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根云-工業(yè)趨勢(shì)分析
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2019年或許會(huì)很不平常，只因2018年世界主要國(guó)家之間關(guān)系風(fēng)云變幻，讓科技領(lǐng)域也彌漫著暗戰(zhàn)的味道。
美國(guó)制定一系列政策維護(hù)其“美國(guó)優(yōu)先”，英國(guó)投巨資保持其“全球研究人才之家”地位，德國(guó)也出臺(tái)了《高科技戰(zhàn)略2025》報(bào)告……具體到各學(xué)科領(lǐng)域，跨界聯(lián)合漸成趨勢(shì)，行業(yè)布局合縱連橫。
值此新年伊始，總結(jié)過(guò)去能幫我們更好地面對(duì)未來(lái)。
科技政策
美國(guó)：推出多項(xiàng)科技戰(zhàn)略，開(kāi)啟量子“登月計(jì)劃”
基于“美國(guó)優(yōu)先”理念，美政府2018年相繼推出太空、生物、網(wǎng)絡(luò)等多項(xiàng)科技戰(zhàn)略；在具體項(xiàng)目上簽署國(guó)家量子法案等，力圖繼續(xù)鞏固美國(guó)科技優(yōu)勢(shì)地位。
2018年3月公布的《國(guó)家太空戰(zhàn)略》將保持美在太空中的實(shí)力和競(jìng)爭(zhēng)力置于優(yōu)先地位；特朗普在5月和6月接連頒布兩個(gè)太空政策指令：一方面鼓勵(lì)私營(yíng)部門(mén)參與美國(guó)空間探索任務(wù)；另一方面聲稱要減少太空軌道碎片威脅，力圖主導(dǎo)國(guó)際空間交通管理。
2017年9月發(fā)布的《國(guó)家生物防御戰(zhàn)略》為維護(hù)美國(guó)生物安全制定5大目標(biāo)，并要求成立高規(guī)格生物防御指導(dǎo)委員會(huì)，負(fù)責(zé)監(jiān)督和協(xié)調(diào)聯(lián)邦機(jī)構(gòu)和情報(bào)界的工作，評(píng)估和打擊針對(duì)美國(guó)的生物威脅。9月還出臺(tái)了《國(guó)家網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略》，提出未來(lái)在網(wǎng)絡(luò)空間鞏固美國(guó)利益，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全的優(yōu)先選項(xiàng)，同時(shí)明確美將在網(wǎng)絡(luò)空間擴(kuò)張其國(guó)際影響力的意圖。
在具體科研項(xiàng)目上，美政府推出了一系列政策。如12月發(fā)布的國(guó)家量子法案，全方位加速量子科技的研發(fā)與應(yīng)用，開(kāi)啟量子領(lǐng)域的“登月計(jì)劃”，力圖確保美在量子信息科學(xué)這一“下一場(chǎng)技術(shù)革命”中的全球領(lǐng)導(dǎo)地位；同月，特朗普還簽署總統(tǒng)備忘錄，責(zé)成相關(guān)部門(mén)制定國(guó)家頻譜戰(zhàn)略，以引導(dǎo)美國(guó)未來(lái)幾年的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
英國(guó)：?jiǎn)?dòng)研究創(chuàng)新計(jì)劃，支持前沿技術(shù)發(fā)展
英國(guó)國(guó)家科研與創(chuàng)新署（UKRI）去年6月啟動(dòng)“未來(lái)領(lǐng)導(dǎo)者研究基金計(jì)劃”，旨在保持英國(guó)作為“全球研究人才之家”的地位。該計(jì)劃將在未來(lái)11年獲得總額9億英鎊的資助，3年內(nèi)將啟動(dòng)6項(xiàng)資助，至少550名研究人員受益。
英國(guó)自去年7月發(fā)布了一系列支持自動(dòng)駕駛汽車、車聯(lián)網(wǎng)、清潔能源車輛等技術(shù)發(fā)展的計(jì)劃。《移動(dòng)未來(lái)》《最后一英里》等文件，將清潔能源車輛、自動(dòng)駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等列為未來(lái)交通發(fā)展的重要趨勢(shì)。政府決定撥款支持6個(gè)自動(dòng)駕駛汽車相關(guān)研發(fā)項(xiàng)目。
為支持量子技術(shù)發(fā)展，英政府2018年10月在2019年預(yù)算報(bào)告中提出，將撥款2億多英鎊；同年11月宣布將撥款2000萬(wàn)英鎊，支持量子傳感器、微型原子鐘原型、低成本集成芯片和先進(jìn)接收機(jī)等4個(gè)量子技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目的研發(fā)，以開(kāi)發(fā)適用于通信、測(cè)繪等領(lǐng)域的設(shè)備原型。
