2019年12月10日，中國工程院戰(zhàn)略咨詢中心、科睿唯安以及高等教育出版社在中國工程院聯(lián)合發(fā)布《全球工程前沿2019》報告。報告圍繞機(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、工程管理9個領(lǐng)域，遴選出年度全球工程研究前沿93項(xiàng)和全球工程開發(fā)前沿94項(xiàng)，其中多項(xiàng)涉海。

機(jī)械與運(yùn)載工程

機(jī)械與運(yùn)載工程領(lǐng)域所研判的Top10工程研究熱點(diǎn)和Top10工程開發(fā)前沿中新興前沿與傳統(tǒng)工程科技并駕齊驅(qū)，智能化、綠色化、微型化成為發(fā)展趨勢。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能制造	臨近空間高超聲速飛行器推進(jìn)系統(tǒng)
高能固態(tài)鋰電池	基于深度學(xué)習(xí)的人機(jī)智能交互系統(tǒng)
超聲速流中的減阻減熱研究	基于3D打印的生物組織再生技術(shù)
多機(jī)器人系統(tǒng)的協(xié)同控制	高效燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)設(shè)計與制造技術(shù)
高性能微納生物傳感器	面向無人駕駛的視覺傳感與識別
車聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù)	波浪能發(fā)電與能量收集
基于拓?fù)鋬?yōu)化和增材制造的設(shè)計與制造一體化	反小型無人機(jī)系統(tǒng)
空間系留機(jī)器人自適應(yīng)目標(biāo)捕獲控制	新型高效氫燃料電池
基于可再生能源/燃料電池的混合動力系統(tǒng)	船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)
智能電網(wǎng)的資源調(diào)度和風(fēng)險評估	飛行器電磁隱身超材料開發(fā)與應(yīng)用

 

能源與礦業(yè)工程

能源與礦業(yè)工程領(lǐng)域研判的Top12工程研究前沿和Top12工程開發(fā)前沿，涵蓋了能源和電氣科學(xué)技術(shù)與工程、核科學(xué)技術(shù)與工程、地質(zhì)資源科學(xué)技術(shù)與工程、礦業(yè)科學(xué)技術(shù)與工程4個學(xué)科。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
與可再生能源耦合使用的多元高密度儲能方法	高效電動/混合動力汽車和動力電池技術(shù)
先進(jìn)核燃料和相關(guān)材料損傷機(jī)理及驗(yàn)證	核能高溫制氫及氦氣透平發(fā)電技術(shù)
人工智能與油藏預(yù)測機(jī)制	基于微地震監(jiān)測的裂縫形態(tài)處理方法和系統(tǒng)
煤炭與油氣安全高效智能化開采理論	煤炭安全智能精準(zhǔn)開采技術(shù)
光催化和光電催化分解水制氫研究	煤炭高效轉(zhuǎn)化和超低污染排放控制技術(shù)
大數(shù)據(jù)和人工智能與電網(wǎng)的耦合方法研究	可再生能源制氫及儲運(yùn)一體化技術(shù)
全固態(tài)高能量密度鋰電池和快速充電鋰電池	數(shù)字化、智能化核電站及反應(yīng)堆技術(shù)
核電站嚴(yán)重事故特性及預(yù)防與緩解措施	智能一體化模塊式浮動堆技術(shù)
油氣田地質(zhì)-工程-地面一體化中的大數(shù)據(jù)應(yīng)用方法	基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的油田綜合數(shù)字生態(tài)管理系統(tǒng)
關(guān)鍵金屬富集機(jī)制	海洋地震勘探的地震信號獲取和處理技術(shù)
超高溫高壓鉆井液研究	新型壓裂技術(shù)、裝備與壓裂液、支撐劑及添加劑的開發(fā)
深部金屬礦開采過程中多場耦合致災(zāi)機(jī)理	深部金屬礦開采災(zāi)害超前預(yù)警系統(tǒng)開發(fā)

 

