世界主要國(guó)家工程科技重大計(jì)劃與前沿問(wèn)題

編者按

科技創(chuàng)新是深刻影響人類(lèi)文明走向和進(jìn)程的重要要素，在某種意義上決定著一個(gè)國(guó)家、一個(gè)民族的興衰和命運(yùn)。當(dāng)今世界，科技創(chuàng)新浪潮迭起，世界主要國(guó)家大力推進(jìn)中長(zhǎng)期科技戰(zhàn)略規(guī)劃，旨在準(zhǔn)確把握、及時(shí)布局科技創(chuàng)新的方向和重點(diǎn)，以掌握競(jìng)爭(zhēng)、發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。

中國(guó)工程院院刊《中國(guó)工程科學(xué)》2017年第1期刊發(fā)《世界主要國(guó)家工程科技重大計(jì)劃與前沿問(wèn)題綜述》，梳理了近年來(lái)世界各主要國(guó)家工程科技領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略計(jì)劃和措施，簡(jiǎn)要分析了當(dāng)前工程科技主要領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r、水平，并對(duì)世界各主要國(guó)家工程科技領(lǐng)域重大戰(zhàn)略計(jì)劃的目標(biāo)、路徑與內(nèi)容進(jìn)行了比較分析，提出了當(dāng)前工程科技主要領(lǐng)域的前沿問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)。

一、前言

科技創(chuàng)新發(fā)展是深刻影響人類(lèi)文明走向和進(jìn)程的重要要素，在某種意義上決定著一個(gè)國(guó)家、一個(gè)民族的興衰和命運(yùn)。當(dāng)今世界，科技創(chuàng)新浪潮迭起，世界主要國(guó)家大力推進(jìn)中長(zhǎng)期科技戰(zhàn)略規(guī)劃，旨在準(zhǔn)確把握、及時(shí)布局科技創(chuàng)新的方向和重點(diǎn)，以掌握競(jìng)爭(zhēng)、發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。

本文梳理了近年來(lái)世界各主要國(guó)家工程科技領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略計(jì)劃和措施，簡(jiǎn)要分析了當(dāng)前工程科技主要領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r、水平，并對(duì)世界各主要國(guó)家工程科技領(lǐng)域重大戰(zhàn)略計(jì)劃的目標(biāo)、路徑與內(nèi)容進(jìn)行了比較分析，提出了當(dāng)前工程科技主要領(lǐng)域的前沿問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)。

二、世界各主要國(guó)家工程科技領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略計(jì)劃

集中優(yōu)勢(shì)力量部署重大工程科技戰(zhàn)略計(jì)劃是世界各主要國(guó)家推進(jìn)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的重要手段，為實(shí)現(xiàn)國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)提供了有力支撐。本文梳理了近幾年世界各主要國(guó)家發(fā)布的工程科技領(lǐng)域的重大戰(zhàn)略計(jì)劃，分析其關(guān)注的前沿?zé)狳c(diǎn)和主要技術(shù)方向。

（一）美國(guó)

美國(guó)重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃一部分出自國(guó)家層面，另一部分是各類(lèi)智庫(kù)提出的咨詢報(bào)告和建議，兩者共同支撐了一系列體現(xiàn)國(guó)家戰(zhàn)略意圖的科技計(jì)劃的出臺(tái)。

近幾年，美國(guó)白宮科技政策辦公室（OSTP）、國(guó)家科學(xué)技術(shù)理事會(huì)（NSTC）、國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）、戰(zhàn)略與國(guó)際研究中心（CSIS）等國(guó)家相關(guān)部門(mén)以及麥肯錫等咨詢公司相繼發(fā)布了各類(lèi)重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃和科技戰(zhàn)略研究報(bào)告，其主要聚焦的領(lǐng)域和技術(shù)方向見(jiàn)表1。 

除以上綜合性的重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃外，美國(guó)還發(fā)布了很多領(lǐng)域、行業(yè)發(fā)展計(jì)劃，如《先進(jìn)制造業(yè)：聯(lián)邦政府優(yōu)先技術(shù)領(lǐng)域概要》《四年度技術(shù)評(píng)估》《推進(jìn)創(chuàng)新神經(jīng)技術(shù)腦研究計(jì)劃》《材料基因組計(jì)劃》《美國(guó)2050年遠(yuǎn)景：國(guó)家綜合運(yùn)輸系統(tǒng)》等等?？傮w上看，美國(guó)在工程科技各領(lǐng)域均部署了不同層面的科技戰(zhàn)略計(jì)劃，其中對(duì)先進(jìn)制造、清潔能源、精密醫(yī)療、大數(shù)據(jù)及先進(jìn)計(jì)算技術(shù)等方面關(guān)注度頗高。

