在当下全球一体化发展背景之下，前沿技术对于人类发展和社会进步的推动作用愈发凸显。在今天开幕的2020浦江创新论坛上，中国科学技术信息研究所副所长、研究员刘琦岩，上海市科学学研究所产业创新研究室、副研究员沉应龙共同发布《全球前沿技术发展趋势报告》。报告聚焦软体机器人、脑机接口、基因编辑、神经形态芯片和类石墨稀二维材料五大前沿技术，并分别形成子报告，以科技数据和信息为基础，从发展历程、观点与碰撞、竞争与合作、未来展望四个维度深入展开，对各前沿技术的发展前景进行了展望，提出了技术发展尚需解决的问题和未来方向，讨论了全球背景下开放合作对于技术发展的促进作用，提出我国在各个前沿技术领域的发展机遇和建议。

该报告包括重点技术发展趋势深度解析和TOP1000技术热点趋势追踪两个部分。报告基于168个信息源的299386篇资料，解读出954640个科技名词，并选择2020年以来综合总热度或增长率较为突出的词汇形成了TOP1000的热点技术榜单，并进一步归类为11个领域，全景展现了本年度科技发展的最新热点趋势，并形成了10点主要结论。

刘琦岩介绍，脑机接口、软体机器人、神经形态芯片、基因编辑和类石墨稀二维材料这五个领域是整个全球前沿中热点中的热点，中国在这个方向上有一定实力、话语权的热点。

热点一：脑机接口

脑机接口理论是科幻思想引领了这方面发展，从上个世纪70年代美国就开始布置，目前已经成为最新的研究热点，而且它跟人工智能方面的应用密切结合在一起。无论是科学研究还是技术前沿，还是往产业化发展趋势方面推进的项目都在全面的部署，结合当前人工智能来看，它有一些深度的东西已经在往经济社会领域延展。在脑机接口方面，通过深入分析发现材料还是制约提升电机安全性和便利性的一个重要的突破口。其次，信号处理算法对信息传输ITR以及提升识别精度至关重要，专利下降之后可能是申请软件方面，并没有完全的统计到专利中。再就是动态型、运用型的BCI的临床应用或者场景化应用开始进入产业化。最后，大力发掘脑机接口BCI在其他领域的应用也成为前沿研究的探索热点。当然，在技术伦理上还有很多问题值得人们关注，值得从人类的核心价值出发和评判。

热点二：软体机器人

这是中国重要的有优势的领域。它是一个对刚性机器人重要的补充，界面是柔软的或者是柔性的、自动化智能性的机械装置。目前来说，在弹性橡胶、传统气动这块有超弹性硅胶材料开发和3D打印结合，再就是和记忆相关的智能材料，这是我们的三大方向。当然里面还有一些仿生和拟态的技术开发，也成为了热点。论文发表趋势和专利上升速度比较快。竞争格局上，中外既有合作也有竞争，都有头部企业出现。加强全球合作是拓宽应用的关键。材料也是“卡脖子”的东西，不仅仅是卡中国，也卡着全球。而驱动传感一体化的技术也成为将来引领这方面发展的关键性的方向。

热点三：神经芯片

神经形态芯片全球排名前20机构专利申请数量

神经芯片和脑机接口有点相关，但它是一个相当独立的，具有共性的元器件，掌握这个就掌握未来神经形态芯片的制高点。概念是上个世纪70年代提出来，不仅是科研院所，很多大型企业也进入到这个领域。论文和专利也同步增长，已经成为创新的一个热点领域。在这个方面，中美韩之间都有合作，包括城市之间各个创新机构的合作都在稳步向前发展。未来方向上，它正从技术向元器件这个层次发展。电桥式主存储器、自旋旋转的移矩存储器等等这些都是产业链的关键环节，这些方向突破就代表着产业化前景大大展开。

热点四：基因编辑

随着法国和德国的科学家获得了这方面的诺贝尔奖，这个领域又成为了研究的热点。从2010年开始到2015年前后形成了高峰，它宏观上形成合成生物学统一发展的大框架。细分领域向一些实行靶向的基因编辑功能这方面在深度的发展。专利的申请量在上升，中国在这个方面也有优势的机构在参与，美国还是可以对标的领先的国家。在这个方面技术瓶颈问题有两个：一个是减少基因编辑的脱靶效应，还有一个是完善相关技术体系，使整个基因编辑的技术体系更加完善，向产业化方向稳步的前进。当然还有一个是伦理问题，完善相关的伦理审查、伦理监管，这也是必要的法规程序。

热点五：类石墨稀二维材料

2012年以后关于二维材料以及相应的新现象、新功能不断涌现，论文和专利同步增长。以石墨稀为首，相关的二维材料正在以前所未有的速度步入产业领域，企业比院所更关注，但是很多创新中心还是从院所出来的。未来技术方向：一个是如何合成或者是形成二维材料和制备二维材料，不仅要制出来，而且还要大规模的制备出来﹔二是再材料的表征和性能怎么样固化或者是稳定的表现出来，这也是将来一个技术探索的方向﹔三是应用场景，因为它已经更多的被发现出来，可以进行分类探讨，不仅是机构关注的，也是产业界关注的，现在也开始往产业标准方向进行落地。

