9大領(lǐng)域187項(xiàng)全球工程前沿發(fā)布！包含4個(gè)不同領(lǐng)域的3D打印項(xiàng)目

來源：科學(xué)網(wǎng)

導(dǎo)讀：12月10日，中國工程院戰(zhàn)略咨詢中心、科睿唯安以及高等教育出版社在中國工程院聯(lián)合發(fā)布《全球工程前沿2019》報(bào)告。報(bào)告圍繞機(jī)械與運(yùn)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、環(huán)境與輕紡工程、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生、工程管理9個(gè)領(lǐng)域，遴選出年度全球工程研究前沿93項(xiàng)和全球工程開發(fā)前沿94項(xiàng)。

南極熊發(fā)現(xiàn)，其中包含多項(xiàng)3D打印項(xiàng)目：基于3D打印的生物組織再生技術(shù)、3D打印建筑用水泥基材料、纖維基3D打印技術(shù)、3D打印技術(shù)在再生醫(yī)學(xué)的應(yīng)用研究。

機(jī)械與運(yùn)載工程

機(jī)械與運(yùn)載工程領(lǐng)域所研判的Top10工程研究熱點(diǎn)和Top10工程開發(fā)前沿中新興前沿與傳統(tǒng)工程科技并駕齊驅(qū)，智能化、綠色化、微型化成為發(fā)展趨勢。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能制造	臨近空間高超聲速飛行器推進(jìn)系統(tǒng)
高能固態(tài)鋰電池	基于深度學(xué)習(xí)的人機(jī)智能交互系統(tǒng)
超聲速流中的減阻減熱研究	基于3D打印的生物組織再生技術(shù)
多機(jī)器人系統(tǒng)的協(xié)同控制	高效燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)
高性能微納生物傳感器	面向無人駕駛的視覺傳感與識別
車聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)	波浪能發(fā)電與能量收集
基于拓?fù)鋬?yōu)化和增材制造的設(shè)計(jì)與制造一體化	反小型無人機(jī)系統(tǒng)
空間系留機(jī)器人自適應(yīng)目標(biāo)捕獲控制	新型高效氫燃料電池
基于可再生能源/燃料電池的混合動(dòng)力系統(tǒng)	船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)
智能電網(wǎng)的資源調(diào)度和風(fēng)險(xiǎn)評估	飛行器電磁隱身超材料開發(fā)與應(yīng)用

信息與電子工程

需求牽引成為信息與電子工程的主要驅(qū)動(dòng)力，工程前沿也在應(yīng)用場景中不斷得以強(qiáng)化，同時(shí)大數(shù)據(jù)、人工智能引發(fā)的安全和治理問題也日益受到關(guān)注。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
類腦智能	毫米波高速通信技術(shù)
天地一體化組網(wǎng)	超精密儀器技術(shù)及智能化
腦成像技術(shù)	圖像視頻分析識別系統(tǒng)與技術(shù)
感知、通信、計(jì)算、控制協(xié)同融合理論與方法	基于微納電子技術(shù)的傳感器開發(fā)
混合增強(qiáng)智能	手術(shù)機(jī)器人技術(shù)
面向光互聯(lián)、光計(jì)算及光傳感的硅基集成光子器件	高能效人工智能芯片技術(shù)
面向5G的大規(guī)模天線無線傳輸理論與技術(shù)	基于石墨烯等納米新材料的傳感器單元及測量技術(shù)
人工微納結(jié)構(gòu)對光及電磁場的調(diào)控	柔性可穿戴光電子器件應(yīng)用技術(shù)
量子化精密計(jì)量/測量技術(shù)與相關(guān)理論	物聯(lián)網(wǎng)安全檢測技術(shù)
新一代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用	基于合成孔徑雷達(dá)的圖像處理、目標(biāo)識別以及特征學(xué)習(xí)