為應(yīng)對(duì)氣候變化，英政府11月宣布，本世紀(jì)20年代中期將投入運(yùn)營(yíng)首個(gè)碳捕捉、儲(chǔ)存以及利用項(xiàng)目，準(zhǔn)備工作從2019年啟動(dòng)，最終目標(biāo)是到2030年在英國(guó)大規(guī)模應(yīng)用碳捕捉技術(shù)。
德國(guó)：出臺(tái)高科技戰(zhàn)略，加大AI戰(zhàn)略實(shí)施
2018年德國(guó)科技政策最重要的內(nèi)容之一是出臺(tái)《高科技戰(zhàn)略2025》報(bào)告，為德國(guó)未來(lái)七年高科技創(chuàng)新制定了目標(biāo)。根據(jù)這項(xiàng)戰(zhàn)略，德國(guó)將在零排放智能化交通領(lǐng)域，推動(dòng)“安全、網(wǎng)絡(luò)化清潔交通”的燈塔項(xiàng)目，并支持車用電池生產(chǎn)和合成燃料研究，還將實(shí)施一項(xiàng)“自動(dòng)駕駛”行動(dòng)計(jì)劃。在健康和護(hù)理領(lǐng)域，實(shí)施“國(guó)家十年”抗癌計(jì)劃，為“預(yù)防和個(gè)性化醫(yī)療”開(kāi)發(fā)數(shù)字解決方案；在可持續(xù)氣候保護(hù)和能源領(lǐng)域，大幅減少塑料使用對(duì)環(huán)境的污染，借助大數(shù)據(jù)和綠色技術(shù)，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工業(yè)溫室氣體中性化；在數(shù)字安全領(lǐng)域，將開(kāi)發(fā)“全新的整體IT安全解決方案”，其中量子通信將發(fā)揮重要作用；在自動(dòng)化和先進(jìn)制造領(lǐng)域，將建立若干卓越中心和尖端研究集群。
作為歐盟內(nèi)經(jīng)濟(jì)和科技實(shí)力最強(qiáng)國(guó)家，2018年德國(guó)在人工智能（AI）領(lǐng)域加大了政策推進(jìn)力度。德政府宣布到2025年將投入30億歐元用于人工智能戰(zhàn)略的實(shí)施，重點(diǎn)資助在人工智能領(lǐng)域新增100名教授和擴(kuò)展人工智能中心的建設(shè)，新的技術(shù)將更貼近服務(wù)中小新型企業(yè)。政府還發(fā)表了《聯(lián)邦政府人工智能戰(zhàn)略關(guān)鍵點(diǎn)》《人工智能對(duì)德國(guó)經(jīng)濟(jì)潛在目標(biāo)》研究報(bào)告，舉辦首次人工智能峰會(huì)，推進(jìn)德國(guó)人工智能合作平臺(tái)的運(yùn)作。德國(guó)確定將重點(diǎn)發(fā)展人工智能在工業(yè)、交通、醫(yī)療和能源領(lǐng)域的研發(fā)和應(yīng)用，另外還將加強(qiáng)人工智能在隱私、法律和道德影響方面的研究，關(guān)注新技術(shù)的兩面性和制定法律框架。
日本：重視科技解決問(wèn)題，致力“社會(huì)5.0”計(jì)劃
日本為實(shí)現(xiàn)“社會(huì)5.0”（Society 5.0）計(jì)劃，充分利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能及機(jī)器人等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空間與現(xiàn)實(shí)世界高度融合的社會(huì)，為有需求的人及時(shí)提供物質(zhì)和服務(wù)。為此，日本強(qiáng)調(diào)利用科學(xué)技術(shù)解決包括能源制約、少子高齡化等復(fù)雜問(wèn)題，進(jìn)一步加強(qiáng)基礎(chǔ)力量，力圖使日本成為“世界上最適宜創(chuàng)新的國(guó)家”。
不過(guò)，2018年，日本也已意識(shí)到科學(xué)論文數(shù)量減少，以及與其他國(guó)家論文數(shù)增加相比排名落后的現(xiàn)象。文部科學(xué)省所屬科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)政策研究所報(bào)告稱，化學(xué)（-12%）、材料科學(xué)（-23%）、物理學(xué)（-27%）領(lǐng)域的論文減少幅度驚人。、
韓國(guó)：改革體制出臺(tái)計(jì)劃，力爭(zhēng)科技創(chuàng)新國(guó)家
“第四次工業(yè)革命引領(lǐng)的創(chuàng)新國(guó)家”執(zhí)政理念成為文在寅政府科技和產(chǎn)業(yè)政策的基調(diào)。2018年，韓對(duì)科技體制進(jìn)行大刀闊斧的改革和調(diào)整，新設(shè)總統(tǒng)直屬的“第四次工業(yè)革命委員會(huì)”，整合成立國(guó)家科學(xué)技術(shù)咨詢會(huì)議，科技主管部門(mén)“未來(lái)創(chuàng)造科學(xué)部”更名為“科學(xué)技術(shù)信息通信部”，賦予科研預(yù)算管理、大型科研項(xiàng)目可行性分析等重要職權(quán)，“中小企業(yè)廳”升格為“中小風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)部”，加強(qiáng)對(duì)中小企業(yè)和風(fēng)險(xiǎn)企業(yè)的支持。
