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白宫消息!美国未来5大重点研发领域
  • 白宫消息!美国未来5大重点研发领域

    Innov100
    2020-09-10 11:57:15
  • 2020年8月14日,美国白宫发布了2022财年美国研发预算优先事项(FY 2022 Administration Research and Development Budget Priorities)。2022财年预算中,共确定了5大研发预算优先事项,以确保美国在科技创新方面保持全球领先地位。IotF(人工智能、量子信息科学、先进通信网络(5G)、先进制造、生物科技)仍然是美国的研发优先方向。受新冠疫情影响,2020财年的研发优先事项新加入了美国公共安全与创新方向。报告最后还提出了4大优先措施来保障5大优先研究事项的顺利进行。

    

    五大研发重点领域

    1.美国公共安全与创新

    特朗普政府优先研发加强和确保个人、家庭和社区健康和生存质量的领域。新冠疫情证明了公共安全威胁和挑战会对经济和国家安全带来影响。政府关注于改善健康、同时确保经济创新的研发项目。

    1.1 诊断、疫苗和治疗的研发项目

    新冠疫情证明了检测、预防、响应和控制在应对传染病和其他生物威胁中的重要作用,并需要所有相关部门和机构的协同努力。相关部门和机构应该继续支持医疗企业在现代化设备开发、诊断、治疗和疫苗等方面的研发。

    1.2 传染病建模和预测

    美国必须加强流行病学建模方面的研发,并在日常工作中使用此类模型,而非仅偶尔用于危机活动中。相关部门应通过继续利用数据和预测科学的发展来预测未来的流行病,以应对未来传染病的爆发。

    1.3 生物医药和生物技术

    相关部门和机构应该优先加速识别和选择领域的研发投入,包括传染病的快速检测、遏制和治疗。相关主题包括药物和非药物的干预、个性化医学、神经科学和其他IotF领域的发展。

    1.4 生物经济

    美国的生物经济是由科学、基础设施、创新和技术、健康、国家安全等组成的促进经济增长、促进安全和增加公共福祉。为应对新冠疫情带来的人口和资源的损失,相关部门和机构应当优先基于证据的标准和研究来快速和战略上持续改善支持人、植物和动物安全的生物科技基础设施。

    2.美国在IotF(未来和相关技术领域)的领导能力

    美国政府将继续优先发展IotF相关的科学和技术领域,包括人工智能、量子信息科学、先进通信网络(5G)、先进制造和生物科技、未来计算生态系统以及IotF 赋能的自动驾驶和远程导航车辆。以促进美国经济发展、改善人民生活质量和国家安全,并为创造跟多高报酬的工作岗位。

    2.1 人工智能

    相关部门和机构应该优先人工智能领域的研究投入,并与2019年2月特朗普签署的第13859号行政命令“维持美国在人工智能领域的领导地位”以及2019年更新的国家人工智能研究和开发战略规划相一致。变革性基础研究的重点包括人工智能伦理问题、高效数据和高性能机器学习技术、认知人工智能、安全和可信赖的人工智能、可扩展和鲁棒的人工智能、融合和交互式人工智能、新型人工智能硬件等。

    当前研究的重点是人工智能在医疗、增强图像、诊断、数据分析等领域的应用。人工智能基础设施的投资也是优先投资的方向,包括人工智能开发、测试和评估的国家级机构和测试床,人工智能研发的数据和模型资源,以及开放支持网络。此外,还应优先人工智能评估方法、标准的研发,包括可信赖人工智能在准确性、公平性、鲁棒性、可解释性、透明性等维度的量化。

    2.2 量子信息科学

    为与2018年的国家量子计划法案、国防授权法案一致,相关部门和机构应优先支持构建量子信息科学生态系统的方法,探索量子前沿问题。鼓励相关机构的协作以及通过联合体和其他技术转化机制来支持竞争前的研发,投资相关的基础设施和测试床为下一代量子设备、使用量子技术来帮助相关机构完成使命具有重要意义。

    2.3 先进通信网络

    相关部门和机构应与私有企业紧密协作,加强先进通信技术的基本研究,包括5G和其他无线网络。美国无线通信领导能力研发优先计划报告中提出包括人工智能、机器学习技术无线系统优化中的与应用研究,以及应用人工智能、机器学习技术到通信和网络安全中,实现安全和可信的应用。相关部门和机构应鼓励利用5G和先进网络技术的应用,通过开放、互操作、安全设计和模块化网络架构的研发来促进美国无线网络设备产业的发展。

