九大領域一百八十四項全球工程前沿發(fā)布
光明日報記者 金振婭
工程科技與人類生活息息相關，腸道微生態(tài)、植保無人飛機、航空物探、熱島效應、智能納米藥物、仿生軟體機器人等，這一系列公眾或熟知或陌生的名詞，都是工程科技的前沿研究。而且，工程科技更是改變世界的重要力量，瞄準世界工程科技前沿，有效應對全球性重大挑戰(zhàn)，實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展，已成為世界各國的戰(zhàn)略選擇。12月18日，中國工程院《全球工程前沿2020》報告在京發(fā)布，引起了社會廣泛關注。
據(jù)項目組長、中國工程院院士楊寶峰介紹，這份報告承載著來自高校、科研院所、企業(yè)、行業(yè)協(xié)會等百余家機構的上千名院士和專家的辛勞，圍繞機械與運載工程、信息與電子工程、化工冶金與材料工程、能源與礦業(yè)工程、土木水利與建筑工程，以及輕紡工程、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、工程管理9個領域，遴選出年度工程研究前沿93項和工程開發(fā)前沿91項。
新冠病毒：引發(fā)各國對公共衛(wèi)生的高度關注
當前，新冠病毒暴發(fā)引發(fā)了全球性危機，其他潛在新發(fā)高致病病毒的威脅同樣不容忽視。
報告的醫(yī)藥衛(wèi)生部分，由中國工程院陳賽娟、張伯禮兩位院士擔任課題組組長。報告指出，完善公共衛(wèi)生防疫體系和應急機制位列醫(yī)藥衛(wèi)生領域工程研究前沿的首位，新冠病毒及潛在新發(fā)高致病病毒的全球研究位列第二。
據(jù)介紹，這方面的科學問題主要有：完善平戰(zhàn)結合的公共衛(wèi)生體系，建立傳染病應對的科學路徑，建立統(tǒng)一的公共衛(wèi)生戰(zhàn)略物資保障體系，建立傳染病智慧化預警多點觸發(fā)機制、多渠道檢測預警機制等。
目前，新冠病毒是已知的第7種對人類致病的冠狀病毒。隨著新冠肺炎疫情的持續(xù)，全球對控制和治療新冠病毒感染的藥物與疫苗需求迫切。報告指出，突發(fā)重大傳染病疫苗與藥物研發(fā)、突發(fā)重大傳染病診斷與設備研發(fā)兩項，位列醫(yī)藥衛(wèi)生領域工程開發(fā)前沿前兩位。
而在土木、水利與建筑工程領域，應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件的規(guī)劃與設計技術排在該領域工程開發(fā)前沿的第一位；在農(nóng)業(yè)領域，動物病毒的溯源、進化、遺傳變異也是位列該領域工程研究前沿的第一位。
隨著城市化的不斷推進，生態(tài)環(huán)境的變化和人口高度密集，極大地提高了城市中傳染性疾病的傳播率。對此，報告指出，城市規(guī)劃與設計能夠在從空間干預角度應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件方面起到重要作用。當前的研究熱點有：環(huán)境污染檢測與評估技術、基于大數(shù)據(jù)的居民時空出行及交通組織分析技術，以及強調對傳染病易感人群關注的健康設施綜合空間布局技術等。
健康：多領域聚焦新技術研發(fā)
隨著社會的快速發(fā)展，越來越多的人群關注身心健康，多領域聚焦前沿技術開發(fā)，關注醫(yī)用機器人與智能醫(yī)學、腫瘤免疫治療小分子藥物開發(fā)、針對實體瘤的CAR治療技術、新型抗耐藥菌抗生素的研發(fā)等。
腸道微生態(tài)這個詞對公眾而言比較陌生，而事實上，正因為科研人員對其失衡與疾病的研究，更新了醫(yī)學上關于感染、肝病、腫瘤等重大疾病的傳統(tǒng)認識，為疾病預防診斷和治療帶來了革命性變化。
