2023全球工程前沿

2023年12月20日，中國(guó)工程院、科睿唯安公司與高等教育出版社在京聯(lián)合發(fā)布《全球工程前沿2023》報(bào)告。

《全球工程前沿2023》報(bào)告由中國(guó)工程院全球工程前沿項(xiàng)目組編制，主要圍繞機(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)生和工程管理9個(gè)領(lǐng)域，共研判93項(xiàng)工程研究前沿和94項(xiàng)工程開(kāi)發(fā)前沿。

2023全球工程前沿呈現(xiàn)三大特征。一是，新興前沿持續(xù)演進(jìn)：新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展，機(jī)器人、大模型、量子芯片、合成生物學(xué)、泛基因組等新興技術(shù)不斷突破，為全球科技和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新提供新動(dòng)能。二是，交叉前沿融合創(chuàng)新：學(xué)科交叉融合持續(xù)推進(jìn)，人工智能、機(jī)器人、可再生能源等新技術(shù)加速向各領(lǐng)域滲透融合，邁向智能化、無(wú)人化、精準(zhǔn)化、低碳化，催生全球科技和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展新模式。三是，應(yīng)用前沿深入發(fā)展：以應(yīng)用場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)，以解決復(fù)雜問(wèn)題為導(dǎo)向，多目標(biāo)協(xié)同、多維度兼顧，統(tǒng)籌局部與整體、本體和環(huán)境、數(shù)量和質(zhì)量、品質(zhì)和效率，拓展全球科技與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的新格局。

工程前沿是指對(duì)工程科技未來(lái)發(fā)展有重大影響和引領(lǐng)作用的關(guān)鍵方向，是培育工程科技創(chuàng)新能力的重要指引，具有前瞻性、先導(dǎo)性和探索性的特征。根據(jù)前沿所處的創(chuàng)新階段，工程前沿可分為側(cè)重理論探索的工程研究前沿和側(cè)重實(shí)踐應(yīng)用的工程開(kāi)發(fā)前沿。全球工程前沿研究采用專(zhuān)家與數(shù)據(jù)多輪交互、迭代遴選研判的方法開(kāi)展。

據(jù)悉，2017年以來(lái)，中國(guó)工程院每年組織開(kāi)展全球工程前沿研究項(xiàng)目，依托中國(guó)工程院9個(gè)學(xué)部和中國(guó)工程院《工程》系列期刊研究團(tuán)隊(duì)，研判并發(fā)布當(dāng)年全球近百項(xiàng)工程研究前沿和工程開(kāi)發(fā)前沿，每年發(fā)布中英文全球工程前沿報(bào)告，以期發(fā)揮學(xué)術(shù)引領(lǐng)作用，引導(dǎo)工程科技和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

2023全球十大工程成就

2023年12月20日，由中國(guó)工程院院刊《Engineering》評(píng)選的 “2023全球十大工程成就”在京發(fā)布，期刊執(zhí)行主編、中國(guó)工程院陳建峰院士發(fā)布評(píng)選結(jié)果。2023年 “ 全球十大工程成就 ” 簡(jiǎn)介

ChatGPT

2022年11月30日，美國(guó)OpenAI公司推出聊天機(jī)器人產(chǎn)品ChatGPT。作為一種基于注意力學(xué)習(xí)機(jī)制的自然語(yǔ)言生成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，ChatGPT通過(guò)自監(jiān)督學(xué)習(xí)、有監(jiān)督微調(diào)和人在回路強(qiáng)化學(xué)習(xí)相互結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)文本內(nèi)容合成、機(jī)器翻譯、自動(dòng)文檔摘要、代碼生成等功能。ChatGPT是迄今為止通過(guò)自然語(yǔ)言交互獲得人工智能賦能最成功的產(chǎn)品之一，為人類(lèi)實(shí)現(xiàn)通用人工智能提供了一種范式。

中國(guó)空間站

2022年11月，中國(guó)空間站在歷經(jīng)11次發(fā)射任務(wù)后完成在軌組裝建造。中國(guó)空間站本體由3艙組成，入軌總質(zhì)量67.5噸，航天員活動(dòng)空間122立方米，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期3人、短期6人駐留，配備4臺(tái)獨(dú)特的LT-100型大功率霍爾電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)維持軌道運(yùn)行，采用先進(jìn)再生式生命保障技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源閉環(huán)利用。中國(guó)空間站的建成和運(yùn)行，將為人類(lèi)太空探索和開(kāi)發(fā)提供更加廣闊的前景和機(jī)會(huì)。

百億億次超級(jí)計(jì)算機(jī)

2022年5月30日，美國(guó)能源部橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與AMD合作建造的“FRONTIER”超級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以每秒1.1×1018次浮點(diǎn)運(yùn)算，被國(guó)際超級(jí)計(jì)算組織評(píng)為世界上運(yùn)行速度最快的計(jì)算機(jī)。作為全球首個(gè)突破每秒百億億次性能的計(jì)算機(jī)，“FRONTIER”超級(jí)計(jì)算機(jī)開(kāi)啟了E級(jí)計(jì)算的新時(shí)代，將為解決目前世界上最嚴(yán)峻的科學(xué)挑戰(zhàn)，如精確的氣候預(yù)測(cè)、核聚變模擬、新材料和新藥物研發(fā)等，提供更加有力的計(jì)算工具。

