人口健康领域科技进展与趋势分析

人口健康是重要的社会民生问题,科技的快速发展正在改变人口健康领域的研究范式,催生全新的疾病诊疗模式和健康产业业态。本文从生命科学和生物医药领域国际重要的规划和计划,以及领域最新进展和重大突破着手,分析了目前健康科技的发展新理念、新方向和新趋势,展望了未来健康科技的发展前景。分析结果显示,就目前健康科技的发展现状来看,颠覆性技术的发展和学科融合的推进正在重构健康服务体系;前沿生物技术的革新大幅提高了人类认识、解析生命及仿生与创制生命的能力,以及疾病认识和治疗水平;精准医学逐渐成为疾病防治临床实践主要模式。未来健康科技发展应进一步聚焦颠覆性技术和新兴技术的发展,着力提升我国健康管理水平,实现疾病早预防、早干预、精准治疗的目标,从而提高生命质量、降低医疗支出。     

北约未来军事新兴颠覆性技术规划分析及启示建议

颠覆性技术的发展和应用将对全球科技革命和产业变革产生巨大影响.梳理世界主要科技强国针对颠覆性技术相关科技创新规划,重点对北约科技组织《科技趋势:2020-2040》报告进行分析,发现未来20年军事领域新兴颠覆性技术将具有智能化、互联化、分布式、数字化四个主要特征,或催生精确战、自主程序与系统、战场网络、作战域拓展等军事...     

我国信息科技领域主要短板问题及研发建议

本文围绕信息科技的集成电路、操作系统和网络安全三大传统方向及量子计算、后量子密码和神经形态计算等颠覆性技术,深度剖析我国面临的诸多短板问题,分析国内外相关计划与重点。从夯实产业基础、布局新兴方向、打造操作系统生态系统、设立颠覆性技术重大计划等方面,对我国相关领域研究工作提出相应建议。     

美国DARPA近5年国防科研经费预算活动的趋势与特点

本文以美国国防部高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)发布的2019—2023财年研究、开发、试验与鉴定预算申请文件为依据，对近5年DARPA的经费预算总体情况和各科研活动阶段投向趋势进行了数据统计和可视化呈现，并进一步探究了项目变化情况，以及DARPA国防科研活动的特点。研究认为，DARPA近5年以来的国防科研经费预算资金重点投向了微电子、高超声速和人工智能等新兴领域，希望凭借这些领域的技术突破，实现美军现代化高端军事能力建设的目标。除了注重颠覆性技术研发以外，DARPA国防科研活动的另一个特点在于，注重新兴技术领域知识链、创新链和产业链的无缝集成，加强与工业界与军兵种的结合，实现研究成果向军兵种快速过渡，以期大力提升美军的未来作战能力。     

量子信息技术发展态势与规划分析

量子信息技术被认为是最具颠覆性的关键性新兴技术之一。近几年,主要国家密集出台重大发展战略与规划布局量子信息,世界知名企业纷纷投入重金抢占发展先机,同时,量子信息成为了国际著名智库、咨询机构、媒体的热议话题。种种迹象表明,量子信息技术正在加速从实验走向产业化,其战略意义正在不断提升,其变革未来科技、国家安全、国防军事、产业经济等领域的潜在能力备受关注。本文剖析了量子信息技术的发展历程、重点领域、主要发展趋势与国际发展动向,并针对我国情况提出了相关建议。     

合成生物学市场全球格局分析

<正>在过去几年的时间里,合成生物学研发吸引了越来越多公司的投资,新的基因编辑技术的应用前景进一步促进了合成生物学研究的发展,传统药品正被遗传工程产品、DNA测序和DNA合成技术所取代。虽然合成生物学市场还面临诸如政府管理规章和政策、生物安全与生物安保问题、生物武器等潜在风险和阻碍,但这些问题正被监管机构和研发机构加以解决。合成生物学市场利用高级计算和设计系统完全改变了传统对     

