中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加速演進，技術(shù)創(chuàng)新異彩紛呈，專利數(shù)量持續(xù)飆升，技術(shù)結(jié)構(gòu)深度調(diào)整，凸顯新質(zhì)生產(chǎn)力的“新興和高質(zhì)”的特征。中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院持續(xù)研制“技術(shù)聚焦”系列報告。在2024年發(fā)布的《2023技術(shù)聚焦》中，運用大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)技術(shù)，將最早公開年為2017—2023年的68萬件兩方專利（同時在美國專利商標局和歐洲專利局尋求保護的專利，檢索時間為2023年8月）聚類成簇，稱為“技術(shù)焦點”，形成共計包括21 812個技術(shù)焦點的“世界技術(shù)焦點數(shù)據(jù)庫”。以21 812個技術(shù)焦點為基礎(chǔ)，利用專利綜合影響力、領(lǐng)域影響力、平均公開年等指標，通過專家綜合研判分析，遴選出基于世界知識產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）電氣工程、儀器、化學(xué)、機械工程四大部類下32個技術(shù)領(lǐng)域的排名最前的100個（Top 100）技術(shù)焦點，并在每個技術(shù)領(lǐng)域選擇1個重點技術(shù)焦點進行詳細解讀。本文基于《2023技術(shù)聚焦》報告俯瞰高影響力Top 100技術(shù)焦點，從賦能數(shù)字時代、生命健康和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展、智慧社會、保障可持續(xù)宜居生態(tài)環(huán)境等4個方面開展解讀分析，折射新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的形勢和制高點。

通信、視聽、半導(dǎo)體、量子、人工智能全面賦能數(shù)字時代

先進信息通信技術(shù)搭建數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施

《2023技術(shù)聚焦》遴選的相關(guān)技術(shù)焦點包括：區(qū)塊鏈技術(shù)在數(shù)字內(nèi)容權(quán)益管理中的應(yīng)用、多波束通信控制方法及系統(tǒng)、智能波束成形技術(shù)、無線通信中的波束管理與傳輸?shù)龋嚓P(guān)技術(shù)已經(jīng)成為未來數(shù)字通信的重點核心技術(shù)，為數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展提供信息通信基礎(chǔ)設(shè)施支撐。

以“智能波束成形技術(shù)”技術(shù)焦點為例。智能波束成形技術(shù)是一種利用天線陣列實現(xiàn)波束精確指向的技術(shù)，利用智能算法和自適應(yīng)技術(shù)，動態(tài)調(diào)整天線陣列中的信號相位和幅度，達到最優(yōu)波束賦形，最終實現(xiàn)對特定方向、特定用戶需求的信號增強和抑制，提高無線信號的傳輸效率和覆蓋范圍。自適應(yīng)智能波束成形技術(shù)作為電信領(lǐng)域的顛覆性創(chuàng)新，正在重塑無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建方式和性能表現(xiàn)，為5G通信乃至未來通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等新興應(yīng)用，推動數(shù)字通信領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新。該技術(shù)焦點共包含103件專利，其中瑞典愛立信公司、美國高通公司、中國華為公司的專利最多，來自韓國三星公司、中國華為公司和美國InterDigital公司的3件專利影響力得分最高。韓國三星公司的專利主要關(guān)注在基于波束成形的系統(tǒng)中終端設(shè)備如何進行波束反饋。中國華為公司的專利主要涉及在三維多輸入多輸出（MIMO）通信系統(tǒng)中，發(fā)射點如何操作以減少波束成形參考信號的開銷。美國InterDigital公司的專利主要針對無線發(fā)射/接收單元如何執(zhí)行基于波束分組的報告和基于波束的報告，以減少信令和反饋開銷。上述3件專利均與智能波束成形技術(shù)密切相關(guān)，分別從終端設(shè)備的波束反饋，發(fā)射點的波束成形參考信號操作，以及無線發(fā)射/接收單元的波束報告等角度，提出了優(yōu)化和改進的方法，以提高智能波束成形系統(tǒng)的性能和效率。

視聽技術(shù)豐富數(shù)字要素形態(tài)

《2023技術(shù)聚焦》遴選的相關(guān)技術(shù)焦點包括：三維點云解碼設(shè)備及360°虛擬現(xiàn)實圖像處理方法、基于仿射變換運動補償?shù)囊曨l解碼方法、基于深度學(xué)習(xí)的智能視頻編碼與解碼方法等，反映出數(shù)字經(jīng)濟時代廣播電視、音視頻通信、網(wǎng)絡(luò)娛樂等眾多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)Χ嗝襟w信息高水平編碼、傳送、呈現(xiàn)等的迫切需求。

