工程科技與人類生活息息相關(guān)，腸道微生態(tài)、植保無人飛機、航空物探、熱島效應(yīng)、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(yīng)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(guān)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(gòu)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(lǐng)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(guān)注
當(dāng)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(dān)任課題組組長。報告指出，完善公共衛(wèi)生防疫體系和應(yīng)急機制位列醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)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(xué)問題主要有：完善平戰(zhàn)結(jié)合的公共衛(wèi)生體系，建立傳染病應(yīng)對的科學(xué)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(yù)警多點觸發(fā)機制、多渠道檢測預(yù)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?qū)刂坪椭委熜鹿诓《靖腥镜乃幬锱c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(shè)備研發(fā)兩項，位列醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域工程開發(fā)前沿前兩位。
而在土木、水利與建筑工程領(lǐng)域，應(yīng)對突發(fā)公共衛(wèi)生事件的規(guī)劃與設(shè)計技術(shù)排在該領(lǐng)域工程開發(fā)前沿的第一位；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，動物病毒的溯源、進化、遺傳變異也是位列該領(lǐng)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(shè)計能夠在從空間干預(yù)角度應(yīng)對突發(fā)公共衛(wèi)生事件方面起到重要作用。當(dāng)前的研究熱點有：環(huán)境污染檢測與評估技術(shù)、基于大數(shù)據(jù)的居民時空出行及交通組織分析技術(shù)，以及強調(diào)對傳染病易感人群關(guān)注的健康設(shè)施綜合空間布局技術(shù)等。
健康：多領(lǐng)域聚焦新技術(shù)研發(fā)
隨著社會的快速發(fā)展，越來越多的人群關(guān)注身心健康，多領(lǐng)域聚焦前沿技術(shù)開發(fā)，關(guān)注醫(yī)用機器人與智能醫(yī)學(xué)、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(shù)、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(xué)上關(guān)于感染、肝病、腫瘤等重大疾病的傳統(tǒng)認識，為疾病預(yù)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(dāng)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(guān)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(lǐng)域，這項研究也排在了醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域工程研究前沿的第3位。
事實上，對健康的關(guān)注早已超出醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域。近年來，農(nóng)業(yè)、環(huán)境、信息、化工等多領(lǐng)域也對人體健康持續(xù)關(guān)注。
在信息與電子工程領(lǐng)域，中國工程院盧錫城和潘云鶴兩位院士擔(dān)任課題組組長，類腦智能芯片和多尺度時空超分辨醫(yī)學(xué)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(lǐng)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(lǐng)域，面向適應(yīng)性舒適與室內(nèi)空氣品質(zhì)營造的通風(fēng)理論、減緩城市熱島效應(yīng)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(xué)家們對人類可持續(xù)發(fā)展日益關(guān)注?？沙掷m(xù)發(fā)展，既要能滿足當(dāng)代需求，又不能危及后代發(fā)展。
當(dāng)前，地下工程建設(shè)規(guī)模宏大、所處環(huán)境介質(zhì)復(fù)雜，面臨著強地震、活動斷裂帶、地震液化等災(zāi)害的威脅，對巖石和地下工程防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)技術(shù)提出嚴峻的挑戰(zhàn)。因此，地下工程的動力災(zāi)變跨尺度預(yù)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(lǐng)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(guān)聯(lián)。符合污染過程的微界面行為、納米復(fù)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(yīng)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(yīng)對全球氣候變化，在由中國工程院院士張福鎖擔(dān)任課題組組長的農(nóng)業(yè)領(lǐng)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(qū)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(yīng)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(lǐng)域工程研究前沿的首位。
據(jù)楊寶峰介紹，該報告從技術(shù)供給和國家需求兩方面開展了前瞻研判，并對其中關(guān)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(jié)合，促進文獻數(shù)據(jù)分析專家與領(lǐng)域技術(shù)專家深度交互，既關(guān)注工程科技的研究動向，也關(guān)注工程科技的開發(fā)趨勢，每年發(fā)布一次報告。
（來源：光明日報 記者 金振婭）