全球生物科技发展态势及对我国的启示

2019年,世界主要经济体加强生物科技领域战略布局,尤其是在生物经济方面提出国家级规划与路线图,在项目部署方面重视前沿颠覆性技术。本文首先梳理了美国、加拿大、欧盟、英国等国家和地区发布的生物经济战略、实施路线图和相关的项目部署。随后对全球生物科技领域的重要进展进行总结,重点关注研发现状和生物技术与其他技术之间交叉融合的大趋势。研究发现,全球生物科技发展呈现以下五点趋势:生物多样性保护形势严峻;生物资源挖掘利用更加深入;新兴技术与工具的快速发展推动生物科学与技术向纵深发展;人类修饰生命创造生命的能力不断提升促进工程生物学应用的不断扩展;全球科技交叉融合日益凸显。最后,基于政策和研发趋势,本文提出了制定国家生物经济发展战略、调整和优化学科布局、支持核心技术研发、制定和完善产业扶持政策等建议,以促进我国生物科技领域的创新发展。     

二阶锥规划方法对于时空域滤波器的优化设计与验证

时域滤波器和空域滤波器在信号处理领域具有广泛的应用．到目前为止已经有针对这些问题的大量优化设计准则，求解方法也各不相同，这些方法还存在缺点与不足，值得改进．提出了时域和空域滤波器优化设计的通用优化准则框架，将现有的大多数FIR滤波器优化设计问题、波束形成器优化设计问题纳入该统一的优化框架体系．研究发现，这些优化设计问题都可以转化成二阶锥规划的形式，然后利用已有的内点方法求解．该二阶锥规划方法具有非常大的灵活性，除了能实现现有文献中方法的功能外，还能克服它们对多个性能指标之问不能同时兼顾的缺点．还进一步运用二阶锥规划方法进行时、空域二维滤波器优化设计与矩阵空域滤波器设计．仿真实验结果验证了二阶锥规划方法的有效性．     

生物医学研究热点及意义

生物医学研究是目前发展最快、令人振奋的科技领域。本文概述了生物医学的发展趋势，并对生物医学前沿领域的研究热点，如基因组、蛋白质组、细胞信号转导机制、干细胞研究、神经科学研究、生物信息学等进行了分析。对生物技术领域的研究热点，如生物芯片技术、高效基因转移系统技术、组织工程技术和干细胞定向分化技术、基因敲除和敲入技术、克隆技术等进行了综述。提出研究中应该注意针对研究热点选题，注意多学科交叉和集团作战，同时注意知识产权保护。     

全固态激光及非线性光学频率变换技术

在众多的激光器件中,由半导体激光器泵浦的固体激光器（LDPSSL,简称全固态激光器）由于其转换效率高、光束质量好、工作稳定可靠,体积小、重量轻、寿命长,工作介质覆盖的波段广及运转方式多样,再加上与非线性光学频率变换技术相结合,可实现多种波长的动转,致使这类激光器具有逐步取代气体,游人本及传统固激光器的可能性,因此这类器件已经成为当前激光技术发展的主要方向,本文综述了全国态激光及非线性光学频率变换技术的发展及在激光与光电子领域中的地位与作用,概述了它们的基本理论,特点及关键技术,展示了其广阔的应用前景。     

活性毁伤材料及其应用技术研究进展

活性毁伤体制弹药战斗部技术,是武器毁伤领域近二十年发展起来的颠覆性前沿技术方向,为大幅度提升弹药战斗部威力开辟了新途径,成为支撑和引领高效毁伤技术发展的关键核心技术.本文首先从现役弹药战斗部威力形成方式着手,分析大幅提升威力面临的技术瓶颈,阐述活性毁伤体制弹药战斗部技术特点及优势.在此基础上,重点阐述活性毁伤材料技术、终点效应表征技术和武器化应用技术三方面研究进展.在活性毁伤材料技术方面,重点阐述材料体系、制备方法及力热化耦合响应等研究进展.在终点效应表征技术方面,重点阐述动能侵彻效应、化学能释放效应、结构毁伤增强效应、引燃和引爆增强效应等研究进展.在武器化应用技术方面,重点阐述活性毁伤材料在杀爆类、聚能类和侵彻类等弹药战斗部上应用研究进展,并讨论发展方向.     

