1.1 工程研究前沿遴选 5 1.1.1 论文数据获取与预处理 5 1.1.2 论文主题挖掘 5 1.1.3 研究前沿确定与解读 6 1.2 工程开发前沿遴选 6 1.2.1 专利数据获取与预处理 6 1.2.2 专利主题挖掘 7 1.2.3 开发前沿确定与解读 7 1.3 发展路线图 7 1.4 术语解释 7 第二章 机械与运载工程前沿 9 2.1 工程研究前沿 工程研究前沿 10 2.1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势 10 2.1.2 Top 3 工程研究前沿重点解读 14 2.2 工程开发前沿 23 2.2.1 Top 10 工程开发前沿发展态势 23 2.2.2 Top 3 工程开发前沿重点解读 27 第三章 信息与电子工程前沿 37 3.1 工程研究前沿 38 3.1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势 3 工程研究前沿重点解读 43 3.2 工程开发前沿 55 3.2.1 Top 10 工程开发前沿发展态势 55 3.2.2 Top 3 工程开发前沿重点解读 60 第四章 化工、冶金与材料工程前沿 71 4.1 工程研究前沿 72 4.1.1 Top 10 工程研究前沿发展态势 72 4.1.2 Top 3 工程研究前沿重点解读 75 4.2 工程开发前沿 86

2025 研究前沿 RESEARCH FRONTS 中国科学院科技战略咨询研究院 中国科学院文献情报中心 科睿唯安 2025 001 2025研究前沿 目录 目 录 Contents 1. 背景 005 2. 方法论 006 2.1 研究前沿的遴选与命名 006 2.2 研究前沿的分析及重点研究前沿的遴选和解读 007 背景和方法论 农业科学、植物学 和动物学 1. 热点前沿及重点热点前沿解读 011 1.1 农业科学、植物学和动物学领域 Top10 热点前沿发展态势 011 1.2 重点热点前沿⸺“利用植物根际促生菌缓解植物的盐胁迫” 012 1.3 重点热点前沿⸺“基于深度学习的植物病害检测” 016 2. 新兴前沿及重点新兴前沿解读 019 2.1 新兴前沿概述 019 2.2 重点新兴前沿⸺“花青素在食品智能包装膜中的应用” 生态与环境科学 1. 热点前沿及重点热点前沿解读 021 1.1 生态与环境科学领域 Top 10 热点前沿发展态势 021 1.2 重点热点前沿⸺“行星边界突破与地球系统风险治理” 022 1.3 重点热点前沿⸺“基于生物质的活性多孔炭吸附剂制备及二氧化碳捕集性能” 026 2. 新兴前沿及重点新兴前沿解读 029 2.1 新兴前沿概述 029 2.2 重点新兴前沿⸺“污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸的微生物机制研究”

格局。《2025 研究前沿》报告遴选出十一大学科领域的 110 个热点前沿和 18 个新兴前沿，并对重要的前沿进行了解读 分析。在《2025 研究前沿》报告的基础上，《2025 研究前 沿热度指数》报告继续采用研究前沿热度指数来揭示世界主 要国家 / 地区在十一个学科领域的 110 个热点前沿和 18 个 新兴前沿的研究活跃程度，观察世界主要国家 / 地区在这些 研究前沿中的研究产出贡献和影响力表现，描绘全球科技前 18 新兴前沿 110 热点前沿 1. 方法论 研究前沿热度指数是衡量研究前沿活跃程度的综合评估指标。由于研究前沿本身是由一 簇共高被引的核心论文和后续引用核心论文的施引论文共同组成的，因此，在研究前沿热度 指数的设计中，分别从核心论文和施引论文的数量份额和被引频次份额的角度，设计贡献度 和影响度两个指标，二者加和构成研究前沿热度指数，逻辑模型如图 1 所示。 图 1 研究前沿热度指数逻辑模型 研究前沿热度指数逻辑模型 研究前沿 热度指数 贡献度 影响度 核心论文份额 施引论文份额 核心论文被引频次份额 施引论文被引频次份额 2025 研究前沿热度指数 01 利用研究前沿热度指数可以针对特定研究前沿、 特定学科或主题领域研究前沿乃至十一大学科领域研 究前沿整体，测度相关国家 / 地区、机构、团队以及 科学家个人等的表现。本报告利用国家 / 地区研究前 沿热度指数，从十一大学科领域整体、各学科领域和