化工、冶金與材料工程

化工、冶金與材料工程領(lǐng)域組的Top11工程研究前沿和Top12工程開發(fā)前沿中呈現(xiàn)出與信息、生物等多學(xué)科融合趨勢。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
可再生能源系統(tǒng)	人工智能與化工過程深度結(jié)合
高溫合金	高分子材料的生物基替代
材料生命周期工程	軍用難熔金屬材料
人工智能設(shè)計(jì)催化劑	微反應(yīng)系統(tǒng)開發(fā)
航天航空用高性能C/C復(fù)合材料	可穿戴柔性電子器件
膜生物反應(yīng)器及膜污染防控技術(shù)	煤轉(zhuǎn)化制化學(xué)品
生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化	計(jì)算機(jī)輔助的材料“靶向”功能設(shè)計(jì)
化學(xué)生物技術(shù)	極端服役環(huán)境下性能與服役行為檢測與表征技術(shù)
多孔有機(jī)材料在CO2捕集中的應(yīng)用	生物質(zhì)煉制化學(xué)品及材料
高性能分離凈化吸附-催化材料開發(fā)	國防重大需求先進(jìn)結(jié)構(gòu)功能一體化陶瓷材料關(guān)鍵制備技術(shù)
化學(xué)固氮	智能仿生自修復(fù)涂層技術(shù)
	可反復(fù)循環(huán)生物降解高分子材料

能源與礦業(yè)工程

能源與礦業(yè)工程領(lǐng)域研判的Top12工程研究前沿和Top12工程開發(fā)前沿，涵蓋了能源和電氣科學(xué)技術(shù)與工程、核科學(xué)技術(shù)與工程、地質(zhì)資源科學(xué)技術(shù)與工程、礦業(yè)科學(xué)技術(shù)與工程4個(gè)學(xué)科。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
與可再生能源耦合使用的多元高密度儲能方法	高效電動(dòng)/混合動(dòng)力汽車和動(dòng)力電池技術(shù)
先進(jìn)核燃料和相關(guān)材料損傷機(jī)理及驗(yàn)證	核能高溫制氫及氦氣透平發(fā)電技術(shù)
人工智能與油藏預(yù)測機(jī)制	基于微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法和系統(tǒng)
煤炭與油氣安全高效智能化開采理論	煤炭安全智能精準(zhǔn)開采技術(shù)
光催化和光電催化分解水制氫研究	煤炭高效轉(zhuǎn)化和超低污染排放控制技術(shù)
大數(shù)據(jù)和人工智能與電網(wǎng)的耦合方法研究	可再生能源制氫及儲運(yùn)一體化技術(shù)
全固態(tài)高能量密度鋰電池和快速充電鋰電池	數(shù)字化、智能化核電站及反應(yīng)堆技術(shù)
核電站嚴(yán)重事故特性及預(yù)防與緩解措施	智能一體化模塊式浮動(dòng)堆技術(shù)
油氣田地質(zhì)-工程-地面一體化中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用方法	基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的油田綜合數(shù)字生態(tài)管理系統(tǒng)
關(guān)鍵金屬富集機(jī)制	海洋地震勘探的地震信號獲取和處理技術(shù)
超高溫高壓鉆井液研究	新型壓裂技術(shù)、裝備與壓裂液、支撐劑及添加劑的開發(fā)
深部金屬礦開采過程中多場耦合致災(zāi)機(jī)理	深部金屬礦開采災(zāi)害超前預(yù)警系統(tǒng)開發(fā)

