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报告摘要

全球工程前沿 2025 总结

核心内容概述

《全球工程前沿 2025》是中国工程院发布的年度工程科技发展报告，总结了2025年全球工程科技的最新发展趋势。报告涵盖机械与运载工程、信息与电子工程、化工、冶金与材料工程、能源与矿业工程、土木、水利与建筑工程、环境与轻纺工程、农业、医药卫生和工程管理等9个领域，共提炼出94个工程研究前沿和95个工程开发前沿，并重点解读了29个研究前沿和28个开发前沿。报告通过数据分析与专家研判相结合的方法，分析了各领域前沿的技术发展态势、核心研究方向和未来趋势，旨在为工程科技和产业创新发展提供方向指引。

研究方法与流程

工程研究前沿遴选
- 通过Web of Science数据库筛选出高影响力论文，并利用共被引聚类分析提取文献聚类主题。
- 专家提名与数据挖掘相结合，形成备选研究前沿。
- 通过问卷调查和多轮专家研讨，最终确定各领域10余个研究前沿。
- 选取3-4个重点前沿，邀请专家从国家布局、合作网络、发展趋势等方面进行解读。
工程开发前沿遴选
- 基于Derwent Innovation专利数据库，对高影响力专利家族进行文本聚类，形成专利地图。
- 专家提名与专利地图相结合，提炼出备选开发前沿。
- 通过多轮专家研讨和问卷调查，最终确定各领域10余个开发前沿。
- 选取3-4个重点开发前沿，邀请专家从研发重点、产业前景等方面进行解读。
发展路线图
- 技术路线图用于描绘技术未来发展趋势，以可视化方式展示重点前沿5-10年的演进路径。
术语解释
- 高影响力论文：被引频次在同出版年、同学科论文中排名前10%的论文。
- 文献聚类主题：通过共被引分析获得的主题与关键词组合。
- ThemeScape专利地图：基于语义相似度分析的可视化技术分布图。
- 技术覆盖宽度：专利家族覆盖的DWPI分类数量。

重点领域总结

机械与运载工程

工程研究前沿（Top 10）

电磁波吸收材料与多尺度结构设计
- 聚焦于提升吸波性能，实现低频、宽频、智能可调谐。
- 技术趋势：多尺度协同设计、人工智能辅助材料开发。
机械超材料设计方法
- 基于力学原理与结构几何特征的多尺度设计方法。
- 技术趋势：智能化、跨尺度化、应用导向化。
直接电解海水制氢的催化剂与隔膜研究
- 研究目标为解决海水复杂环境下的催化剂与隔膜问题。
- 技术趋势：多学科协同、系统集成、材料-器件-系统协同创新。
生物混合机器人
- 结合硅基与碳基系统，实现柔性、自愈、智能感知与响应。
- 技术趋势：多模态感知、神经接口、可再生功能模块。
超临界压缩空气储能技术研究
- 通过压缩热回收与液态空气储能，提升系统效率与适应性。
- 技术趋势：多时间尺度储能、工业余能回收、与AI融合。
多车网联协同自动驾驶方法
- 利用车联网技术实现多车协同感知与决策。
- 技术趋势：高抗扰感知、智能协同决策、多场景应用。
基于液晶弹性体的软体机器人研究
- 通过液晶弹性体实现柔性驱动与智能控制。
- 技术趋势：材料-结构-控制协同、多物理场耦合、仿生设计。
基于视觉的触觉传感器
- 借助视觉采集与数据处理技术实现触觉感知。
- 技术趋势：高精度感知、多模态融合、结构优化。
近空间太阳能飞艇
- 具备长航时、高载重、精准控制等特性。
- 技术趋势：多功能载荷、自主运控、多能互补。
多声源定位方法