自动生成说明 机器人和人手的握手 自动生成说明 的价值 创新 边疆 Technologies 人类和 Machines 创新是可持续增长的关键 - 前沿技术承诺 巨大的未来潜力 ， 同时引发对人类价值观的担忧 5.2 前沿技术 5.3 人类与机器 罗兰贝格 | 5 创新增加价值的关键领域 驱动经济 推动社会福利 手指触摸图形 自动生成说明 吸引消费者并创造新的 市场。 整个价值链所需的资源 推动可持续性 启用循环。 创新是推进循环经济原则的基石 ： 减少、重复使用、回收利用 来源 ： 罗兰贝格 创新的价值可以在各个重要领域看到 - 在经济、社会和可持续性方面 5.2 前沿技术 5.3 人类与机器 5.1 创新的价值 技术与创新 5.1 资料来源 ： 世界经济论坛 ； 罗兰贝格 罗兰贝格 | 6 创新的类型 手指触摸图形 自动生成说明 技术 突破 comprises 的组合 这些 的类型 创新 品牌 Process Channel 服务 经验 创新将增值发明与成功的市场相结合 渗透 ， 并可以分为不同的类型 5.2 前沿技术 5.3 人类与机器 技术与创新 • 创新是一个过程 将新思想转化为价值 ， 以新产品、 新配置或新用户体验的形式 • 创新是复杂的 ， 不仅仅是 创意 创造性 ； 创新包括基本的、实际的步骤

iiiiii 前言 第4页 引言 第7页 页面 17 设计人工智能的国 家级政策 第1页 人工智能技术前沿 第11页 准备抓住人工智能 机遇 利用人工智能提高生 产力和员工赋权 第23页 全球合作 为了包容和公平的 人工智能 ©2024联合国贸易和发展会议 前言 iv 前沿技术，尤其是人工智能，正在重塑经济和社会的运作方式。然而， 它们的快速和广泛传播往往超过了许多政府应对的能力。 际合作也非常重要，以使各国能够共同创造包容性的人工智能治理。 前沿技术，尤其是人工智能（AI），正在深刻地改变我们的经济和社会 ，重塑生产流程、劳动力市场以及我们生活和互动的方式。人工智能是 否会加速实现可持续发展目标，还是会加剧现有的不平等，使弱势群体 进一步落后？发展中国家如何利用人工智能实现可持续发展？ A 人工智能在技术前沿 B 利用人工智能提高生产力和工人赋权 C 准备抓住人工智能机遇 人工智能正在重塑 经济和社会——它 将推动可持续进步 还是加深现有不平 等？ 全球协作是确保人 工智能的益处惠及 每个人的关键，从 而将重点从技术转 移到人。 第八章 1 1 人工智能技术前沿 版权所有 © Adobe Stock 2 925 138 2023 2033 189 (市场规模估计，以十亿美元为单位) 人工智能物联网 大数据 区块链技术 5G

