自2017年起联合科睿唯安、高等教育出版社开展全球工程前沿研究，既关注工程科技的研究动向，也关注工程科技的开发趋势。报告每年发布一次。$ `' e4 M: b9 j9 I
同时，“2022全球十大工程成就”发布，. N0 _/ c" N8 o! ?/ Z/ o+ f9 X
包括北斗卫星导航系统、嫦娥探月工程、新冠病毒疫苗研发应用、猎鹰重型可回收火箭、港珠澳大桥、超大规模云服务平台、詹姆斯·韦布空间望远镜、复兴号标准动车组、太阳能光伏发电和新一代电动汽车在内的全球十项工程成就入选。1 K" \7 q- k1 U. C) O2 j
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