（二）歐洲

2013年，歐盟在“里斯本戰(zhàn)略”落幕的同時(shí)迎來(lái)了“歐盟2020戰(zhàn)略”的啟動(dòng)。作為落實(shí)歐盟發(fā)展戰(zhàn)略的主要操作工具，新的研究與創(chuàng)新框架計(jì)劃——“地平線2020”于2013年12月11日正式啟動(dòng)，為期7年（2014—2020），以期依靠科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)“智能、包容和可持續(xù)發(fā)展”的增長(zhǎng)模式?！暗仄骄€2020”聚焦三大戰(zhàn)略目標(biāo)：打造卓越科學(xué)、成為全球工業(yè)領(lǐng)袖、成功應(yīng)對(duì)社會(huì)挑戰(zhàn)，其中，工程科技相關(guān)領(lǐng)域的部署計(jì)劃如表2所示。 

綜上可見(jiàn)，歐盟整個(gè)科技與創(chuàng)新框架體系全方位覆蓋創(chuàng)新領(lǐng)域，包括人口健康，食品安全，可持續(xù)農(nóng)業(yè)、海洋和海事研究，安全、清潔和高效的能源，智能、綠色和綜合交通運(yùn)輸體系，氣候變化以及社會(huì)安全等多個(gè)領(lǐng)域，其中對(duì)工業(yè)技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域關(guān)注度相對(duì)較高。

蘭德公司（歐洲）認(rèn)為數(shù)字技術(shù)與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展在各個(gè)方面呈現(xiàn)出越來(lái)越緊密的關(guān)系，研究提出在“地平線2020”計(jì)劃中對(duì)塑造和提高歐盟研發(fā)、創(chuàng)新能力具有關(guān)鍵作用的10個(gè)與數(shù)字技術(shù)相關(guān)的主題，并分析了未來(lái)趨勢(shì)，如表3所示

英國(guó)從2002年開(kāi)始開(kāi)展第三輪技術(shù)預(yù)見(jiàn)，并于2010年發(fā)布了《技術(shù)與創(chuàng)新未來(lái)：英國(guó)2030年的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)》，對(duì)英國(guó)面向2030年的技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了系統(tǒng)性預(yù)見(jiàn)，提出四大領(lǐng)域的53項(xiàng)至關(guān)重要的技術(shù)，如表4所示。 

德國(guó)近幾年也出臺(tái)了多個(gè)研究創(chuàng)新計(jì)劃，包括能源轉(zhuǎn)型的哥白尼克斯計(jì)劃、IT安全研究計(jì)劃、基因組編輯新方法對(duì)社會(huì)影響研究計(jì)劃等。2010年出臺(tái)了《德國(guó)2020高技術(shù)戰(zhàn)略——思想·創(chuàng)新·增長(zhǎng)》，2013年提出新的高技術(shù)戰(zhàn)略計(jì)劃——“工業(yè)4.0”，支持工業(yè)領(lǐng)域新一代革命性技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，搶占新一輪工業(yè)革命的先機(jī)。

法國(guó)于2015年5月提出了“未來(lái)工業(yè)”戰(zhàn)略，包含新型物流、新型能源、可持續(xù)發(fā)展城市、生態(tài)出行和未來(lái)交通、未來(lái)醫(yī)療、數(shù)據(jù)經(jīng)濟(jì)、智慧物體、熟悉安全和智慧飲食等九個(gè)項(xiàng)目。并于同年7月出臺(tái)了《綠色轉(zhuǎn)換能源法案》，提出限定核能發(fā)電量、降低化石能源消耗、提升可再生能源在能源總消耗中的比例，并且到2050年能源消耗量降低一半。

