创新研究报告 - cnais.org.cn · 创新研究报告 第84期(总第89期) 2016年8月25日...
TRANSCRIPT
1
创新研究报告第 84 期(总第 89 期)
2016 年 8 月 25 日
中国科协创新战略研究院 签发人:罗晖
日本产业与科技创新的重点发展方向
[编者按]为针对日本目前面临的老龄化、人口减少、地球
变暖等问题和挑战,创造环境适应型新产业。2016年 6月 28日,
日本产业技术综合研究所(National Institute of Advanced
Industrial Science and Technology,AIST)基于对 2030 年
产业和社会发展趋势的预测,发布了《2030 年研究战略》,提
出了日本产业与科技创新的重点发展方向,本文将这些重点发
展方向做简要介绍。
一、发展超智能产业
随着信息通信技术的发展与普及,研究者可以从大量收
集的情报和数据中创造出新的知识和价值。日本发展超智能
社会,希望通过电脑空间和物理空间的高度融合,使人类从
单调的工作中获得解放,使生活更加丰富。该领域主要战略
性研究包括:
2
1. 实现人类知觉、控制的扩展
信息物理系统(cyber physical system,CPS)指融合人
类的知觉与控制能力、电脑空间以及物理空间的系统。通过开
发 CPS与发展测量人类内部(感情、胜利、生理心理)的技术,
不仅能够在康复工作、体育训练上实现个性化,还可以实现自
动驾驶,开发智能机器人。
2. 人工智能硬件和软件的创新
通过人工智能(artificial intelligent,AI),系统能
够实现服务自动升级。此外,还需开发能从大量情报中高效率
抽取有用信息的人工智能硬件技术。
3. 数据流通保密技术
开发电脑空间内利用人工智能进行自动进化的保密技术,
例如能够自动解析病毒、生成防毒程序的技术。
4. 情报交换设备和高效率网络
开发在物理空间和电脑空间之间高效传输信息的设备以及
低耗能、高传输效率的网络。
5. 新一代制造系统
开发能应对不同生产期、不同规模、不同加工难度、耗能低、
成本低的信息物理系统对应型制造系统技术。
6. 针对数码化制造业的创新测量技术
开发能够实时应对加工现场的测量技术,以及能够精准测
量和分析内部形状的技术。
二、实现社会的可持续发展
日本希望通过发展可再生能源,减少对化石燃料的需求,
在 2050 年之前削减 80% 的温室气体排放量。同时,也希望减少
对稀缺资源依赖,通过普通资源制造出新功能材料,开发更有
3
效的回收循环利用技术,实现清洁型社会。该领域主要战略性
研究包括:
1. 加强再生能源的普及
加强对高效率低成本能源(如太阳光发电技术、适应当地
调节的风力发电技术、大规模深部地热发电)的普及,促进这
些能源的利用率,开发智能电网技术。
2. 开发新能源
开拓如地热和海洋中未利用的资源,并投入使用。
3. 开发节能储能技术
开发低成本燃料电池技术,如,直接利用液体燃料的燃料
电池,从而大幅减少贵金属的使用。
4. 实现氢能源社会
氢能源取自于水,并可再生。通过低温活性催化剂、高效
率低成本的水电解膜和电极材料,开发氢能源的储藏、运输和
利用技术。
5. 推进环保资源开发和循环利用
在开发、测量、生产海陆的能源时,不能忽视环境评估和
生物多样性。除了节能减排,还应利用都市矿山和生物资源,
建立起环保的资源循环体系。
6. 开发环保的新催化剂、新化学合成技术
为了达到零件的轻便化和高强度化,开发能够连接异种材
料的复合材料以及接合技术。开发能够将生物质原料加工为高
机能素材的催化剂以及高效率的磁力冷冻技术。
三、活用物质和生命构造
在解析物质和生命构造的基础上,对其进行重新构造和利
用。通过发展此项技术,可以开发出高性能材料、设备、生理
4
活性物质、细胞制造技术,创造新产业和健康长寿的社会。该
领域主要战略性研究包括:
1. 超显微测量技术
电子、光子、原子层面上的超显微测量技术能够应用在超
敏感度检测器和医疗检测仪器上,实时观察细胞机能,反映实
际的生物构造。
2. 新机能材料
计算物质的原子结构与机能,改进设计方法,提高机能性
材料的开发效率。同时,利用大量的材料数据与人工智能,开
发高机能材料和制造工艺。
3. 高附加值材料
开发能够根据环境、使用状况进行自我学习、改变形状的
材料,进一步开发纳米级的有机、无机材料、有飞跃特性的纳
米碳等高附加值材料。
4. 新原理、新机能设备
应用原子分子控制带来的新现象,开发能够高速处理大规
模数据的设备和超低耗电传感器、分子聚合执行器等新原理、
新机能设备。
5. 合成技术创新
基于遗传物质的机能发现和结构理解,确立转基因等生物
合成技术。通过生物资源,开发高效生产医药品和高价值物质
的合成技术。
6. 生理构造解析
开发能够分析从 DNA 到器官个体形成的相关技术,并以此
为基础,探索研发高效率的医药合成和个性化医疗技术。
5
7. 生物芯片与健康可视化
基于细胞物质间相互作用、细胞分化的原理和干细胞加工
技术,开发生物芯片,应用于健康分析。并且,开发高速、高
感度设备以应对大规模流行病。
四、增强社会的安全性
为了提早回避各种风险、减少灾害和环境变化的损失以及
促进灾后恢复,要提升科技综合实力。该领域主要战略性研究
包括:
1. 评估和降低自然灾害风险
正确预测巨大地震和火山喷发等自然灾害,开发减低灾中
损失和提高灾后恢复速度的技术。应对火山喷发、海啸和大地
震的连锁灾难,强化提升国家和企业的风险管理能力。
2. 新测量技术
为了评估健康风险,开发多级、实时监测环境粒子和精确
迅速测量食品成分和环境污染物的测量技术。此外,为了解决
社会基础设施老化问题,需开发放射线、超音波、量子射线等
全球先进测量技术。
3. 地质信息的可视化
推进地质图和地球科学图的完善,并将其作为国家重点项
目。同时,根据最新知识进行旧数据改进,利用观测卫星信息
推进国土可视化。利用钻探技术,使地下信息可视化,并开发
能根据实际情况削减风险的技术。
4. 保障稳定供水供粮的新系统
开发新材料以及食品的生产、保存、管理和运输系统,以
保障全球变暖等巨大环境变动下的稳定供水供粮的能力。
6
文章来源
http://www.aist.go.jp/Portals/0/resource_images/aist_j/information/
strategy2030/honbun_v1.pdf
(编译:曾乐融)
联系电话:13811520165 电子邮箱:[email protected]
创新研究公众号 中国科协创新战略
研究院官网 编辑:高晓巍 王达