人體腸道含有大量細菌、真菌和病毒，其中僅細菌種類就有1000余種，數(shù)量是人體細胞的10倍，而且所編碼的基因數(shù)量是人體自身基因數(shù)量的50~100倍，相當于人體的“第二個基因組”，包含了重要的遺傳信息。
報告指出，腸道微生態(tài)失衡與疾病研究已經(jīng)引起科技界的高度關注，發(fā)達國家均在國家科技戰(zhàn)略規(guī)劃中將之列為重點發(fā)展領域，這項研究也排在了醫(yī)藥衛(wèi)生領域工程研究前沿的第3位。
事實上，對健康的關注早已超出醫(yī)藥衛(wèi)生領域。近年來，農(nóng)業(yè)、環(huán)境、信息、化工等多領域也對人體健康持續(xù)關注。
在信息與電子工程領域，中國工程院盧錫城和潘云鶴兩位院士擔任課題組組長，類腦智能芯片和多尺度時空超分辨醫(yī)學成像儀器位列研究前沿的前兩位；在化工、冶金與材料工程領域，用于腫瘤診療的智能納米藥物排在首位；在土木、水利與建筑工程領域，面向適應性舒適與室內(nèi)空氣品質營造的通風理論、減緩城市熱島效應的規(guī)劃原理兩個前沿項目，都對如何促進人體健康進行了研究……
可持續(xù)發(fā)展：各國科研的共同訴求
隨著社會的進步，科學家們對人類可持續(xù)發(fā)展日益關注。可持續(xù)發(fā)展，既要能滿足當代需求，又不能危及后代發(fā)展。
當前，地下工程建設規(guī)模宏大、所處環(huán)境介質復雜，面臨著強地震、活動斷裂帶、地震液化等災害的威脅，對巖石和地下工程防災減災科學技術提出嚴峻的挑戰(zhàn)。因此，地下工程的動力災變跨尺度預測也成為全球工程科技研究前沿的熱點。
報告介紹，在環(huán)境領域的前10項研究前沿，幾乎都與人類可持續(xù)發(fā)展緊密關聯(lián)。符合污染過程的微界面行為、納米復合材料在廢水處理中的催化性能及機理研究、微塑料對環(huán)境水體的污染與毒理、熱島效應與城市規(guī)劃4項研究都在其中。
報告指出，在森林中，約有70%的碳儲存在土壤中。為了應對全球氣候變化，在由中國工程院院士張福鎖擔任課題組組長的農(nóng)業(yè)領域里，如何更好地維持森林生態(tài)系統(tǒng)土壤碳循環(huán)微生物驅動機制排在研究前沿前列。
不僅在森林里，農(nóng)田、濕地也不例外。報告指出，健康的土壤含有豐富的生物，包括細菌、真菌、線蟲、蚯蚓等多種生物，在土壤生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮著促進植物生長、維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的積極作用。因此，土壤生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)功能的研究，成了許多科研人員躬耕的前沿研究。
隨著能源安全與二氧化碳排放問題的日益突出，可再生能源的應用成為世界能源發(fā)展的必然趨勢。報告指出，可再生合成燃料位列能源與礦業(yè)工程領域工程研究前沿的首位。
據(jù)楊寶峰介紹，該報告從技術供給和國家需求兩方面開展了前瞻研判，并對其中關鍵的28項工程研究前沿和28項工程開發(fā)前沿，從國家布局、合作態(tài)勢以及發(fā)展趨勢等角度進行了詳細剖析。
據(jù)了解，中國工程院自2017年起聯(lián)合科睿唯安、高等教育出版社開展全球工程前沿研究，嘗試在宏觀戰(zhàn)略層面將定量分析與定性研究深度結合，促進文獻數(shù)據(jù)分析專家與領域技術專家深度交互，既關注工程科技的研究動向，也關注工程科技的開發(fā)趨勢，每年發(fā)布一次報告。
(光明日報北京12月18日電)
《光明日報》( 2020年12月19日 06版)