土木、水利與建筑工程

土木、水利和建筑工程領(lǐng)域工程前沿，涉及結(jié)構(gòu)工程、建筑設(shè)計(jì)及其理論、土木工程材料、城市規(guī)劃、橋梁工程、地下與隧道工程、水工結(jié)構(gòu)工程、攝影測量與航天測量、水文學(xué)與水資源、交通規(guī)劃等學(xué)科方向。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
結(jié)構(gòu)長期性能演化機(jī)理與控制	既有結(jié)構(gòu)加固、修復(fù)和改造技術(shù)
基于全壽命周期的綠色建筑設(shè)計(jì)方法	城市群綜合交通規(guī)劃系統(tǒng)及安全智能管理技術(shù)
水泥基材料的納米改性和纖維復(fù)合	河湖海與地下水生態(tài)水環(huán)境監(jiān)測與修復(fù)技術(shù)
應(yīng)對城市熱島效應(yīng)的城市設(shè)計(jì)與規(guī)劃	基于資源化及能源回收的污水可持續(xù)處理技術(shù)
大跨橋梁運(yùn)營智能監(jiān)測與檢測	生態(tài)住區(qū)與生態(tài)修復(fù)技術(shù)
城市與水下隧道全壽命期變形預(yù)測和控制	裝配式鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化建造技術(shù)
極端地震作用下高壩抗震安全評價(jià)理論與方法	超級隧道高效安全掘進(jìn)及智能裝備
基于深度學(xué)習(xí)的多源衛(wèi)星遙感影像時(shí)空融合	3D打印建筑用水泥基材料
流域洪水的精細(xì)化預(yù)測及災(zāi)情的快速評估	地下空間開發(fā)搶險(xiǎn)與快速修復(fù)技術(shù)
新型多模式混合交通流建模理論與方法	海洋測量裝備

環(huán)境與輕紡工程

環(huán)境與輕紡工程領(lǐng)域所研判的Top10工程研究前沿和Top10工程開發(fā)前沿涉及環(huán)境科學(xué)工程、氣象科學(xué)工程、海洋科學(xué)工程、食品科學(xué)工程、紡織科學(xué)工程以及輕工科學(xué)工程等6個(gè)學(xué)科方向。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
納米復(fù)合材料在廢水處理中的應(yīng)用	多技術(shù)協(xié)同土壤污染修復(fù)
高效海水淡化	用于污水處理的復(fù)合微生物活菌制劑
土壤污染對作物代謝的影響	環(huán)境納米催化材料
抗生素耐藥基因環(huán)境污染與控制	膜分離材料與工藝開發(fā)
氣候變化與生態(tài)環(huán)境	智能化預(yù)報(bào)技術(shù)
冬季嚴(yán)重霧 霾	海洋能高效綜合利用技術(shù)
海洋微塑料污染的監(jiān)控與防治	海洋環(huán)境立體觀測技術(shù)
食品中有害物快速篩查與智能判別新技術(shù)	食源性致病微生物快速精準(zhǔn)檢測技術(shù)
高效油水分離材料的制備與應(yīng)用	纖維基3D打印技術(shù)
生物能源	生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)

農(nóng)業(yè)

農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的Top10工程前沿涉及農(nóng)業(yè)作物、植物保護(hù)、畜牧獸醫(yī)、農(nóng)業(yè)裝備、資源利用等學(xué)科方向。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
農(nóng)業(yè)生物CRISPR-Cas9基因編輯	綠色植保技術(shù)
動(dòng)物疫病發(fā)病機(jī)理及防控	農(nóng)業(yè)生物基因編輯技術(shù)
作物基因組選擇育種	土壤重金屬污染防治
智能生物工廠	智能農(nóng)業(yè)裝備
植物免疫調(diào)控機(jī)理	林產(chǎn)物生物質(zhì)利用
氣候變化對農(nóng)業(yè)生態(tài)的影響	動(dòng)物健康管理系統(tǒng)
生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)	苗種高效培育
人工誘導(dǎo)產(chǎn)卵繁殖	作物雜交新品種選育
全球氣候變化與作物生產(chǎn)	精準(zhǔn)栽培技術(shù)
林業(yè)高光譜遙感監(jiān)測	作物DNA序列與基因組分析

