全球工程前沿2021-小-科睿唯安_243页_17mb
报告摘要
2021年度全球工程前沿研究报告总结
核心内容概述
2021年度全球工程前沿研究项目由中国工程院组织，依托9大学部及《工程》系列期刊开展。研究基于数据分析与专家研判相结合的方法，共遴选并解读了93个工程研究前沿和93个工程开发前沿，其中重点解读了28个研究前沿和28个开发前沿。研究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。
主要观点
- 工程前沿的定义与分类：工程前沿分为工程研究前沿和工程开发前沿，前者关注理论研究，后者关注技术开发。
- 研究方法：研究采用数据准备、数据分析、专家研判三阶段，结合共被引聚类、专利地图、专家提名和多轮研讨，实现对前沿的遴选与解读。
- 技术发展态势：各领域前沿发展呈现出多学科交叉、智能化、集成化、高精度、高效能等趋势。
- 国际合作与研究热点：研究前沿具有明显的国际合作特征，不同国家和机构在不同技术领域具有各自的主导地位。
关键信息
1. 工程研究前沿遴选流程
- 数据准备：科睿唯安基于Web of Science核心合集，结合专家提名，构建各领域数据源。
- 数据分析：通过共被引聚类和专利地图分析，提取高影响力论文和专利。
- 专家研判：结合专家意见，进行多轮讨论和问卷调查，最终确定Top 10和Top 3工程研究前沿。
2. 工程开发前沿遴选流程
- 数据准备：科睿唯安基于Derwent Innovation专利数据库，构建各学科组的专利检索策略。
- 数据分析：通过文本聚类和专利地图分析，识别高影响力专利。
- 专家研判：结合专家意见，对专利进行归并、修订和提炼，最终确定Top 10和Top 3工程开发前沿。
3. 领域研究前沿分析
机械与运载工程
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Top 10工程研究前沿：
- 柔性内窥镜微创手术机器人
- 水下无人航行器
- 仿昆虫微型扑翼飞行器
- 机器人化增材制造
- 准零刚度隔振方法
- 折纸超材料
- 无人载具轨迹精确跟踪控制
- 飞行器数字孪生技术
- 混合可再生能源发电
- 基于深度学习的城市交通流量智能预测方法
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Top 3工程研究前沿重点解读：
- 柔性内窥镜微创手术机器人：用于微创手术，具有高灵活性和柔顺适应性，可应用于多种人体腔道疾病诊断与治疗，具有广泛的应用前景。
- 水下无人航行器：涉及多学科交叉，是海洋强国建设的重要装备，应用于海洋资源勘探、安全防务等领域，面临复杂海洋环境和多样化任务的挑战。
- 仿昆虫微型扑翼飞行器：具有体积小、重量轻、隐蔽性强等特点，适用于多种任务，如侦察、环境监测等，是无人飞行器研究的热点。
其他领域
- 信息与电子工程：聚焦人工智能、大数据、物联网等技术，研究方向包括智能感知、数据处理、系统优化等。
- 化工、冶金与材料工程：关注新型材料、智能制造、绿色化工等方向，推动材料科学与工程应用的结合。
- 能源与矿业工程：研究方向包括可再生能源、能源储存、智能电网等，致力于实现能源的高效利用和可持续发展。
- 土木、水利与建筑工程：涉及智能建造、绿色建筑、结构健康监测等，推动建筑行业的智能化与可持续发展。
- 环境与轻纺工程：关注环保技术、智能制造、绿色材料等，推动环保与轻纺行业的技术进步。
- 农业：聚焦智能农业、精准农业、农业机器人等，提升农业生产效率和可持续性。
- 医药卫生：关注医疗设备、生物技术、智能诊断等，推动医疗科技的发展与应用。
- 工程管理：涉及项目管理、风险管理、智能决策等，提升工程项目的管理效率和质量。
领域研究前沿特点
- 技术融合：各领域研究前沿均体现了多学科交叉融合的特点，如机械与运载工程中的柔性内窥镜微创手术机器人结合了机械工程、医学、人工智能等。
- 智能化发展：人工智能、大数据、深度学习等技术被广泛应用于各个领域的研究前沿。
- 绿色与可持续：可再生能源、绿色材料、环保技术等成为研究热点，推动可持续发展。
- 国际合作：研究前沿具有明显的国际合作特征，不同国家和机构在不同技术领域具有各自的主导地位。
未来发展方向
- 深化研究：在各领域重点前沿上，进一步深化研究，提升技术的理论基础和应用能力。
- 技术突破：推动技术突破，特别是在智能化、绿色化、集成化等方面。
- 国际合作：加强国际合作，促进技术交流与共享，提升全球工程科技的发展水平。
- 政策支持：加强政策支持，推动工程科技的创新与应用，促进产业发展。
结论
2021年度全球工程前沿研究项目全面展示了各领域工程科技的发展趋势和热点，为未来工程科技的发展提供了重要的参考和指导。研究强调了多学科交叉、智能化、绿色化、国际合作等关键方向，为推动工程科技的创新与应用提供了坚实的理论基础和技术支持。
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