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新兴技术和未来战略发展趋势与特点

供稿人:党倩娜  供稿时间:2019-2-17   关键字:新兴技术  发展战略  

当前,新技术、新产业、新动能成为全球经济发展的焦点。世界各国均在加强对新兴技术和未来新兴产业的布局和领跑,培育新兴产业,促进世界级产业集群,获得未来发展优势。综合美国、欧盟、英国、德国、日本、韩国等各国与地区最新的创新战略,根据近年的专利和科学论文发布情况,在全球新兴技术和新兴产业方向分析的基础上,可以发现新兴技术发展以及未来战略领域的选择出现一些显著特征。

(一)战略、产业、技术三位一体

新兴技术和新兴产业的发展正在成为贯穿战略、产业、技术的一条主线。从各国新兴技术发展计划的各级构成上看,新兴技术的相关发展计划正在从微观计划逐渐走向产业支撑、战略领域规划。2009年美国发布第一部创新战略,并相继在产业层面推出了先进制造业战略计划、制造业创新网络计划,并在具体技术层面,辅以先进制造技术投资计划、脑科学技术、网络和信息技术研究与发展计划等,层层紧扣,将战略、产业、技术紧密结合,形成三位一体的发展框架。

2014年欧盟也将延续7期的欧盟科研框架计划改为“地平线2020”,首次将欧盟现有的所有研究和创新基金整合起来成为统一的战略框架计划,其中包括欧盟框架计划(FP)、竞争和创新框架计划(Competitiveness and Innovation Framework Programme)、欧洲创新与技术研究院(European Institute of Innovation and Technology)。从布局领域来看,“地平线2020”除了将卓越科学作为主要目标以外,产业引领(industrial leadership)也成为优先目标之一,以实现经济增长和扩大就业,至此,欧盟的科研框架计划已从科研发展战略成为未来社会发展战略。

(二)新兴技术发展呈现“自主、超微、实时、极端、交互、大网”特点

技术基本可分为软和硬两种类型,并通过信息流动形成一个有机体网络,因此,可以从软技术、硬技术、信息及网络四方面分析新兴技术发展的基本趋势。从软技术看,新兴技术的智能型日益增强,朝“自主”智慧和类脑智能发展,如自动驾驶、无人机、自主机器人、数字药物、智能保健、智能城市、智慧农业、数字制造等;从硬技术看,在形状或量级上朝更小的方向发展,如超小型传感器(智能微尘)、新型微型医疗器械、微机电、基因编辑、纳米材料技术、靶向治疗、量子技术等;从信息流的时滞上看,越来越短,向实时化发展,如量子通讯技术、敏捷网络、实时翻译、远程医疗、灾害预警、太空监测、未来工厂、触觉互联网等;从信息流的采集和处理看,极限与端侧服务正在引起关注,如极限机器人、极端数据网络、低温计算、高性能超级电容、深海观测、端到端监测、边缘计算等;从网络内外有机体之间的联系看,交互性和协同正在成为新兴技术的基本要求,如人机连接技术、智能家居之间通讯与协同、无人集群通讯技术、混合现实、远程医疗、超智能平台交互技术等;从网络的分布形态和规模上看,由于分布式网络的发展,超大规模网络技术开始发展,如果工业互联网与触觉互联网、智能电网、高级发现环境(支持极端科学知识发现等)、战术通信和合并网络技术、超大规模实时物联网系统等。此外,绿色也成为当前新兴技术的内在要求。

(三)战略领域的选择通常有三种视角,两种途径

从各国战略计划重点领域的选择来看,主要有三种视角:一是未来需求的视角,或是以应用或经济增长为主,或是以社会未来发展挑战为主,这是多数战略采用的主要维度;二是新兴技术的角度,从技术的萌芽和产业应用程度来分析,如日本的第四期科学技术基本计划既关注基础技术,也关注新技术;三是当前社会挑战的角度,为应对挑战,提出一些应用技术,这些通常是一些跨学科、跨领域的大型领域或具体行动计划,如韩国第6次产业技术创新计划专门提出了13个中长期的大型融合专项。即这三种视角分别对应前沿性新兴技术、使能技术、社会民生应用技术。各国或区域在战略的制定中,非常注重将三种视角结合起来,形成不同的行动计划,支持不同类型的技术。典型的如欧盟《地平线2020》战略,分为三个部分:新兴技术、引领性使能技术及工业技术、应对社会挑战,分别对前沿性新兴技术群体、使能性平台技术、社会民生应用技术进行支持。

此外,在具体领域的确定上,通常采用两种方式,一是自上而下型,一般用来确定与国家发展相关的重大的战略发展方向,二是自下而上型,一般用来进行自发型研究,自由探索前沿技术。