第一章 序言 1. 定义与范式 2. 发展与态势 3. 数据分析 第二章 AI 前沿 1. 从大语言模型走向自主智能体 2. 具身智能 3. 脑机接口 4. AI 内生安全 第三章 数学 1. 基础理论 2. 优化 3. 统计 4. 科学计算 5. 复杂系统 第四章 物质科学 1. 物理 2. 化学 3. 材料 4. 能源 第五章 生命科学 5。加州大学伯克利分校和劳伦斯 伯克利国家实验室利用机器人执行实验，机 器学习规划实验并结合主动学习优化实验过 程，研发用于无机粉末固态合成的自动实验 室 A-Lab，显著提高了材料合成效率 6。 2.2 前沿科学问题与突破路径 2.2.1 如何构建跨尺度的科学智能模型 科学研究涉及从原子尺度到宏观系统的 跨尺度建模，但当前 AI 模型通常仅适用于 单一尺度，缺乏有效的多尺度耦合机制。 为了解决这一挑战，可以从以下几个方 科学智能白皮书 2025 10 11 第二章 AI 前沿 AI 核心 全球 AI 核心领域出版物从 2015 年 的 17.92 万 篇 增 长 至 2024 年 的 46.37 万篇（图 2），中国在总量 方面优势显著，印度加速追赶，总 量已超越美国，接近欧盟。从数据 分析和关键词词云看，研究主题呈 双聚焦：一方面，持续推进前沿模 型、基础算法与计算架构创新；另 一方面，2020

言 当时代的列车全速驶入数字化的轨道，计算产业正以前所未有的速度深刻改变着世界的运行方式与 发展格局。从现代化都市高效运转的智能交通体系，到充满活力的智慧城市建设实践；从高深莫测的科 研攻坚前沿，到与每个人息息相关的医疗健康保障领域，计算力如同无处不在的智慧引擎，驱动着创新 与发展的巨轮滚滚向前。 为全方位呈现计算产业年度发展风貌，全球计算联盟（GCC）于今年9月重磅发起“2024年度全球计 计算联盟GCC将持续搭建全球产业应用案例展示与交流的平台，让我们以案例汇编为指引，不断探索计 算产业的无限可能，共同推动全球计算产业的繁荣发展！ 全球计算联盟 2024年12月 ContentS 目 录 年度技术创新类（前沿技术突破） ｜中国电信股份有限公司研究院｜分布式智算中心无损网络方案…………………………………………… 1 ｜中国科学院计算机网络信息中心｜面向国产超算系统跨平台可移植的并行框架软件方案……………… 色融合智算中心解决方案…………………………… 128 ｜苏州华旃航天电器有限公司｜应用于数据中心液冷散热系统的流体连接器方案……………………… 131 年度技术创新类 （前沿技术突破） 1 年度技术创新类（前沿技术突破） 案例基本信息 Basic case information 案例简介 case summary 随着人工智能的浪潮来袭，以大模型为代表的智算中心解决方案逐步深入千行百业，算力需求日益

世 界首富。 " Al 直接注册公司、研发黑 科技 、上市圈钱，你醒来发现银行卡多了 100 亿。 一、人工智能发展简史了解 OpenAl 的 5 级 AGI 量表 二、大模型：人工智能的前沿 2.1 大模型的概念 大模型通常指的是大规模的人工智能模型，是一种基于深度学习技术，具有海量参数、强大的学习能力和泛化 能力，能够处理和生成多种类型数据的人工智能模型 通常说的大模型的“大 境。这使得它们能够产生更准确、 更连贯的回答 可迁移性高 学习到的知识和能力可以在不同 的任务和领域中迁移和应用。这 意味着一次训练就可以将模型应 用于多种任务，无需重新训练 二、大模型：人工智能的前沿 语言生成能力 大模型可以生成更自然、更流利 的语言，减少了生成输出时呈现 的错误或令人困惑的问题 2.2 大模型的发展历程 萌芽期：模型小 ( 参数 <1 亿 ) 、任务单一、依赖人工设计规则。 LLaMA 、 DeepSeek 降低大模型使用门槛。 · 争议焦点：失业风险：编剧、设计师、客服等职业面临替代压力；监管博弈：中 美欧出台 Al 法案，要求透明度与内容审核。 二、大模型：人工智能的前沿 性 能 ( 参数、层数等 ) 萌芽期 迅猛发属期 53008 防个力 18 1950