（三）日本

日本從1971年開(kāi)始組織了世界上首次大規(guī)模的技術(shù)預(yù)見(jiàn)，此后每5年進(jìn)行一次，每次技術(shù)預(yù)見(jiàn)結(jié)果都用來(lái)支撐日本不同重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃的制定。2015年，日本進(jìn)行了第10次科技預(yù)測(cè)調(diào)查，為日本部署第五期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃提供了依據(jù)。日本內(nèi)閣會(huì)議于2016年1月22日審議通過(guò)了《第五期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃（2016—2020）》，提出未來(lái)10年日本將大力推進(jìn)和實(shí)施科技創(chuàng)新政策，把日本建成“世界上最適宜創(chuàng)新的國(guó)家”，主要包括以下幾個(gè)方面。

 1. 超智能社會(huì)

在全世界迎來(lái)第四次產(chǎn)業(yè)革命的背景下，日本將以制造業(yè)為核心，靈活利用信息通信技術(shù)，基于互聯(lián)網(wǎng)或物聯(lián)網(wǎng)，打造世界領(lǐng)先的“超智能社會(huì)（5.0社會(huì)）”。日本將優(yōu)先推進(jìn)《科技創(chuàng)新綜合戰(zhàn)略2015》中已確定的11個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)工作：能源價(jià)值鏈優(yōu)化系統(tǒng)、地球環(huán)境信息平臺(tái)、高效基礎(chǔ)設(shè)施的維護(hù)管理更新系統(tǒng)、防抗自然災(zāi)害的社會(huì)系統(tǒng)、高速道路交通系統(tǒng)、新型制造系統(tǒng)、綜合型材料開(kāi)發(fā)系統(tǒng)、地方治理系統(tǒng)、工作流程管理系統(tǒng)、智能食物鏈系統(tǒng)以及智能生產(chǎn)系統(tǒng)。

2. 共性技術(shù)研發(fā)

日本政府提出，將不斷完善知識(shí)產(chǎn)權(quán)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化戰(zhàn)略，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)安全、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建、大數(shù)據(jù)解析、人工智能等服務(wù)平臺(tái)，開(kāi)展必不可少的共性技術(shù)研發(fā)，同時(shí)，圍繞機(jī)器人、傳感器、生物技術(shù)、納米技術(shù)和材料、光量子等能夠創(chuàng)造新價(jià)值的核心優(yōu)勢(shì)技術(shù)，設(shè)定富有挑戰(zhàn)性的中長(zhǎng)期發(fā)展目標(biāo)并為之付出努力，從而提升日本的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

3. 積極應(yīng)對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

為了及早解決日本國(guó)內(nèi)及全球面臨的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展挑戰(zhàn)，日本政府預(yù)先選定了要通過(guò)科技創(chuàng)新解決的13個(gè)重點(diǎn)政策課題，如表5所示。

2016年4月，日本內(nèi)閣府與科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)（JST）聯(lián)合提出包含16個(gè)領(lǐng)域的綜合性科技創(chuàng)新計(jì)劃——“日本顛覆性技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃（ImPACT）”[8]。同年6月，日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所（AIST）發(fā)布了《2030年研究戰(zhàn)略》，提出了日本產(chǎn)業(yè)與科技創(chuàng)新的重點(diǎn)發(fā)展方向，主要內(nèi)容見(jiàn)表6。 

綜合日本各項(xiàng)重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃可以看出，日本近幾年關(guān)注的工程科技發(fā)展方向主要集中在智能產(chǎn)業(yè)、能源資源以及醫(yī)療和人口健康等方面。

（四）中國(guó)

中國(guó)共產(chǎn)黨第十八次全國(guó)代表大會(huì)提出實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，推動(dòng)以科技創(chuàng)新為核心的全面創(chuàng)新，繼而陸續(xù)提出了“中國(guó)制造2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國(guó)、海洋強(qiáng)國(guó)、航天強(qiáng)國(guó)、健康中國(guó)、“一帶一路”建設(shè)、京津冀協(xié)同發(fā)展、長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展等一系列國(guó)家戰(zhàn)略，并通過(guò)實(shí)施全面系統(tǒng)的科技規(guī)劃推動(dòng)創(chuàng)新發(fā)展。2016年中央頒布了《國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，明確提出了建設(shè)世界科技強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)，之后，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，明確了“十三五”時(shí)期科技創(chuàng)新的總體思路、發(fā)展目標(biāo)、主要任務(wù)和重大舉措，在電子信息、先進(jìn)制造、能源、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、生物健康以及太空、海洋開(kāi)發(fā)利用領(lǐng)域都進(jìn)行了相應(yīng)布局，進(jìn)而，面向2030年部署了一批體現(xiàn)國(guó)家戰(zhàn)略意圖的重大科技項(xiàng)目與工程，形成遠(yuǎn)近結(jié)合、梯次接續(xù)的系統(tǒng)布局。