白鶴灘水電站

2022年12月20日，位于中國(guó)金沙江下游干流的白鶴灘水電站全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。電站大壩為300米級(jí)特高混凝土雙曲拱壩，在國(guó)際上首次全壩使用低熱水泥混凝土澆筑。電站安裝全球首批16臺(tái)單機(jī)容量百萬(wàn)千瓦的水輪發(fā)電機(jī)組，引領(lǐng)水力發(fā)電進(jìn)入單機(jī)百萬(wàn)千瓦新時(shí)代。白鶴灘水電站與三峽工程、葛洲壩工程、烏東德水電站、溪洛渡水電站、向家壩水電站，構(gòu)成了中國(guó)長(zhǎng)江上跨越1800千米的全球最大清潔能源走廊。

雙小行星重定向測(cè)試

2022年9月27日，美國(guó)國(guó)家航空航天局利用發(fā)射總質(zhì)量610千克的“雙小行星重定向測(cè)試”航天器，在距離地球1100萬(wàn)千米的太空中，以6.6千米/秒的相對(duì)速度，撞擊一組近地雙小行星系統(tǒng)中較小的一顆小行星，從而將其軌道周期縮短了32分鐘。這是人類(lèi)首次開(kāi)展的保護(hù)地球免受小行星撞擊威脅的測(cè)試任務(wù)，成功展示了人類(lèi)有目的地改變天體軌道運(yùn)動(dòng)的能力。

RTS,S/AS01瘧疾疫苗

2021年10月6日，世界衛(wèi)生組織首次建議在一些瘧疾傳播風(fēng)險(xiǎn)較高的地區(qū)給兒童接種RTS,S/AS01瘧疾疫苗。這是全球首款獲批的瘧疾疫苗，由英國(guó)葛蘭素史克公司與PATH MVI合作開(kāi)發(fā)。該瘧疾疫苗創(chuàng)新性地將惡性瘧原蟲(chóng)環(huán)子孢子蛋白CSP的C-末端序列與乙型肝炎病毒表面抗原融合、組裝成病毒樣顆粒結(jié)構(gòu)的亞單位疫苗，極大提高了免疫原性。瘧疾疫苗的研制成功是人類(lèi)抗擊瘧疾史上的重要的里程碑事件。

鴻蒙操作系統(tǒng)

2019年8月9日，華為公司發(fā)布了全新的基于微內(nèi)核、面向全場(chǎng)景的分布式操作系統(tǒng)——鴻蒙操作系統(tǒng)。鴻蒙系統(tǒng)首次將分布式架構(gòu)用于終端操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用戶跨終端無(wú)縫協(xié)同體驗(yàn)，采用全新的微內(nèi)核設(shè)計(jì)重塑終端設(shè)備可信安全，通過(guò)統(tǒng)一IDE支撐一次開(kāi)發(fā)，多端部署，實(shí)現(xiàn)跨終端生態(tài)共享。鴻蒙操作系統(tǒng)為人、設(shè)備、場(chǎng)景的互聯(lián)互通提供了解決方案，代表了面向全場(chǎng)景智慧時(shí)代的技術(shù)創(chuàng)新。

Spot & Atlas 機(jī)器人

近年來(lái)，美國(guó)波士頓動(dòng)力發(fā)布的每款新機(jī)器人都會(huì)給人們帶來(lái)了視覺(jué)上和認(rèn)知上的強(qiáng)烈沖擊。升級(jí)版的四足機(jī)器人Spot，具有360度避障功能，可以在不同地形、環(huán)境下行走、跑步、攀爬等；新一代Atlas雙足人形機(jī)器人，擁有28個(gè)自由度，可以自然連貫地完成跳躍、翻滾、倒立、跳舞、跑酷等動(dòng)作。波士頓動(dòng)力機(jī)器人代表了當(dāng)今機(jī)器人研發(fā)的最先進(jìn)水平，呈現(xiàn)出廣闊的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景。

鋰離子動(dòng)力電池

鋰離子動(dòng)力電池以鋰離子嵌入化合物為正極材料、以碳素材料為負(fù)極材料，具有高能量密度、長(zhǎng)壽命、輕量環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，鋰離子動(dòng)力電池關(guān)鍵核心技術(shù)不斷突破，電池系統(tǒng)能量密度達(dá)到255Wh/kg，循環(huán)壽命超過(guò)5000次，熱擴(kuò)散時(shí)間提高至大于24小時(shí)，安全性能大大提升。作為一種新型能源存儲(chǔ)技術(shù)，鋰離子動(dòng)力電池已在電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)輕型車(chē)、電動(dòng)工具、航空航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

無(wú)人駕駛航空器

無(wú)人駕駛航空器是由人為遠(yuǎn)程操作或自主程序控制、可執(zhí)行多種任務(wù)的無(wú)人飛行器。近年來(lái)，隨著動(dòng)力技術(shù)、懸停技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、人機(jī)交互、集群技術(shù)、人工智能的不斷突破，無(wú)人機(jī)快速邁向智能化、小型化、集群化、體系化。大疆、Parrot、3D Robotics等公司引領(lǐng)全球無(wú)人機(jī)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。作為一種具備高度靈活性的運(yùn)載工具，無(wú)人駕駛航空器在軍事及民用等諸多領(lǐng)域表現(xiàn)出極具潛力的應(yīng)用前景。