(四)会聚技术是战略实施的未来突破方向

会聚技术是指不同科学技术领域协同与融合而产生的技术。在全球化、网络化背景下,创新资源的流动性和碎片化日益增强,技术的会聚同时也是创新资源的汇聚,由此得以建构全球化创新生态系统,并实现积极引领作用。 

当前,信息技术、生物、材料、环境、空间、制造、能源等每一个技术领域均发展迅速,且渗透能力和溢出效应的逐渐增大,其中任何技术的两两或交叉碰撞或者集成,都将产生难以估量的影响。如信息技术的量子技术、大数据技术、人工智能技术等在各个行业中均有大量的应用,材料技术中的各种新型材料如拓扑材料、石墨烯等将对信息技术、制造业、生物医药等行业产生巨大的影响。而那些具有会聚功能的技术往往成为新兴技术的前沿领域,如量子人工脑技术、合成生物学、精准医疗、触觉互联网、神经计算、无人机等。而在各大战略计划中,那些会聚技术领域往往成为战略实施的突破方向,如美国特朗普科技政策中的人工智能和自治技术下,包括了自治商业化系统、无人机与空域系统、自动驾驶、机器学习与健康;日本提出日本感应技术、机器人技术、材料技术以及纳米技术等在全球范围内具有很强的竞争力,这些技术可以与大数据技术、人工智能技术等融合,创造出新的产业。

(五)使能技术是主要的战略优先领域

使能技术(Enabling Technology)是指具有多学科特性,跨越多个应用领域,对其他技术创新能够起到基础支撑、推动和催化作用的技术。其特点是知识密集化、研发强度高、创新周期短、资本投入大、技能要求高、对于经济活动具有系统相关性、能够协助技术领先 者利用既有研究成果向其他领域拓展。英国《创新英国2016-2017 财年资助及行动计划》中指出使能技术是跨学科的技术,通过此技术可以探索出未来有潜 力形成上十亿英镑产值的新产品、生产和服务等新兴产业。欧盟于2009年在相关战略文件中提出了“关键使能技术”(Key Enabling Technologies)的概念,并将其确定为未来若干年产业结构升级的重点发展领域之一。欧盟《地平线2020》战略中使能技术预算额为135.57亿欧元,占产业引领部分预算额的79.7%。美国也在历年的研发预算中相继提出将纳米技术、网络物理系统、材料开发、机器人技术作为未来产业的使能技术而作为优先资助领域。2019年美国的研发预算中指出,新兴技术如自主系统、生物识别、能量存储、基因编辑、机器学习和量子计算等可能最有可能推动经济发展并创造全新的行业,促进美国繁荣。

(六)主题融合是战略实施的主要途径

当前社会和经济出现两方面倾向,一是面临的社会需求或挑战日益复杂,多方面因素纠结在一起,非单一因素所能解决,二是会聚技术和使能技术的发展使得科学技术的发展日益无边界化,新兴技术往往推动多个行业或模式的发展,跨界融合已经成为发展新动能。因此,未来的社会需求或挑战往往也突破了行业或产业的界限,而将多个行业或产业的问题集中在一起,呈现出主题团状的问题形态,需要更加多元化的技术解决方案。应对这种状况,必然会改变以往以行业区分为界限的政策制定状态,而应以社会未来发展和挑战主题的形态来考虑新兴技术和未来产业的布局。 

因而,在多个国家的创新战略中,主题性融合领域成为未来创新战略的主要实施途径。如日本政府2007年起步的“世界顶级研究中心计划(WPI计划)”,成效显著,中心内已有2名研究者获得诺贝尔奖,多人获得盖尔德纳国际奖、拉斯克奖、罗伯特·科赫奖、赫尔曼·外尔奖等各研究领域的国际大奖。WPI计划四大使命之一即为“融合研究”,旨在促进不同研究领域的融合,是WPI计划区别于其他研究卓越计划的独特之处,如在Kavli IPMU,由物理学家、天文学家和数学家在茶歇时的讨论,引发采用引力透镜解明了极超新星现象;在ITbM,通过植物学和合成化学研究生在混合实验室的讨论,开发出化合物用于扑灭在非洲形成大规模灾害的寄生植物独脚金。又如韩国第六次产业技术创新计划提出强调政府要推动领先、融合型战略技术开发,要打破各别产业间的界限,选定并扶持横跨产业间的基于官民合作基础的大型融合课题,提出了13个大型融合型课题及165个产业核心课题,涵盖了27个具体产业。

主要参考文献:

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https://crpc.kist.re.kr/common/attachfile/attachfileDownload.do?attachNo=00000881

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