醫(yī)藥衛(wèi)生

醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的Top10工程研究前沿和Top10工程開發(fā)前沿，涉及基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程、藥學(xué)、公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)等學(xué)科方向。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
人工智能在生物醫(yī)藥的應(yīng)用研究	腫瘤免疫治療技術(shù)
腸道微生態(tài)和穩(wěn)態(tài)免疫	智能輔助診斷技術(shù)
腦科學(xué)的神經(jīng)計(jì)算和類腦智能研究	基因編輯技術(shù)
類器官芯片機(jī)器生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究	基于基因組學(xué)大數(shù)據(jù)疾病預(yù)測與干預(yù)技術(shù)
腫瘤免疫治療	腦機(jī)接口技術(shù)
個(gè)體化腫瘤治療疫苗	智能可穿戴健康輔助設(shè)備
干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究	基于干細(xì)胞的組織重建與器官重塑技術(shù)
腫瘤微環(huán)境代謝異質(zhì)性與相互作用	人源化動(dòng)物模型技術(shù)
單細(xì)胞測序與疾病診斷	單細(xì)胞分析技術(shù)
3D打印技術(shù)在再生醫(yī)學(xué)的應(yīng)用研究	組織再生修復(fù)材料

工程管理

在工程管理領(lǐng)域的Top10工程研究前沿中，工業(yè)4.0下的可持續(xù)發(fā)展研究、機(jī)器視覺驅(qū)動(dòng)的施工管理、基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)韌性為重點(diǎn)解讀的前沿。

在工程管理領(lǐng)域的Top10工程開發(fā)前沿中，面向工程管理的可視化技術(shù)、面向工程安全的預(yù)警技術(shù)與方法、面向工程管理的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)為重點(diǎn)解讀的前沿。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
工業(yè)4.0下的可持續(xù)發(fā)展研究	面向工程管理的可視化技術(shù)
機(jī)器視覺驅(qū)動(dòng)的施工管理	面向工程安全的預(yù)警技術(shù)與方法
基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)韌性	面向工程管理的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)
大數(shù)據(jù)在遠(yuǎn)程健康監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用	智慧物流
高速鐵路網(wǎng)絡(luò)對城市發(fā)展的影響	風(fēng)險(xiǎn)評估與管理系統(tǒng)
共享社會經(jīng)濟(jì)路徑描述及其擴(kuò)展	車輛信息與資源共享系統(tǒng)
建筑信息模型與安全管理	智能醫(yī)療健康管理
能源互聯(lián)網(wǎng)分析研究	基于云計(jì)算的集成管理方法與技術(shù)
一帶一路下的物流、貿(mào)易和海運(yùn)管理	基于可穿戴設(shè)備的管理方法和技術(shù)
用于能源交易的區(qū)塊鏈聯(lián)盟研究	面向智能制造的質(zhì)量工程技術(shù)

國際比較

報(bào)告顯示，2019年度全球各國在前沿創(chuàng)新空前密集活躍，競爭日益激勵(lì)，Top10國家爭奪不斷激烈。

在全球研究前沿中第一作者核心論文篇均被引排名前十的國家或地區(qū)和全球開發(fā)前沿中第一專利權(quán)國家專利均被引排名前十的國家或地區(qū)中，美國各個(gè)領(lǐng)域的工程前沿均有涉及，前沿研究與開發(fā)活躍，首發(fā)和引領(lǐng)性穩(wěn)居全球首位。

我國在工程前沿上總體位居第2位，但在全球開發(fā)前沿的引領(lǐng)性（即開發(fā)前沿排名第一名的數(shù)量）與英國并列第4位。

全球研究前沿中第一作者核心論文篇均被引排名前十的國家或地區(qū)

全球開發(fā)前沿中第一專利權(quán)國家專利均被引排名前十的國家或地區(qū)

自2017年起，中國工程院聯(lián)合科睿唯安公司、高等教育出版社組織開展了“全球工程前沿”研究項(xiàng)目，期望能匯集全球工程科技人才的智慧，研判全球工程研究和工程開發(fā)重點(diǎn)前沿，把握全球發(fā)展戰(zhàn)略機(jī)遇，為人類應(yīng)對全球挑戰(zhàn)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展提供行動(dòng)參考。