去年初發(fā)布的《第四期科學(xué)技術(shù)基本計(jì)劃（2018—2022）》是韓國(guó)第四個(gè)科學(xué)技術(shù)五年計(jì)劃，以“科技改變國(guó)民生活”為主旨，對(duì)今后五年科技重大戰(zhàn)略進(jìn)行了具體規(guī)劃。計(jì)劃選定了120個(gè)重點(diǎn)科技項(xiàng)目，其中人工智能、智慧城市、3D打印和大氣污染治理等12項(xiàng)為首次入選。
同期發(fā)布的《2019政府研發(fā)投資創(chuàng)新方案》明確了科研預(yù)算的使用原則，對(duì)重點(diǎn)領(lǐng)域和主要研發(fā)計(jì)劃、政府資金的扶持方向等進(jìn)行了細(xì)化，突出了12個(gè)政府主導(dǎo)的重點(diǎn)研發(fā)方向。
俄羅斯：強(qiáng)調(diào)科技發(fā)展新理念，建設(shè)世界級(jí)科教中心
俄總統(tǒng)普京在去年3月國(guó)情咨文中闡述了俄科技發(fā)展新理念和主要思路，包括最短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)建先進(jìn)立法框架、實(shí)施第五代數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)連接建設(shè)、建立本國(guó)數(shù)字平臺(tái)及使用區(qū)塊鏈技術(shù)、加快北極開(kāi)發(fā)、加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究、加強(qiáng)青年科技人才培養(yǎng)等13個(gè)主要方面。
普京5月簽發(fā)“五月法令”，確定了2024年前國(guó)家發(fā)展目標(biāo)，要求俄聯(lián)邦政府在2024年前建設(shè)至少15個(gè)世界級(jí)科學(xué)與教育中心。同月，普京批準(zhǔn)俄聯(lián)邦教育科學(xué)部改組為兩個(gè)部門(mén)，其中，負(fù)責(zé)國(guó)家科學(xué)、科技和創(chuàng)新活動(dòng)的俄聯(lián)邦科學(xué)和高等教育部，將擁有原聯(lián)邦科研機(jī)構(gòu)管理署的職能，負(fù)責(zé)俄科學(xué)院管理工作。
南非：出臺(tái)科技創(chuàng)新政策，加速驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)
南非科技部去年9月公布新的《科學(xué)技術(shù)與創(chuàng)新》政策草案，并提交內(nèi)閣會(huì)議最后審定。新的科技政策白皮書(shū)側(cè)重兩個(gè)主要目標(biāo)：一是確保南非科技創(chuàng)新工作直接為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、社會(huì)發(fā)展和轉(zhuǎn)型服務(wù)；二是應(yīng)對(duì)全球技術(shù)快速進(jìn)步和其他變化帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和機(jī)遇。南非政府認(rèn)為，新的科技政策將確保科技創(chuàng)新在建設(shè)一個(gè)更加繁榮和包容的社會(huì)中發(fā)揮更大的作用，并側(cè)重于利用科技創(chuàng)新加速包容性經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，使經(jīng)濟(jì)更具競(jìng)爭(zhēng)力。
南非政府在白皮書(shū)中強(qiáng)調(diào)，要為人工智能和信息通信技術(shù)的進(jìn)步改變社會(huì)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)作方式做好準(zhǔn)備，南非需要在生物技術(shù)、納米技術(shù)、先進(jìn)制造以及信息通訊技術(shù)研究和創(chuàng)新等領(lǐng)域取得進(jìn)展。
德國(guó)先進(jìn)汽車制造研發(fā)園ARENA2036。圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)
信息技術(shù)
美國(guó)：先進(jìn)計(jì)算加速發(fā)展，新型元件成績(jī)斐然
量子計(jì)算方面，英特爾公司2018年1月宣布開(kāi)發(fā)出49量子位測(cè)試芯片Tangle Lake。此后科學(xué)家不斷推出新研究成果：證明“自旋—光子強(qiáng)耦合”可讓單獨(dú)量子比特相互作用、制造出可作量子中繼器的有瑕人造鉆石、構(gòu)建模塊化量子計(jì)算架構(gòu)關(guān)鍵組件、開(kāi)發(fā)出使碳納米管成為量子單光子源的方法等，有力推動(dòng)了量子計(jì)算系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。美國(guó)國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)9月發(fā)布《量子信息科學(xué)國(guó)家戰(zhàn)略概述》，志在推動(dòng)量子信息科學(xué)加速發(fā)展。