三、世界各國(guó)重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃的比較分析

對(duì)美國(guó)、歐盟、日本和中國(guó)的各項(xiàng)重大科技戰(zhàn)略計(jì)劃中與工程科技相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行聚類(lèi)分析，以發(fā)掘世界各主要國(guó)家共同關(guān)注及各自重點(diǎn)關(guān)注的工程科技技術(shù)方向。

各國(guó)（地區(qū)）對(duì)工程科技的共同關(guān)注點(diǎn)主要集中在信息、先進(jìn)制造、能源和生物技術(shù)四大領(lǐng)域。

信息領(lǐng)域：大數(shù)據(jù)、云技術(shù)、人工智能和量子技術(shù)等當(dāng)今熱點(diǎn)技術(shù)受到廣泛關(guān)注，同時(shí)，大數(shù)據(jù)發(fā)展帶來(lái)的對(duì)先進(jìn)計(jì)算技術(shù)的需求，以及互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展帶來(lái)的網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題也受到各國(guó)重視。

先進(jìn)制造領(lǐng)域：智能感知傳感器技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)以及面向個(gè)性化制造的3D打印技術(shù)是關(guān)注熱點(diǎn)。

能源領(lǐng)域：可再生能源和清潔能源技術(shù)是未來(lái)主要發(fā)展方向，各國(guó)對(duì)氫能、核能技術(shù)有所部署，節(jié)能和儲(chǔ)能技術(shù)也備受關(guān)注。

生物技術(shù)領(lǐng)域：合成生物、基因組學(xué)和生物分子技術(shù)受到關(guān)注，腦科學(xué)研究也越來(lái)越受到重視。

各國(guó)在工程科技重大計(jì)劃部署上各具特色：

美國(guó)對(duì)安全方面的技術(shù)關(guān)注度較高，對(duì)國(guó)土安全、新型武器和情報(bào)等方面進(jìn)行技術(shù)部署。

日本由于其國(guó)家自然地理?xiàng)l件較為特殊，對(duì)災(zāi)害和地質(zhì)相關(guān)技術(shù)更為關(guān)注，同時(shí)十分重視核廢料回收。

歐盟的工程科技重大計(jì)劃部署與國(guó)際大趨勢(shì)基本吻合，但歐洲各國(guó)的關(guān)注點(diǎn)則各有側(cè)重。

中國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)、轉(zhuǎn)基因和育種技術(shù)較為重視，同時(shí)對(duì)煤炭和煤層氣技術(shù)較為關(guān)注。在電子技術(shù)方面，由于中國(guó)技術(shù)基礎(chǔ)相對(duì)較弱，成為制約科技發(fā)展的瓶頸，因而在集成電路和電子芯片等方面加強(qiáng)了部署。此外，軌道交通、中醫(yī)藥等優(yōu)勢(shì)技術(shù)也受到進(jìn)一步重視。

四、世界工程科技領(lǐng)域前沿問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前，全球進(jìn)入密集創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革孕育加速的時(shí)代，工程科技各領(lǐng)域在技術(shù)牽引和需求推動(dòng)的雙重動(dòng)力下正在加速發(fā)展，結(jié)合世界各主要國(guó)家重大科技計(jì)劃的梳理分析，整理當(dāng)前世界工程科技各領(lǐng)域前沿問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)如下。

（一）智能、綠色、高效技術(shù)發(fā)展推動(dòng)化石能源清潔化、新能源經(jīng)濟(jì)化、能源服務(wù)智能化

煤炭開(kāi)發(fā)向安全、高效、綠色、智能開(kāi)采方向發(fā)展，煤炭利用朝著高效、節(jié)能、節(jié)水和清潔方向發(fā)展。

非常規(guī)油氣和海洋深水油氣成為世界油氣儲(chǔ)量與產(chǎn)量的新增長(zhǎng)點(diǎn)，油氣資源勘探開(kāi)發(fā)向海底化、智能化、復(fù)合化方向發(fā)展。