    2.4 先进制造

    相关部门和机构的研发投资应该支持美国先进制造领导力战略报告中的目标。优先领域包括智能和数字制造、先进工业机器人,尤其是使用了工业物联网的系统。相关部门和机构应该关注低成本的分布式制造、继续制造方法。

    2.5 IotF相关的技术-未来计算生态系统

    为促进IotF,相关部门和机构应优先实现National Strategic Computing Initiative Update: Pioneering the Future of computing中提出的国家战略计算生态系统,融合先进计算、软件、数据资源,支持未来技术的创新和转化。其中包括未来计算技术中的基本研发领域的投资,包括测试床、实现系统和原型系统。

    3.美国国家安全

    维持和保护美国安全需要联邦政府在研发方面的投入来实现预防和响应战略竞争者和对手国家不断发展的挑战的鲁棒的和灵活的能力。

    3.1 恢复能力

    相关部门和机构应该投资增强美国个人、企业、社区、政府和社会安全和弹性的研发。其中包括增强预测、预防、应对或从物理威胁和自然灾害中恢复能力的研发。这类研发的范围非常广,具体包括传染病和其他生物威胁、极端天气事件、地球物理危害、对关键基础设施的网络和电磁脉冲攻击,以及对供应链安全漏洞的利用。

    3.2 先进军事能力

    相关部门和机构应该在研发领域投资来实现应对新兴威胁和保护美国安全所需的先进军事能力,包括攻击性和防护下的超声波武器、弹性的国家安全太空系统、现代化和灵活的战略和非战略核打击能力。相关部门和机构应该开发可以缩短国防采购周期和增强应对全域新兴军事威胁(包括太空和网络空间)的准备度的技术方法。

    3.3半导体

    相关部门和机构应该与产业界和学术界合作来优先发展确保政府对可信的微电子和保持美国半导体技术领域领导地位的访问,包括底层的材料、设备、设计和软件,以及先进微电子所需的设计和描述工具和设施。

    4.美国能源和环境领导地位

    4.1能源

    相关部门和机构应该投资那些有望安全、高效地利用美国能源资源的早期、创新的技术研发,其中包括原子能、可再生能源和化石能源。政府资助的能源研发项目应该继续反映越来越依赖私营部门为能源生产、储存和消费技术的后期研究、开发和商业化提供资金的趋势,同时支持可以改善多机构协作的用户设施。

    4.2地球系统预测和气象服务

    美国想通过涵盖天气、气候、水文、海洋和相关环境主题的地球系统方法在气象服务中实现全球引领,并通过提供高度覆盖本地到全球影响的信息来提供社会效益。相关部门和机构应该优先考虑、协调和合作来实施国家战略,加速可预测性的理论进步和实际运用,缩小关键领域差距,使用人工智能等非传统方法来探索先进的建模能力。相关部门和机构应优先考虑充分充分利用可用的计算和数据基础设施来支持盖研究,并通过协调和伙伴关系有效利用研究资源。

    4.3海洋

    为促进总统关于海洋测绘的备忘录的实施,相关部门和机构应该优先发展新兴技术和合作来有效对美国专属经济区的资源进行测绘、探索和分类。相关部门和机构应该关注增强有效和高效管理海量海洋观测和研究数据的能力,在联邦政府和相关利益方之间开放数据,并支持改善对海洋系统变化响应的研发,比如海洋化学。

    4.4北极

    美国是一个北极国家,北极地区迅速变化的环境对美国国家安全、商业和运输等的影响正在显现。相关部门和机构应优先考虑增强观测、理解和预测北极物理、生物和社会经济效益的能力,以更好地保护和促进美国利益。

    5.美国在太空领域的领导地位

    研发投资应该继续利用美国大学和私营机构的能力,聚焦美国在太空领域的领导地位,以支持特朗普政府2024年的登月计划,并作为未来人类火星任务的试验场。在近地轨道的新平台上进行生物和物理科学的微重力研究对于实现更长时间的人类太空任务非常重要,并可能对地球上的生命产生实际益处。

    相关部门和机构应优先考虑月球和火星的低温燃料储存和管理、太空制造和装配、先进的太空相关动力和推进能力、以及轨道碎片管理研究。还应优先安排确保商业活动的工业基础的活动,这将大大加快私营部门实现政府既定目标和促进太空经济发展。最后,还应关注先进材料、添加剂制造和机器学习等在太空和地球具有潜在应用的能力。

    来源:战略前沿技术

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