超級(jí)計(jì)算機(jī)方面，“頂點(diǎn)”和“山脊”兩臺(tái)計(jì)算機(jī)在最新一期全球超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單中分獲冠、亞軍，極大增強(qiáng)了美在超算競(jìng)爭(zhēng)中的底氣；能源部4月推出耗資18億美元的百億億次級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)計(jì)劃，更表明美追求超算領(lǐng)域國(guó)際領(lǐng)導(dǎo)地位的決心。
此外，美科學(xué)家在計(jì)算機(jī)元器件研發(fā)方面也成績(jī)斐然。可將數(shù)據(jù)中心帶寬提高10倍的光電子芯片、具有精準(zhǔn)分發(fā)光信號(hào)能力的硅芯片、基于內(nèi)存計(jì)算技術(shù)的AI芯片、可同時(shí)存儲(chǔ)和處理信息的記憶晶體管等新型元器件的問(wèn)世，為新型計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
日本：量子技術(shù)全面進(jìn)步，存儲(chǔ)理論有新突破
大阪大學(xué)、NTT和東京大學(xué)的研究小組首次驗(yàn)證了由冷卻原子構(gòu)成的量子存儲(chǔ)器與光纖網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成可通信波段光子的量子網(wǎng)絡(luò)。該研究成果展示了一條實(shí)現(xiàn)量子中繼的新道路，為實(shí)現(xiàn)量子網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程化開(kāi)辟了新途徑，具有抵御利用量子計(jì)算機(jī)實(shí)施的黑客攻擊能力的新一代量子密碼安全通信又向遠(yuǎn)程化邁出了一步。
橫濱國(guó)立大學(xué)利用金剛石中氮空位中心的電子和核子的自旋作為量子比特，全球率先成功實(shí)現(xiàn)了室溫下完全無(wú)磁場(chǎng)的條件下的萬(wàn)能量子門(mén)操作。這種獨(dú)特的量子比特完整量子門(mén)操作被命名為幾何學(xué)量子比特，能以更高的速度進(jìn)行高精度運(yùn)算。
日本理化學(xué)研究所和北海道大學(xué)等組成的聯(lián)合研究小組，發(fā)現(xiàn)在沒(méi)有外部磁場(chǎng)的狀態(tài)下也會(huì)產(chǎn)生磁渦旋，并查明了磁渦旋的形成機(jī)制。科學(xué)家有望以此為基礎(chǔ)，研發(fā)以磁渦旋為信息載體的磁存儲(chǔ)單元。
德國(guó)：量子計(jì)算重點(diǎn)發(fā)力，基礎(chǔ)研究瞄準(zhǔn)未來(lái)
2018年，德國(guó)在量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域又有新的進(jìn)展，康斯坦茨大學(xué)領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了一種基于硅雙量子位系統(tǒng)的穩(wěn)定的量子門(mén)，這項(xiàng)研究成果被稱為通向量子計(jì)算機(jī)的里程碑；弗勞恩霍夫應(yīng)用固體物理研究所開(kāi)發(fā)出了一種微磁場(chǎng)下應(yīng)用的量子傳感器，可用于未來(lái)計(jì)算機(jī)硬盤(pán)識(shí)別。
在信息技術(shù)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，卡爾斯魯厄理工學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了完全由金屬構(gòu)成的單原子晶體管，為未來(lái)信息技術(shù)開(kāi)辟了新的應(yīng)用前景；凱澤斯勞滕技術(shù)大學(xué)科學(xué)家首次展示了如何在集成振幅回路中使磁子形成電流，這一研究打開(kāi)了未來(lái)磁子芯片的大門(mén)。
英國(guó)：擬建5G測(cè)試平臺(tái)，超級(jí)計(jì)算模擬人腦
2018年9月，英國(guó)政府宣布，將以西米德蘭茲地域的伯明翰、考文垂、伍爾弗漢普頓3個(gè)城市為中央，設(shè)立相關(guān)測(cè)試平臺(tái)，以建設(shè)較大規(guī)模的5G試點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。
11月初，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家激活了世界上最強(qiáng)“大腦”——一臺(tái)擁有100萬(wàn)個(gè)處理器內(nèi)核和1200個(gè)互連電路板的超級(jí)計(jì)算機(jī)，它能像人腦一樣運(yùn)作，是迄今最準(zhǔn)確模擬人腦的超級(jí)計(jì)算機(jī)。