微纳尺度3D打印

复杂三维微纳结构在微纳机电系统、生物医疗、组织工程、新材料、新能源、高清显示、微流控器件、微纳光学器件、微纳传感器、微纳电子、生物芯片、光电子和印刷电子等领域有着巨大的产业需求,然而现有的各种微纳制造技术无论从技术层面还是在生产率、成本、材料等方面还难以满足高效、低成本批量化制造复杂三维微纳结构的工业级应用的需求.高效、低成本批量化制造复杂三维微纳结构(尤其是大面积复杂三维微纳结构)一直被认为是一项国际化难题,也是当前国际上学术界和产业界的研究热点,以及亟待突破的瓶颈问题.微纳尺度3D打印(微纳结构增材制造)在复杂三维微纳结构、高深宽比微纳结构以及复合材料三维微纳结构制造方面具有突出的潜能和优势,而且还具有设备简单、成本低、可使用材料种类多、无需掩模或模具、直接成形的优点.微纳尺度3D打印被美国麻省理工学院(MIT)的《技术评论》列为2014年十大具有颠覆性的新兴技术.本文论述了近年国际上微纳尺度3D打印重要的研究进展和代表性研究成果,微纳尺度3D打印典型重大应用,阐述了微纳尺度3D打印当前面临的挑战性问题,并探讨了微纳尺度3D打印未来的应用前景和发展方向及趋势.为深入开展微纳尺度3D打印、增材制造和微纳制造的科学研究和工程化应用提供一定的借鉴和参考作用.     

重负载下双星LAN的一种数学模型

双星LAN是多星LAN的一种重要拓扑结构．有关学者在研究多星LAN时提出了著名的：个质访问控制方式——竞争-冲突淘汰（contention—collision cancellation，C—CC）方式．为了对C—CC进行数学建模研究，已经发表的文献均将多星看作单星，即对C—CC访问控制方式的单星LAN进行了建模研究．这些研究进展促进了星形LAN的发展．研究了双星LAN，完成了重负载下双星LANC—CC访问方式的数学建模与解析，并进行了仿真实验．这一问题的解决为多星LAN的应用提供了坚实的理论依据．     

全球量子计算发展态势分析

作为一项重要的颠覆性技术,量子计算的高速并行计算模式或将引发一场信息技术新革命,已成为世界各国抢占经济、军事、安全、科研等领域全方位优势的战略制高点。构建实用化的通用量子计算机已被称为"21世纪的太空竞赛"。本文回顾了近年来美、欧、日等主要国家和地区在量子计算方面的战略规划和项目部署,分析了量子计算技术的发展现状、面临的技术风险、未来发展趋势及产业应用动向。最后,对我国量子计算技术的发展提出了建议。     

基于边Laplacian一致性的多无人机编队控制方法

目前无人机技术发展迅速,其应用也逐步从军事领域扩展到民用领域,多智能体系统一致性理论的结果大大推进了多无人机编队控制的进展.本文考虑带速度、偏航角和高度3个回路的自动驾驶仪且纵向解耦和不确定性扰动的无人机模型,在非平衡拓扑下,给出了基于边Laplacian一致性的分布式编队控制算法.首先用反馈线性化方法对六模态非线性无人机模型进行预处理.其次将编队问题转变成一致性问题;然后基于边Laplacian方法,将一致性问题转化成稳定性问题.利用Backstepping设计系统李雅普诺夫函数,并给出了编队控制算法,通过李雅普诺夫稳定性理论,证明系统的收敛性,从而保证多无人机编队的实现.最后仿真验证系统受到不确定扰动时,仍有很好的鲁棒性,并能够按指定队形稳定飞行.     