土木、水利與建筑工程

土木、水利和建筑工程領(lǐng)域工程前沿，涉及結(jié)構(gòu)工程、建筑設(shè)計及其理論、土木工程材料、城市規(guī)劃、橋梁工程、地下與隧道工程、水工結(jié)構(gòu)工程、攝影測量與航天測量、水文學(xué)與水資源、交通規(guī)劃等學(xué)科方向。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
結(jié)構(gòu)長期性能演化機(jī)理與控制	既有結(jié)構(gòu)加固、修復(fù)和改造技術(shù)
基于全壽命周期的綠色建筑設(shè)計方法	城市群綜合交通規(guī)劃系統(tǒng)及安全智能管理技術(shù)
水泥基材料的納米改性和纖維復(fù)合	河湖海與地下水生態(tài)水環(huán)境監(jiān)測與修復(fù)技術(shù)
應(yīng)對城市熱島效應(yīng)的城市設(shè)計與規(guī)劃	基于資源化及能源回收的污水可持續(xù)處理技術(shù)
大跨橋梁運(yùn)營智能監(jiān)測與檢測	生態(tài)住區(qū)與生態(tài)修復(fù)技術(shù)
城市與水下隧道全壽命期變形預(yù)測和控制	裝配式鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化建造技術(shù)
極端地震作用下高壩抗震安全評價理論與方法	超級隧道高效安全掘進(jìn)及智能裝備
基于深度學(xué)習(xí)的多源衛(wèi)星遙感影像時空融合	3D打印建筑用水泥基材料
流域洪水的精細(xì)化預(yù)測及災(zāi)情的快速評估	地下空間開發(fā)搶險與快速修復(fù)技術(shù)
新型多模式混合交通流建模理論與方法	海洋測量裝備

 

環(huán)境與輕紡工程

環(huán)境與輕紡工程領(lǐng)域所研判的Top10工程研究前沿和Top10工程開發(fā)前沿涉及環(huán)境科學(xué)工程、氣象科學(xué)工程、海洋科學(xué)工程、食品科學(xué)工程、紡織科學(xué)工程以及輕工科學(xué)工程等6個學(xué)科方向。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
納米復(fù)合材料在廢水處理中的應(yīng)用	多技術(shù)協(xié)同土壤污染修復(fù)
高效海水淡化	用于污水處理的復(fù)合微生物活菌制劑
土壤污染對作物代謝的影響	環(huán)境納米催化材料
抗生素耐藥基因環(huán)境污染與控制	膜分離材料與工藝開發(fā)
氣候變化與生態(tài)環(huán)境	智能化預(yù)報技術(shù)
冬季嚴(yán)重霧霾	海洋能高效綜合利用技術(shù)
海洋微塑料污染的監(jiān)控與防治	海洋環(huán)境立體觀測技術(shù)
食品中有害物快速篩查與智能判別新技術(shù)	食源性致病微生物快速精準(zhǔn)檢測技術(shù)
高效油水分離材料的制備與應(yīng)用	纖維基3D打印技術(shù)
生物能源	生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)

 

信息與電子工程

需求牽引成為信息與電子工程的主要驅(qū)動力，工程前沿也在應(yīng)用場景中不斷得以強(qiáng)化，同時大數(shù)據(jù)、人工智能引發(fā)的安全和治理問題也日益受到關(guān)注。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
類腦智能	毫米波高速通信技術(shù)
天地一體化組網(wǎng)	超精密儀器技術(shù)及智能化
腦成像技術(shù)	圖像視頻分析識別系統(tǒng)與技術(shù)
感知、通信、計算、控制協(xié)同融合理論與方法	基于微納電子技術(shù)的傳感器開發(fā)
混合增強(qiáng)智能	手術(shù)機(jī)器人技術(shù)
面向光互聯(lián)、光計算及光傳感的硅基集成光子器件	高能效人工智能芯片技術(shù)
面向5G的大規(guī)模天線無線傳輸理論與技術(shù)	基于石墨烯等納米新材料的傳感器單元及測量技術(shù)
人工微納結(jié)構(gòu)對光及電磁場的調(diào)控	柔性可穿戴光電子器件應(yīng)用技術(shù)
量子化精密計量/測量技術(shù)與相關(guān)理論	物聯(lián)網(wǎng)安全檢測技術(shù)
新一代神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用	基于合成孔徑雷達(dá)的圖像處理、目標(biāo)識別以及特征學(xué)習(xí)

 

化工、冶金與材料工程

化工、冶金與材料工程領(lǐng)域組的Top11工程研究前沿和Top12工程開發(fā)前沿中呈現(xiàn)出與信息、生物等多學(xué)科融合趨勢。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
可再生能源系統(tǒng)	人工智能與化工過程深度結(jié)合
高溫合金	高分子材料的生物基替代
材料生命周期工程	軍用難熔金屬材料
人工智能設(shè)計催化劑	微反應(yīng)系統(tǒng)開發(fā)
航天航空用高性能C/C復(fù)合材料	可穿戴柔性電子器件
膜生物反應(yīng)器及膜污染防控技術(shù)	煤轉(zhuǎn)化制化學(xué)品
生物質(zhì)催化轉(zhuǎn)化	計算機(jī)輔助的材料“靶向”功能設(shè)計
化學(xué)生物技術(shù)	極端服役環(huán)境下性能與服役行為檢測與表征技術(shù)
多孔有機(jī)材料在CO2捕集中的應(yīng)用	生物質(zhì)煉制化學(xué)品及材料
高性能分離凈化吸附-催化材料開發(fā)	國防重大需求先進(jìn)結(jié)構(gòu)功能一體化陶瓷材料關(guān)鍵制備技術(shù)
化學(xué)固氮	智能仿生自修復(fù)涂層技術(shù)
	可反復(fù)循環(huán)生物降解高分子材料