韓國(guó)：基礎(chǔ)設(shè)施位居前列，技術(shù)研發(fā)多有亮點(diǎn)
信息技術(shù)是韓國(guó)的優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域。韓國(guó)的信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施繼續(xù)位居前列。2018年年初平昌冬奧會(huì)之前，韓國(guó)建成了大規(guī)模5G試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)，預(yù)計(jì)于2019年初期實(shí)現(xiàn)商用化，這一計(jì)劃進(jìn)展迅速。
在量子計(jì)算領(lǐng)域，韓國(guó)學(xué)者開(kāi)發(fā)出一種量子弱測(cè)量方法，克服了海森堡不確定原理的限制，可以有效應(yīng)用于量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算過(guò)程。韓國(guó)企業(yè)成功研發(fā)出處理器“Exynos9”，其搭載了借鑒人類大腦結(jié)構(gòu)的新概念人工智能芯片，可用于手機(jī)終端并行處理大量多媒體數(shù)據(jù)。韓國(guó)開(kāi)發(fā)的廣視角全息圖像技術(shù)將信息儲(chǔ)存量提升了100倍。
俄羅斯：量子計(jì)算蓄勢(shì)待發(fā)，超級(jí)計(jì)算獲得突破
2018年，俄加大對(duì)量子計(jì)算機(jī)和量子通信技術(shù)的研發(fā)力度：2月在索契召開(kāi)的“2018俄羅斯投資論壇”期間，俄對(duì)外經(jīng)濟(jì)銀行、VEB創(chuàng)新公司、前景研究基金會(huì)、莫斯科國(guó)立大學(xué)和非營(yíng)利組織“數(shù)字經(jīng)濟(jì)”簽署協(xié)議，計(jì)劃在5年內(nèi)研制出50個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)；莫斯科物理技術(shù)學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)選取碳化硅作為量子發(fā)射材料，研發(fā)出新型量子發(fā)射器，每秒可發(fā)射幾十億個(gè)單量子，可保證G量級(jí)的比特傳輸速度，未來(lái)可用于構(gòu)建信息安全性更高的量子通信網(wǎng)絡(luò)。
超級(jí)計(jì)算機(jī)方面，俄杜布納聯(lián)合核子研究所3月建成了新型超級(jí)計(jì)算機(jī)“格沃倫”，其理論浮點(diǎn)運(yùn)算峰值為每秒1000萬(wàn)億次（單精度）或500萬(wàn)億次（雙精度）。
2018年超級(jí)計(jì)算機(jī)冠軍。圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)
人工智能與先進(jìn)制造
美國(guó)：AI應(yīng)用擴(kuò)大需警惕風(fēng)險(xiǎn)，3D打印技術(shù)潛力可期
2018年美國(guó)在人工智能領(lǐng)域依然占據(jù)全球領(lǐng)先地位，科學(xué)家開(kāi)發(fā)出多種新算法，達(dá)成創(chuàng)建“可視化”人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、追蹤動(dòng)物運(yùn)動(dòng)及行為、識(shí)別地震后余震出現(xiàn)地點(diǎn)、預(yù)測(cè)基因組修復(fù)結(jié)果等目標(biāo)，逐步推動(dòng)人工智能向前發(fā)展。
同時(shí)，人工智能應(yīng)用范疇逐漸擴(kuò)大，尤其是在醫(yī)療領(lǐng)域，食品和藥物管理局首次批準(zhǔn)利用人工智能的醫(yī)療設(shè)備上市銷售，讓人們對(duì)醫(yī)療領(lǐng)域人工智能應(yīng)用充滿期待。而2000多名人工智能領(lǐng)域?qū)＜夜餐炇稹督怪旅宰灾魑淦餍浴罚沂救斯ぶ悄馨l(fā)展可能帶來(lái)的道德及現(xiàn)實(shí)風(fēng)險(xiǎn)，則再次警示世人應(yīng)理性發(fā)展人工智能。
借助新材料、人工智能等技術(shù)的進(jìn)步，3D打印為代表的先進(jìn)制造技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展。《增材制造標(biāo)準(zhǔn)化路線圖2.0版》的推出，為美制定相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而可直接在皮膚上進(jìn)行3D打印的技術(shù)的出現(xiàn)，可跟蹤和存儲(chǔ)使用方式的3D打印器件的研發(fā)，以及3D打印生物工程脊髓、磁活化材料等成果，都表明3D打印技術(shù)潛力仍在。此外，利用光熱合成石墨烯納米帶、利用聲波制造超微型光二極管、從聚合物化學(xué)反應(yīng)中獲取能源制造聚合物等新技術(shù)的出現(xiàn)，為美未來(lái)先進(jìn)制造進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