碳中和背景下的国际绿色技术发展态势分析

绿色技术创新是实现绿色发展和碳中和的关键驱动力,正成为全球新一轮工业革命和科技竞争的重要新兴领域。本文调研梳理了主要国家和地区发布的促进绿色技术创新的战略规划,并基于全球绿色技术领域PCT专利的计量和文本聚类方法,分析了国际绿色技术的研发态势。结果表明,全球主要国家十分重视绿色技术战略布局,在工业、能源、交通等多个领域提出研发和应用推广规划。当前主要的发展趋势是降低关键绿色技术成本和进一步推动规模化应用。从专利分析结果看,2000年以来,全球绿色技术研发经历了快速增长、缓慢衰退和回升三个阶段;从技术领域看,能源领域是绿色技术研究最多的领域,专利数量占比达30.4%;美日德在绿色技术领域的研发处于领先地位,是绿色技术PCT专利主要技术来源国,中国绿色技术PCT专利申请数量虽然在不断增加,但仍与领先国家存在一定差距。对此,本文提出三点建议:1)抓住全球绿色复苏大趋势,完善绿色技术发展配套政策,进一步加强宏观布局和系统谋划,使之成为新的经济增长点;2)促进绿色技术在工业、交通、建筑、农业等多领域的发展和推广应用;3)加快构建可再生能源、氢能等多元清洁低碳能源体系,全面推进能源转型。     

小动物活体成像技术在泌尿系统肿瘤中的应用进展

泌尿系统肿瘤异质性高,易复发和转移。小动物活体成像技术是生物及医学研究领域的一项新兴技术,近年来,其在肿瘤发生发展机制的基础研究中不断深入,这些研究对患者临床诊断、肿瘤转移、预后的判断、抗肿瘤药物研发以及个体化治疗指导具有深远意义。本文纵览近年来相关文献,总结了小动物活体成像技术及其在泌尿系统肿瘤动物模型研究中的应用进展,以期对泌尿系肿瘤的临床诊断、治疗、疗效判断及抗肿瘤药物研发提供新思路。     

大规模多源遥感数据应用分析与系统实现

随着对地观测技术的发展,人类获取遥感数据的途径和方式也越来越多,遥感数据呈现出大数据的特征.本文通过对大规模多源遥感数据应用所面对的问题进行分析,总结出遥感数据具有总量大、来源多与文件格式不一致、多尺度与投影方式多样、结构复杂以及与其他领域数据具有较大差异等特点.针对大规模多源遥感数据的协同处理应用,提出了解决这类应用需要在统一的数据结构及抽象层次、生产及管理的统一剖分参考框架和分布式高性能处理3个方面开展工作,并介绍了多源数据协同定量遥感产品生产系统在这3方面的实现途径.     

编者按

正在量子理论和技术近百年的发展进程中,在对量子规律进行被动观测的基础上,对量子规律宏观体现这种"自上而下(top-down)"的应用,已使得人类在物质科学、信息科学和生命科学等领域获得了空前的发展,从根本上改变了人类的生活方式和社会面貌,促进了物质文明的空前进步.     

基于安全域的安全约束机组组合

鉴于电力系统安全稳定问题日益突出，有必要在电力系统的日前调度，即机组组合中考虑静态电压稳定和暂态稳定等与系统有功调度方式密切相关的安全性约束．然而，由于电力系统暂态稳定等问题本身的复杂性与现有方法的局限性，尚未见到在机组组合中考虑这些约束的相关报道．同时，由于缺少对不同调度方案的安全裕度进行定量评估的手段，至今在制定日前发电计划时难以有效地协调电力系统的经济性与安全性．针对上述问题，以安全域的方法学为基础，建立了一种可同时考虑系统运行经济性与安全性的多目标机组组合模型，首次在电力系统机组组合问题中同时考虑了支路潮流约束、静态电压稳定约束和暂态稳定约束．建立的模型以系统总运行成本、支路传输容量裕度、静态电压稳定裕度和暂态稳定裕度为优化子目标，通过子目标的权值，可以方便的调整对系统运行经济性与安全性的偏好，达到两者的兼顾．以IEEERTS-24节点系统为例，验证了所建立模型的正确性与有效性．