2023全球工程前沿

2023年12月20日，中國工程院、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》報告。

《全球工程前沿2023》報告由中國工程院全球工程前沿項目組編制，主要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，環(huán)境與輕紡工程，農(nóng)業(yè)，醫(yī)藥衛(wèi)生和工程管理9個領(lǐng)域，共研判93項工程研究前沿和94項工程開發(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)用場景驅(qū)動，以解決復(fù)雜問題為導(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。

工程前沿是指對工程科技未來發(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)重實踐應(yīng)用的工程開發(fā)前沿。全球工程前沿研究采用專家與數(shù)據(jù)多輪交互、迭代遴選研判的方法開展。

據(jù)悉，2017年以來，中國工程院每年組織開展全球工程前沿研究項目，依托中國工程院9個學(xué)部和中國工程院《工程》系列期刊研究團(tuán)隊，研判并發(fā)布當(dāng)年全球近百項工程研究前沿和工程開發(fā)前沿，每年發(fā)布中英文全球工程前沿報告，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，由中國工程院院刊《Engineering》評選的 “2023全球十大工程成就”在京發(fā)布，期刊執(zhí)行主編、中國工程院陳建峰院士發(fā)布評選結(jié)果。2023年 “ 全球十大工程成就 ” 簡介

ChatGPT

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

中國空間站

2022年11月，中國空間站在歷經(jīng)11次發(fā)射任務(wù)后完成在軌組裝建造。中國空間站本體由3艙組成，入軌總質(zhì)量67.5噸，航天員活動空間122立方米，可實現(xiàn)長期3人、短期6人駐留，配備4臺獨特的LT-100型大功率霍爾電推進(jìn)發(fā)動機維持軌道運行，采用先進(jìn)再生式生命保障技術(shù)實現(xiàn)資源閉環(huán)利用。中國空間站的建成和運行，將為人類太空探索和開發(fā)提供更加廣闊的前景和機會。

百億億次超級計算機

2022年5月30日，美國能源部橡樹嶺國家實驗室與AMD合作建造的“FRONTIER”超級計算機系統(tǒng)，以每秒1.1×1018次浮點運算，被國際超級計算組織評為世界上運行速度最快的計算機。作為全球首個突破每秒百億億次性能的計算機，“FRONTIER”超級計算機開啟了E級計算的新時代，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、核聚變模擬、新材料和新藥物研發(fā)等，提供更加有力的計算工具。

白鶴灘水電站

2022年12月20日，位于中國金沙江下游干流的白鶴灘水電站全部機組投產(chǎn)發(fā)電。電站大壩為300米級特高混凝土雙曲拱壩，在國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臺單機容量百萬千瓦的水輪發(fā)電機組，引領(lǐng)水力發(fā)電進(jìn)入單機百萬千瓦新時代。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)成了中國長江上跨越1800千米的全球最大清潔能源走廊。

雙小行星重定向測試

2022年9月27日，美國國家航空航天局利用發(fā)射總質(zhì)量610千克的“雙小行星重定向測試”航天器，在距離地球1100萬千米的太空中，以6.6千米/秒的相對速度，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。這是人類首次開展的保護(hù)地球免受小行星撞擊威脅的測試任務(wù)，成功展示了人類有目的地改變天體軌道運動的能力。

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，由英國葛蘭素史克公司與PATH MVI合作開發(fā)。該瘧疾疫苗創(chuàng)新性地將惡性瘧原蟲環(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)，實現(xiàn)用戶跨終端無縫協(xié)同體驗，采用全新的微內(nèi)核設(shè)計重塑終端設(shè)備可信安全，通過統(tǒng)一IDE支撐一次開發(fā)，多端部署，實現(xiàn)跨終端生態(tài)共享。鴻蒙操作系統(tǒng)為人、設(shè)備、場景的互聯(lián)互通提供了解決方案，代表了面向全場景智慧時代的技術(shù)創(chuàng)新。

Spot & Atlas 機器人

近年來，美國波士頓動力發(fā)布的每款新機器人都會給人們帶來了視覺上和認(rèn)知上的強烈沖擊。升級版的四足機器人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雙足人形機器人，擁有28個自由度，可以自然連貫地完成跳躍、翻滾、倒立、跳舞、跑酷等動作。波士頓動力機器人代表了當(dāng)今機器人研發(fā)的最先進(jìn)水平，呈現(xiàn)出廣闊的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景。

鋰離子動力電池

鋰離子動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、長壽命、輕量環(huán)保等優(yōu)勢。近年來，鋰離子動力電池關(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5000次，熱擴(kuò)散時間提高至大于24小時，安全性能大大提升。作為一種新型能源存儲技術(shù)，鋰離子動力電池已在電動汽車、電動輕型車、電動工具、航空航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

無人駕駛航空器

無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)的無人飛行器。近年來，隨著動力技術(shù)、懸停技術(shù)、導(dǎo)航技術(shù)、人機交互、集群技術(shù)、人工智能的不斷突破，無人機快速邁向智能化、小型化、集群化、體系化。大疆、Parrot、3D Robotics等公司引領(lǐng)全球無人機技術(shù)及產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。作為一種具備高度靈活性的運載工具，無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。