德國(guó)：“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略持續(xù)推動(dòng)，制造業(yè)更智能更高效
智能制造在汽車工業(yè)的應(yīng)用是德國(guó)工業(yè)4.0戰(zhàn)略的重要領(lǐng)域，2018年在聯(lián)邦教研部的資助下，學(xué)院、科研院所與企業(yè)合作，在大學(xué)內(nèi)創(chuàng)建了研發(fā)園ARENA2036，探索汽車先進(jìn)制造和輕質(zhì)結(jié)構(gòu)及測(cè)試問(wèn)題。未來(lái)的制造將不再是同質(zhì)和線性，工廠需要滿足更多個(gè)性化的需求。
德國(guó)弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)所屬研究所研發(fā)的ANNIE移動(dòng)操作平臺(tái)適用于人與機(jī)器人協(xié)作的復(fù)雜生產(chǎn)場(chǎng)景，該平臺(tái)具有感知、導(dǎo)航、安全、軟件架構(gòu)和交互等功能，擁有認(rèn)知能力的機(jī)器人可以獨(dú)立地執(zhí)行任務(wù)。
為了降低能耗，提高設(shè)備使用效率，弗勞恩霍夫研究所IFF開(kāi)發(fā)了可分析預(yù)測(cè)電負(fù)荷曲線的方法“FlexChem”，通過(guò)軟件的分析和高峰負(fù)荷預(yù)測(cè)，可大大降低制造成本，并能在利用可再生能源時(shí)確保電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
日本：驗(yàn)證AI設(shè)計(jì)材料實(shí)用性，制成低噪音有機(jī)晶體管
2018年3月，富士通株式會(huì)社和日本理化學(xué)研究所宣布，他們的聯(lián)合研究小組在材料設(shè)計(jì)中應(yīng)用第一原理計(jì)算與人工智能技術(shù)，對(duì)全固態(tài)鋰離子電池的固體電解質(zhì)組成實(shí)施了預(yù)測(cè)、合成與評(píng)價(jià)試驗(yàn)，并進(jìn)行了實(shí)際驗(yàn)證。此外，水戶市與NEC啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)，利用人工智能提高辦公效率和加強(qiáng)內(nèi)部治理。
日本東北大學(xué)等確立鐵—鎵（Fe—Ga）單晶板材的低成本量產(chǎn)技術(shù)。作為磁致伸縮材料之一的鐵—鎵單晶是一種非常優(yōu)異的能量轉(zhuǎn)換材料，是小尺寸、高輸出和高靈敏度的振動(dòng)發(fā)電元件的基礎(chǔ)材料。振動(dòng)發(fā)電如果走向?qū)嵱没湍軐?shí)現(xiàn)不使用紐扣電池和干電池的無(wú)線通信模塊，便利性將大幅提高。
東京大學(xué)將有機(jī)半導(dǎo)體制成墨水，利用印刷技術(shù)，成功制作出了全球噪聲最低的有機(jī)晶體管，有望提供實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)社會(huì)所需的低成本、高靈敏度傳感器件。
俄羅斯：拓展人工智能應(yīng)用，4D雷達(dá)用于無(wú)人駕駛
俄科學(xué)院科拉科學(xué)中心建立了礦物成分評(píng)估人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)學(xué)習(xí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)僅憑礦樣的化學(xué)成分即可確定其礦物成分，并自動(dòng)生成三維礦產(chǎn)資源圖；俄羅斯和以色列合作，使用人工智能來(lái)準(zhǔn)確診斷和治療心律不齊；俄法律從業(yè)公司推出基于人工智能的機(jī)器人律師，其神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立在世界最大的10萬(wàn)個(gè)法律問(wèn)題數(shù)據(jù)庫(kù)上，能解答超過(guò)2000個(gè)問(wèn)題。
俄施瓦布集團(tuán)公司下屬企業(yè)研發(fā)出一款3D眼鏡，集識(shí)別目標(biāo)、判定所處方位及操控機(jī)器人等功能于一體，可顯著提高操控機(jī)器人的精度。
無(wú)人駕駛方面，認(rèn)知技術(shù)公司宣布成功研制出世界首臺(tái)4D雷達(dá)。與激光雷達(dá)不同，4D雷達(dá)可在惡劣的天氣條件下工作，創(chuàng)建道路場(chǎng)景的四維地圖并提高數(shù)據(jù)更新頻率，以更高的精度識(shí)別移動(dòng)物體。
韓國(guó)：設(shè)立人工智能基金，開(kāi)發(fā)軟體機(jī)器人和機(jī)械臂