核電發(fā)展更加強(qiáng)調(diào)安全性和可持續(xù)性?？稍偕茉吹募夹g(shù)研發(fā)向大型化、高效低成本方向發(fā)展，而可再生能源利用則是朝著多能互補(bǔ)、冷熱電聯(lián)產(chǎn)與綜合利用方向發(fā)展。

電力工程技術(shù)發(fā)展特征是安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、智能開(kāi)放，構(gòu)建智能電網(wǎng)，發(fā)展大規(guī)?？稍偕茉唇尤爰夹g(shù)、融合分布式可再生能源的微電網(wǎng)技術(shù)、直流電網(wǎng)或交直流電網(wǎng)模式。

非能源礦業(yè)向?qū)崿F(xiàn)深部資源的安全開(kāi)采和高效回收方向發(fā)展。

（二）著眼環(huán)境質(zhì)量對(duì)人類(lèi)健康的影響，全球全過(guò)程復(fù)合污染控制與生態(tài)協(xié)同修復(fù)成為趨勢(shì)

當(dāng)前，世界范圍不同階段、不同層面、不同特征的環(huán)境生態(tài)問(wèn)題共存，既有重工業(yè)發(fā)展區(qū)域面臨的傳統(tǒng)重工業(yè)污染及新型污染、多重復(fù)合型污染問(wèn)題，也有工業(yè)化區(qū)域面臨的生態(tài)環(huán)境深度改善及全球化環(huán)境改善難題。削減源頭污染、清潔生產(chǎn)成為改善環(huán)境質(zhì)量的關(guān)鍵，復(fù)合與新型污染物高效深度處理是解決點(diǎn)源及部分面源污染問(wèn)題的關(guān)鍵，大區(qū)域、流域生態(tài)與土壤修復(fù)大面積展開(kāi)，環(huán)境基準(zhǔn)與人體健康影響研究成為關(guān)注焦點(diǎn)，大尺度環(huán)境監(jiān)測(cè)及快速預(yù)警應(yīng)急技術(shù)得到快速發(fā)展。

（三）信息技術(shù)亟須突破計(jì)量、感知、計(jì)算和使能技術(shù)與體制瓶頸，大力推進(jìn)泛在智能和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)

當(dāng)前，以測(cè)量、通信、計(jì)算為三大支柱的信息電子技術(shù)在精度、速度、廣度、深度等方面的要求越來(lái)越高。新一代計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)和高精度測(cè)量技術(shù)長(zhǎng)足發(fā)展，感知技術(shù)趨向體制革新、高性能與智能化，使能材料和器件技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)工業(yè)不斷升級(jí)，網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)呈現(xiàn)“千億級(jí)人—網(wǎng)—物三元互聯(lián)”，計(jì)算技術(shù)向超高性能、超低功耗、超高通量和多計(jì)算范式等方向發(fā)展，軟件技術(shù)向高智能、高聚合、高適應(yīng)方向發(fā)展。

（四）材料發(fā)展呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能一體化，材料器件一體化、納米化與復(fù)合化，支撐產(chǎn)品功能創(chuàng)新和性能優(yōu)化

世界各國(guó)高度重視新材料的創(chuàng)新研發(fā)，力圖在新能源材料、節(jié)能環(huán)保材料、納米材料、生物材料、醫(yī)療和健康材料、信息材料等領(lǐng)域的未來(lái)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中搶占一席之地。新材料不斷更新?lián)Q代，硅材料發(fā)展推動(dòng)微電子芯片集成度及信息處理速度大幅提高，成本不斷降低；碳化硅、氮化鎵寬禁帶材料為新一代射頻高能效、高功率器件開(kāi)辟了廣闊的市場(chǎng)前景；低溫共燒陶瓷（LTCC）技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)取得重要突破，大量無(wú)源電子元件整合于同一基板內(nèi)已成為可能。此外，變革新材料研發(fā)模式逐漸成為關(guān)注的重點(diǎn)。

（五） 制造技術(shù)與信息技術(shù)深度融合，推動(dòng)裝備制造智能化

人工智能、物聯(lián)網(wǎng)與自動(dòng)化的融合為傳統(tǒng)制造業(yè)賦予了新能力，人工智能與機(jī)器人逐漸得到廣泛應(yīng)用，增材制造開(kāi)創(chuàng)生產(chǎn)和商業(yè)的新模式，儀器儀表向小型化、多功能、智能化方向發(fā)展，共同促進(jìn)了以生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化為標(biāo)志的第四次工業(yè)革命的發(fā)展。