 

農(nóng)業(yè)

農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的Top10工程前沿涉及農(nóng)業(yè)作物、植物保護(hù)、畜牧獸醫(yī)、農(nóng)業(yè)裝備、資源利用等學(xué)科方向。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
農(nóng)業(yè)生物CRISPR-Cas9基因編輯	綠色植保技術(shù)
動物疫病發(fā)病機(jī)理及防控	農(nóng)業(yè)生物基因編輯技術(shù)
作物基因組選擇育種	土壤重金屬污染防治
智能生物工廠	智能農(nóng)業(yè)裝備
植物免疫調(diào)控機(jī)理	林產(chǎn)物生物質(zhì)利用
氣候變化對農(nóng)業(yè)生態(tài)的影響	動物健康管理系統(tǒng)
生物多樣性與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)	苗種高效培育
人工誘導(dǎo)產(chǎn)卵繁殖	作物雜交新品種選育
全球氣候變化與作物生產(chǎn)	精準(zhǔn)栽培技術(shù)
林業(yè)高光譜遙感監(jiān)測	作物DNA序列與基因組分析

 

醫(yī)藥衛(wèi)生

醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的Top10工程研究前沿和Top10工程開發(fā)前沿，涉及基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)信息學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程、藥學(xué)、公共衛(wèi)生與預(yù)防醫(yī)學(xué)等學(xué)科方向。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
人工智能在生物醫(yī)藥的應(yīng)用研究	腫瘤免疫治療技術(shù)
腸道微生態(tài)和穩(wěn)態(tài)免疫	智能輔助診斷技術(shù)
腦科學(xué)的神經(jīng)計算和類腦智能研究	基因編輯技術(shù)
類器官芯片機(jī)器生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究	基于基因組學(xué)大數(shù)據(jù)疾病預(yù)測與干預(yù)技術(shù)
腫瘤免疫治療	腦機(jī)接口技術(shù)
個體化腫瘤治療疫苗	智能可穿戴健康輔助設(shè)備
干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用研究	基于干細(xì)胞的組織重建與器官重塑技術(shù)
腫瘤微環(huán)境代謝異質(zhì)性與相互作用	人源化動物模型技術(shù)
單細(xì)胞測序與疾病診斷	單細(xì)胞分析技術(shù)
3D打印技術(shù)在再生醫(yī)學(xué)的應(yīng)用研究	組織再生修復(fù)材料

 

工程管理

在工程管理領(lǐng)域的Top10工程研究前沿中，工業(yè)4.0下的可持續(xù)發(fā)展研究、機(jī)器視覺驅(qū)動的施工管理、基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)韌性為重點(diǎn)解讀的前沿。

在工程管理領(lǐng)域的Top10工程開發(fā)前沿中，面向工程管理的可視化技術(shù)、面向工程安全的預(yù)警技術(shù)與方法、面向工程管理的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)為重點(diǎn)解讀的前沿。

工程研究前沿	工程開發(fā)前沿
工業(yè)4.0下的可持續(xù)發(fā)展研究	面向工程管理的可視化技術(shù)
機(jī)器視覺驅(qū)動的施工管理	面向工程安全的預(yù)警技術(shù)與方法
基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)韌性	面向工程管理的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)
大數(shù)據(jù)在遠(yuǎn)程健康監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用	智慧物流
高速鐵路網(wǎng)絡(luò)對城市發(fā)展的影響	風(fēng)險評估與管理系統(tǒng)
共享社會經(jīng)濟(jì)路徑描述及其擴(kuò)展	車輛信息與資源共享系統(tǒng)
建筑信息模型與安全管理	智能醫(yī)療健康管理
能源互聯(lián)網(wǎng)分析研究	基于云計算的集成管理方法與技術(shù)
一帶一路下的物流、貿(mào)易和海運(yùn)管理	基于可穿戴設(shè)備的管理方法和技術(shù)
用于能源交易的區(qū)塊鏈聯(lián)盟研究	面向智能制造的質(zhì)量工程技術(shù)