信息通訊公司與智能手機(jī)企業(yè)聯(lián)手推出了使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的折疊式電動(dòng)自行車“AIR i”；三星電子建立了人工智能專項(xiàng)基金“Q基金”。不過(guò)，也有國(guó)際著名學(xué)者質(zhì)疑韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院推進(jìn)人工智能武器研究的做法。
韓國(guó)大學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出使用仿真皮電子皮膚的軟體機(jī)器人，該電子皮膚在硅膠類物質(zhì)中安裝芯片與電路，機(jī)器人可通過(guò)便捷的操作完成自由且連續(xù)的動(dòng)作。韓國(guó)研究小組借鑒折紙技術(shù)成功開(kāi)發(fā)出了可大幅伸長(zhǎng)同時(shí)能夠保持強(qiáng)度的“加杰特”超級(jí)機(jī)械臂。
“帕克”太陽(yáng)探測(cè)器。圖片來(lái)源：NASA官網(wǎng)
能源環(huán)保
美國(guó)：新能源成果突出，生態(tài)安全備受重視
2018年，美政府在大力推動(dòng)傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，持續(xù)加大對(duì)太陽(yáng)能、核能、地?zé)崮堋⑸锬艿刃履茉搭I(lǐng)域的研發(fā)投入。
眾多新能源領(lǐng)域中，新型電池研發(fā)成果引人注目。750次充電/放電循環(huán)后仍能正常工作的新型鋰空氣電池、容量大且壽命長(zhǎng)的可充電水基鋅電池、靠細(xì)菌發(fā)電的低成本紙基生物電池等成為電池中的新星。而在提高現(xiàn)有電池性能方面，科學(xué)家也取得不少成果。他們將有機(jī)太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)化效率提高至15%，將鋰離子電池的容量提高了40%。布朗大學(xué)開(kāi)發(fā)的新型燃料電池反應(yīng)合金催化劑，在活性和耐久性方面更是超過(guò)了能源部2020年車用電催化劑技術(shù)指標(biāo)。
在維護(hù)生態(tài)環(huán)境安全方面，盡管政府最新氣候評(píng)估報(bào)告稱，氣候變化將給美國(guó)帶來(lái)多重傷害，但并沒(méi)有說(shuō)服特朗普總統(tǒng)。科學(xué)家依然不遺余力游說(shuō)，不僅發(fā)文稱美墨邊境墻會(huì)嚴(yán)重危害地區(qū)生物多樣性，還對(duì)歐洲將木材作為低碳燃料的政策提出質(zhì)疑。在具體研究方面，甲烷溫室效應(yīng)的證實(shí)、金屬鉍“催化可塑性”的發(fā)現(xiàn)、可再生可降解乳蛋白包裝材料的開(kāi)發(fā)等成果，都成為保護(hù)全球生態(tài)環(huán)境安全的助推劑。
日本：鋰電池負(fù)極大容量化，制氫系統(tǒng)投建
大容量不劣化的鋰電負(fù)極研發(fā)成功。日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所新開(kāi)發(fā)出了一種鋰離子電池使用的負(fù)極，容量約為目前主流的石墨負(fù)極（372mAh/g）的5倍，與一氧化硅的理論容量基本一致。新開(kāi)發(fā)的電極在反復(fù)充放電200多次后，容量依然沒(méi)有變化，確認(rèn)具備大容量、長(zhǎng)壽命的特性。利用此次開(kāi)發(fā)的電極有望提高負(fù)極的能量密度，推動(dòng)鋰離子二次電池實(shí)現(xiàn)大容量化和小型化。
世界最大規(guī)模利用可再生能源的制氫系統(tǒng)在福島投建。2018年8月，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）、東芝能源系統(tǒng)、東北電力及巖谷產(chǎn)業(yè)合作，開(kāi)始在福島縣浪江町建設(shè)利用可再生能源制氫的氫能源系統(tǒng)“福島氫能源研究站”，系統(tǒng)裝置具備世界最大規(guī)模的1萬(wàn)千瓦制氫能力。利用該系統(tǒng)制造的氫預(yù)定用于燃料電池發(fā)電用途及燃料電池車和燃料電池巴士等交通用途，或者作為工廠的燃料使用。
氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)大功率、高熱效率、低排放。產(chǎn)綜研與日本岡山大學(xué)、東京都市大學(xué)、早稻田大學(xué)組成的研究小組，在小型發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中，利用氫燃料優(yōu)異的燃燒特性確立了新的燃燒方式，開(kāi)發(fā)出全球首款能實(shí)現(xiàn)高熱效率和低氮氧化物（NOx）的火花點(diǎn)火氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。