（六）流程工業(yè)聚焦低碳、循環(huán)、減量、高效，廣泛建立生態(tài)工業(yè)鏈接，發(fā)展智能工廠

流程工業(yè)正在向綠色化、生態(tài)化方向發(fā)展，通過(guò)建立廣泛的生態(tài)工業(yè)鏈接，減少化石燃料消耗和污染物排放，通過(guò)智能化工程，不斷提升流程工業(yè)的效率效益。未來(lái)，流程工業(yè)各行業(yè)將進(jìn)一步調(diào)整企業(yè)結(jié)構(gòu)、流程結(jié)構(gòu)、資源結(jié)構(gòu)、耗能結(jié)構(gòu)，提高能源效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)約化和高效化生產(chǎn)。

（七）瞄準(zhǔn)低能耗、高可靠、綠色化與智能化，發(fā)展智慧城市和高品質(zhì)、強(qiáng)安全基礎(chǔ)設(shè)施

當(dāng)前，人類(lèi)社會(huì)已真正進(jìn)入“城市世紀(jì)”，綠色建筑設(shè)計(jì)和城市設(shè)計(jì)得到廣泛關(guān)注，智慧城市成為世界主要經(jīng)濟(jì)體城市發(fā)展的新引擎；新型結(jié)構(gòu)體系不斷涌現(xiàn)，工程結(jié)構(gòu)的可靠性、耐久性及全壽命設(shè)計(jì)理念得到初步實(shí)現(xiàn)；水安全保障體系呈現(xiàn)出全球化、多元化趨勢(shì)，智慧水系統(tǒng)和水資源再生技術(shù)得到了持續(xù)關(guān)注。

（八）構(gòu)建主動(dòng)控制型綜合交通系統(tǒng)，推動(dòng)運(yùn)載工具智能化、交通設(shè)施智慧化、管理服務(wù)協(xié)同化

在“綠色、智能、泛在”為特征的群體性重大技術(shù)變革之下，交通運(yùn)輸成為大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能制造、新能源和新材料等新興技術(shù)的重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，交通運(yùn)輸工具向節(jié)能環(huán)保、高效智能、安全便捷的方向發(fā)展，高速鐵路技術(shù)創(chuàng)新主題由功能設(shè)計(jì)逐步轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)運(yùn)營(yíng)安全保障、運(yùn)營(yíng)品質(zhì)提升與維護(hù)，網(wǎng)聯(lián)化、協(xié)同化和智慧化的綜合交通體系正在逐步形成，精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、高效的交通應(yīng)急搜救與安全保障體系也得到日益重視。

（九）海洋空間探測(cè)與應(yīng)用技術(shù)向更廣、更深、更精方向發(fā)展

海洋空間仍然是世界主要國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。世界主要航天國(guó)家正在推進(jìn)高可靠、高效費(fèi)比的天地往返運(yùn)輸能力建設(shè)，支撐載人航天與深空探測(cè)發(fā)展，面向空間信息的高效泛在應(yīng)用，構(gòu)建天地一體化衛(wèi)星應(yīng)用與服務(wù)體系。海洋環(huán)境立體綜合觀測(cè)與智能服務(wù)系統(tǒng)得到廣泛關(guān)注，海洋資源勘查及開(kāi)發(fā)走向多樣化、精準(zhǔn)化并向深遠(yuǎn)海方向發(fā)展，海水資源和海洋能高效綜合利用技術(shù)攻關(guān)方興未艾。

（十）生物與信息技術(shù)推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色革命，大力發(fā)展精準(zhǔn)化、集約化、高值化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、信息技術(shù)迅猛發(fā)展，成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要引擎。新的綠色革命推動(dòng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)改造升級(jí)，包括生物化、信息化、無(wú)害化、循環(huán)化和標(biāo)準(zhǔn)化等方面，發(fā)達(dá)國(guó)家圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精準(zhǔn)化、集約化、高值化已開(kāi)始了新一輪的戰(zhàn)略部署。種質(zhì)資源保護(hù)與創(chuàng)新成為世界各國(guó)的前瞻性戰(zhàn)略，生物基因組學(xué)成為國(guó)際種業(yè)競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)；世界各國(guó)十分重視重大動(dòng)物疫病及人畜共患病的影響，發(fā)達(dá)國(guó)家在生物技術(shù)防控動(dòng)植物重大疫病方面處于引領(lǐng)地位；農(nóng)業(yè)資源高效利用、循環(huán)經(jīng)濟(jì)及生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)成為國(guó)際關(guān)注焦點(diǎn)；智慧農(nóng)業(yè)工程科技的發(fā)展已成為國(guó)際上現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展的前沿；全球農(nóng)產(chǎn)品加工向多領(lǐng)域、多梯度和高科技方向發(fā)展。