一年里，全球都在关注哪些技术热点趋势？

会上，上海市科学学研究所产业创新研究室、副研究员沉应龙发布了未来十大技术热点趋势。研究团队从各种各样来言，包括专利、论文，从中搜索出了TOP1000做了一个新的技术热点。

1.新冠疫情对科技热点结构形成意外冲击

突如其来的新冠疫情迅速成为全球科技界的关注焦点，在整个榜单占据了15.6%，在各领域中仅次于生物医药领域位居第二。其中包括SARS、H1N1、冠状病毒OC43等相关病原体，刺突糖蛋白、核衣壳等病毒学内容，ACE2受体、ARDS（急性呼吸窘迫综合征）等病理学内容，IgM、移动DR、ECMO、多肽疫苗、中和抗体、N95等相关药品、器械、装备。

2.上海三大战略性产业命中时代科技发展热潮

集成电路、生物医药、人工智能是上海科创中心建设重点聚焦的三大战略性产业领域，同时在本次研究中也与新冠疫情相关领域一起成为了科技热点数量最多的四大领域，合计占比达到66.8%，代表了未来一段时期的科技浪潮主流发展热点方向。

生物医药领域部分技术热点

3.肿瘤是关注度第一的重点疾病

在生物医药领域的重点疾病及相关药物方面，不仅“肿瘤”一次本身占据了热度榜首，肝癌、卵巢癌、细小细胞肺癌、胰腺癌、淋巴瘤、葡萄膜黑色素瘤、脑膜瘤等“家族成员”均榜上有名，阵容远超其他疾病。此外BTK抑制剂、EGFR抑制剂、奥贝胆酸、单线态氧等与肿瘤相关的药物或机理都成出现在top1000的热点榜单中。科学家和医生们正在广阔的战线上与肿瘤开展全面的斗争。

4.精神卫生不容忽视

在榜单中与各类肿瘤并列的疾病，除了糖尿病、糖尿病、艾滋病等身体疾病外，还多次出现了抑郁症、阿尔茨海默病、神经退行性疾病、帕金森综合征等精神领域的疾病，以及硫西汀、阿戈美拉汀、伏硫西汀、赛洛西宾、富马酸喹硫平等多种相关药物。这些精神性疾病已经对人类社会带来了丝毫不亚于若干重大身体疾病的影响。

5.医疗系统的体系化升级呼声渐高

人工智能及信息技术领域部分技术热点

在生物医药领域的医学与医技方面，除了免疫治疗、膝关节置换、POCT等“正统”诊疗技术外，远程医疗、分级诊疗、智慧医院、IoMT（医疗物联网）、互联网+医疗等概念也成为了研究的热点，相关研究将不断推动医疗资源的高效利用和合理分配。

6.人工智能在军事领域的变革作用愈加显现

集成电路及传感器领域部分技术热点

在人工智能及信息技术领域的人工智能技术及应用方面的热点技术，除了粒子群优化算法等热点算法以及ADAS（高级驾驶辅助）、智能医疗等多种民用应用形式外，还密集出现了蜂群、马赛克战、饱和式攻击等战争新模式，揭示了人工智能的颠覆性影响或许会在非民用领域率先实现。

7.集成电路全产业链环节上榜

在人工智能及信息技术领域的集成电路生产技术方面，集成电路产业链的装备（如光刻机、EUV等）、设计（如EDA软件等）、生产（如玻璃粉、四氟化碳等） 、封装测试（如封装测试、PCB）四大环节全部有技术上榜。在近年来国际贸易展日益加剧的背景下，我国对集成电路整个产业链的各个“卡脖子”技术点均投入了巨大关注。

先进制造与机器人、交通与航空航天、物理、能源领域部分技术热点

8.物理领域热点技术展现基础研究的引领性

物理领域相对偏向基础研究。溯源分析表明，物理领域某一热点技术往往在不同资料来源中具有迥然不同的功能特性和应用潜力。如金刚石氮可被用于石墨烯电流成像、金刚石量子传感器电探测、构建多通道可控非马尔可夫噪声环境等用途﹔塞贝克效应则可用于中子散射技术表征纳米材料物性、热电材料、辐射冷却温差发电等用途﹔低温恒温器则是托卡马克、LSST 相机、ADS 加速器等不同大型科学装置的重要组件。这一潜在的普遍支撑性和广泛应用性正是开展基础研究的重要意义之一。

9.量子成为物理领域的“豪门”

在物理领域，量子通信、QRNG（量子随机数发生器）、量子产率、量子通信、QRNG（量子随机数发生器）、量子产率、量子比特数等量子科技相关热点呈现集群式涌现的态势，同物理领域其他单点型热点技术产生了鲜明对比。

材料与化学、宇宙与地球、军事、科技政策及社会话题领域部分技术热点

10.科技热点折射社会现实问题

科技进展并不仅仅单方面推动社会的变化，也同样会反过来受到社会问题的干预。在科技政策及社会话题领域，外国投资风险审查现代化法案、国际贸易法、WTO争端解决机制等科技战、贸易战背景下的热点政策和规则，生物安全法、平价医疗法案等中外新修订法规，以及人口老龄化、CRRT（欧盟网络快速反应小组）等社会性问题，都成了科技界备受关注的热点话题，显示了社会环境对科技发展的重大影响。

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