東海核燃料再處理設(shè)施報(bào)廢計(jì)劃獲批。日本“原子力規(guī)制委員會(huì)”2018年6月批準(zhǔn)了由日本原子力研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)提交的東海核燃料再處理設(shè)施報(bào)廢計(jì)劃，耗資1萬(wàn)億日元，報(bào)廢時(shí)長(zhǎng)預(yù)計(jì)將持續(xù)70年。
俄羅斯：大氣治理取得進(jìn)展，核廢料和水處理有新法
大氣污染防治方面，俄羅斯國(guó)立秋明大學(xué)的科研人員研發(fā)出液滴懸浮約束方法，并可進(jìn)行定量液滴有序成團(tuán)，此項(xiàng)工作可用于大氣中污染物擴(kuò)散機(jī)理的研究，制定生態(tài)災(zāi)難預(yù)防性措施；托木斯克理工大學(xué)研究人員使用含有3%—10%有機(jī)雜質(zhì)的工業(yè)用水和廢水，獲取了燃料氣溶膠，這種氣溶膠可用于快速點(diǎn)燃火力發(fā)電廠和鍋爐房的鍋爐，還可用于柴油發(fā)電機(jī)燃燒室以及汽車內(nèi)燃機(jī)。
核廢料處理方面，俄科學(xué)院遠(yuǎn)東分院化學(xué)研究所聯(lián)合俄遠(yuǎn)東聯(lián)邦大學(xué)，正在研制新型納米結(jié)構(gòu)吸附反應(yīng)劑，該吸附劑可用于凈化俄遠(yuǎn)東紅星造船廠內(nèi)的放射性液體廢物；俄西伯利亞聯(lián)邦大學(xué)的科學(xué)家采用空化技術(shù)，讓位于乏核燃料儲(chǔ)罐底部密實(shí)的不溶性沉積層不斷受到空化—活化水酸性溶液侵蝕而被破壞，新技術(shù)將溶解速率和沉積物回收量提高至原來(lái)的1.5倍，制備出的含放射性化學(xué)廢物的水泥混合物強(qiáng)度是常規(guī)方法的2—3倍。
水處理方面，俄圣彼得堡理工大學(xué)的科學(xué)家使用高鐵酸鈉替代傳統(tǒng)的氯氣對(duì)自來(lái)水進(jìn)行消毒，新試劑用量小，不會(huì)形成毒性分解物，還能將一些危險(xiǎn)化學(xué)品分解成低毒化合物，同時(shí)殺死水中微生物；俄托木斯克工業(yè)大學(xué)能源工程學(xué)院研發(fā)出液滴爆炸粉碎式污水處理方法，可高效去除污水中的化學(xué)侵蝕性、毒性及燃料雜質(zhì)，具有高效、低能耗的特點(diǎn)，適用于化工、石化、冶金、紙漿造紙等行業(yè)的污水處理。
德國(guó)：致力解決氣候和霧霾問(wèn)題，開(kāi)發(fā)儲(chǔ)存制取氫的新工藝
2018年德國(guó)大規(guī)模啟動(dòng)了碳轉(zhuǎn)化學(xué)項(xiàng)目以解決氣候和霧霾問(wèn)題，這個(gè)由贏創(chuàng)公司和西門(mén)子合作的項(xiàng)目，擬利用人工光合作用，將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有用化學(xué)物質(zhì)。按照計(jì)劃，到2021年將在魯爾區(qū)的馬爾化學(xué)工業(yè)園建成一個(gè)巨大的化學(xué)試驗(yàn)裝置，預(yù)計(jì)每年可利用二氧化碳生產(chǎn)20000噸有用的化學(xué)品和燃料。該項(xiàng)目最終獲益的不僅是鋼鐵行業(yè)，還有化學(xué)和能源等行業(yè)。
德國(guó)尤利希研究中心和埃朗根—紐倫堡大學(xué)的研究人員合作，開(kāi)發(fā)出了利用有機(jī)載體液和特殊催化劑，儲(chǔ)存和制取氫燃料的新工藝，可使原先裝卸氫燃料所需的兩個(gè)裝置簡(jiǎn)化成一個(gè)裝置。這一新工藝將來(lái)應(yīng)用于工業(yè)化儲(chǔ)氫和生產(chǎn)，將大大降低成本和能源消耗，對(duì)能源轉(zhuǎn)型具有重要意義。
不萊梅大學(xué)庫(kù)爾策教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組找到了一種解決地下水硝酸鹽污染的新方法，發(fā)現(xiàn)一種合成的多金屬氧酸鹽對(duì)于減少硝酸鹽水污染有特殊作用，這種納米結(jié)構(gòu)物質(zhì)在水中對(duì)硝酸鹽還原起電催化效果。
韓國(guó)：建成應(yīng)對(duì)核泄露系統(tǒng)，提高鋰電池性能
2018年，韓國(guó)建成了迅速應(yīng)對(duì)核泄露的“核輻射狀況信息共享系統(tǒng)”，在核能設(shè)施周邊29個(gè)地點(diǎn)探測(cè)放射能量泄露數(shù)據(jù)并迅速應(yīng)對(duì)。
韓國(guó)大學(xué)成功開(kāi)發(fā)出一種利用太陽(yáng)光譜中紅光捕捉二氧化碳的技術(shù)，能夠?qū)⒍趸嫁D(zhuǎn)換成一氧化碳中間物質(zhì)，從而生產(chǎn)燃料；此外，韓國(guó)還研發(fā)出了符合更高環(huán)保要求的氫氣制備技術(shù)。
韓國(guó)使用富鋰錳氧化物開(kāi)發(fā)了一種兼具高電壓、高容量的黏合劑陽(yáng)極材料，可大幅提高鋰二次電池的能量密度；同時(shí)，充電速度為現(xiàn)有鋰電池5倍、采用石墨烯球正極保護(hù)膜和負(fù)極材料的鋰二次電池也在韓國(guó)研發(fā)成功。