（十一）健康優(yōu)先、預(yù)防為主，推進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、再生醫(yī)學(xué)、藥物創(chuàng)新研究，提升醫(yī)療衛(wèi)生信息化水平

21世紀(jì)以來(lái)，醫(yī)學(xué)研究更加注重對(duì)人類(lèi)健康的研究，從而使以“治病救人”為導(dǎo)向的診療醫(yī)學(xué)向“防病健身”的預(yù)防醫(yī)學(xué)方向發(fā)展。慢性病防控已經(jīng)成為全球戰(zhàn)略行動(dòng)，新發(fā)傳染病防控及診治技術(shù)是國(guó)際社會(huì)長(zhǎng)期關(guān)注的熱點(diǎn)；組學(xué)與大數(shù)據(jù)分析推動(dòng)了個(gè)體化醫(yī)學(xué)、整合醫(yī)學(xué)的發(fā)展；再生醫(yī)學(xué)正成為生命科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)研究重點(diǎn)，有望為人類(lèi)難以治療的疾病帶來(lái)福音；認(rèn)知與行為科學(xué)研究為精神疾病和神經(jīng)疾病的預(yù)防和治療提供全新技術(shù),并將促進(jìn)人工智能的發(fā)展；遺傳學(xué)篩查和細(xì)胞治療等成為生殖醫(yī)學(xué)研究重點(diǎn)；基因調(diào)控與基因工程為藥物工程帶來(lái)新革命；中藥資源保護(hù)與利用先進(jìn)生物技術(shù)發(fā)展中醫(yī)藥學(xué)成為中醫(yī)藥現(xiàn)代化的必然要求；數(shù)字醫(yī)學(xué)、生物3D打印、微創(chuàng)及精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)工程技術(shù)為醫(yī)學(xué)與健康領(lǐng)域帶來(lái)了顛覆性的變化。

（十二）以預(yù)防、應(yīng)對(duì)和韌性為核心，推進(jìn)公共安全向風(fēng)險(xiǎn)綜合化、預(yù)測(cè)專業(yè)化、處置高效化和保障一體化方向發(fā)展

在全球化、新技術(shù)以及個(gè)人社會(huì)角色轉(zhuǎn)變的推動(dòng)下，公共安全已逐步上升到世界各主要國(guó)家的國(guó)家戰(zhàn)略高度。當(dāng)前，公共安全綜合保障強(qiáng)調(diào)監(jiān)測(cè)、預(yù)警、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)并向智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展，交通安全向系統(tǒng)安全性與可靠性方向發(fā)展，?；钒踩芯筷P(guān)注全生命周期各環(huán)節(jié)，全鏈條、大尺度下的水安全管理技術(shù)仍是關(guān)注重點(diǎn)，而防恐反恐科技成為全世界重要關(guān)注點(diǎn)。

五、結(jié)語(yǔ)

世界各主要國(guó)家為了加強(qiáng)超前部署及集中優(yōu)勢(shì)力量推進(jìn)重大技術(shù)突破提出發(fā)展戰(zhàn)略、重大科技計(jì)劃，以期實(shí)現(xiàn)國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)，推進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)進(jìn)步，贏取全球競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。本文梳理了世界各主要國(guó)家近年來(lái)的重大科技計(jì)劃，分析了世界工程科技領(lǐng)域的主要關(guān)注方向和布局。當(dāng)前，我國(guó)科技創(chuàng)新從跟蹤為主轉(zhuǎn)向跟蹤和并跑、領(lǐng)跑并存的新階段，因此，及時(shí)把握世界科技前沿、進(jìn)展和發(fā)展態(tài)勢(shì)，分析科技創(chuàng)新布局，對(duì)描繪我國(guó)科技發(fā)展藍(lán)圖、制定科技發(fā)展路徑具有重要借鑒意義。