以“基于深度學(xué)習(xí)的智能視頻編碼與解碼方法”技術(shù)焦點為例。傳統(tǒng)的視頻編解碼方法通常依賴于啟發(fā)式搜索壓縮策略，在一定程度上限制了視頻壓縮效率的進一步提升。而基于深度學(xué)習(xí)的智能視頻編碼與解碼方法則旨在通過端到端深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，直接從編碼對象中提取緊湊的描述（特征）信息進行壓縮。深度學(xué)習(xí)技術(shù)在視頻編解碼領(lǐng)域的應(yīng)用，為突破傳統(tǒng)編碼方法的瓶頸、實現(xiàn)更高壓縮效率提供了新的思路和可能性，有望推動視頻編解碼技術(shù)的革新與升級。隨著人工智能技術(shù)的不斷進步，以及超高清視頻、虛擬現(xiàn)實、云游戲等應(yīng)用場景的快速發(fā)展，智能視頻編解碼技術(shù)必將迎來廣闊的發(fā)展前景。該技術(shù)焦點共包含44件專利，中國騰訊公司、美國InterDigital公司、芬蘭諾基亞公司的專利最多。得分最高的3件專利分別是：中國臺灣聯(lián)發(fā)科技有限公司的專利通過使用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理目標信號，然后將深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出的數(shù)據(jù)提供給解碼過程；該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于超高清視頻、虛擬現(xiàn)實、云游戲等領(lǐng)域。日本索尼公司的專利提出了一種編碼輸入數(shù)字幀的方法，通過創(chuàng)建增強信息來表示輸入數(shù)字幀的像素值與基礎(chǔ)幀的上采樣版本的相應(yīng)像素值之間的差異；這一專利技術(shù)不僅可應(yīng)用于視頻編碼，還可擴展到醫(yī)療影像、工業(yè)視覺等領(lǐng)域。美國高通公司的專利提出了一種視頻數(shù)據(jù)編碼方法，利用深度學(xué)習(xí)實現(xiàn)了并行化的速率—失真優(yōu)化量化，在提高編碼效率的同時加快了編碼速度。

半導(dǎo)體技術(shù)夯實數(shù)字物理基礎(chǔ)

《2023技術(shù)聚焦》遴選的半導(dǎo)體技術(shù)相關(guān)技術(shù)焦點包括：半導(dǎo)體三維存儲器、微機電系統(tǒng)壓力傳感器、柔性顯示屏、光子集成芯片封裝技術(shù)、AR/VR頭戴式顯示設(shè)備、全息顯示設(shè)備、高精度三維激光雷達等，彰顯了涵蓋微電子和光電子技術(shù)的半導(dǎo)體技術(shù)作為新一代信息技術(shù)的核心、現(xiàn)代數(shù)字經(jīng)濟時代的基石受到高度關(guān)注。

以“光子集成芯片封裝技術(shù)”技術(shù)焦點為例。光子集成芯片采用光子/光波作為信息載體，可實現(xiàn)巨量信息的精準獲取、高速傳輸及并行處理。與傳統(tǒng)電子集成芯片相比，光子集成芯片具有處理速度快、信息失真小、消耗能量少等優(yōu)勢，是支撐未來信息領(lǐng)域發(fā)展的基石之一，也被認為是“后摩爾時代”的核心技術(shù)之一。近年來，數(shù)據(jù)中心、星鏈網(wǎng)絡(luò)、超級計算、通信系統(tǒng)等信息領(lǐng)域重大應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求不斷興起和持續(xù)演進，對光子集成芯片提出了更嚴苛的要求和更強烈的需求。將微米尺度的傳統(tǒng)光子集成芯片推進到納米尺度的新一代光子集成芯片是未來發(fā)展的必然趨勢。光子集成芯片的封裝是將其集成到功能性光電系統(tǒng)之前必不可少的關(guān)鍵步驟。但由于其成本高且產(chǎn)量有限，成為阻礙光子集成芯片技術(shù)規(guī)模化部署的主要障礙。該技術(shù)焦點共有54件專利，美國英特爾公司的專利最多。得分最高的2件專利分別來自美國高意公司和康寧公司。高意公司的專利公開了一個表面耦合邊發(fā)射激光器系統(tǒng)，康寧公司的專利公開了一種將光與電整合的光電印制電路板的制造方法。美國Ayar Labs公司的2件專利分別是用于封裝內(nèi)光學(xué)互聯(lián)的垂直集成光子芯片、硅光多芯片封裝技術(shù)。在該技術(shù)焦點中持有專利的主要機構(gòu)還包括美國Alphabet公司、德國AMS OSRAM公司、英國Rockley Photonics公司，以及日本京瓷公司等行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)。

量子信息、通用人工智能引領(lǐng)數(shù)字時代變革

《2023技術(shù)聚焦》遴選的量子信息相關(guān)技術(shù)焦點包括：混合量子—經(jīng)典計算機系統(tǒng)、超導(dǎo)量子電路和電子器件技術(shù)等；通用人工智能相關(guān)技術(shù)焦點包括：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型優(yōu)化與硬件加速技術(shù)、基于深度學(xué)習(xí)的自然語言理解系統(tǒng)等，相關(guān)技術(shù)有望引領(lǐng)數(shù)字時代的變革。

以“超導(dǎo)量子電路和電子器件技術(shù)”技術(shù)焦點為例。基于量子力學(xué)態(tài)疊加性和糾纏性的量子計算，以其指數(shù)級增長的龐大計算空間和更高級的信息抽象能力，為計算提供了新的范式。當(dāng)前主流的量子計算技術(shù)路線主要分為超導(dǎo)量子計算路線、離子阱量子計算路線、光量子計算路線3種。由于超導(dǎo)量子電路具有良好的集成性與可拓展性，且其制備、測量技術(shù)與目前成熟的半導(dǎo)體工藝、微波技術(shù)有良好的兼容性，以超導(dǎo)量子電路為基礎(chǔ)的超導(dǎo)量子計算被普遍認為是最有希望實現(xiàn)普適量子計算的方案之一。經(jīng)過20余年的高速發(fā)展，基于超導(dǎo)量子電路的量子計算技術(shù)已經(jīng)在退相干時間、量子態(tài)操控和讀取、量子比特間可控耦合、中大規(guī)模擴展等關(guān)鍵技術(shù)方面取得大量突破，成為構(gòu)建通用量子計算機和量子模擬機最有前途的候選技術(shù)路線之一。該技術(shù)焦點共有27件專利，重點關(guān)注面向高性能超導(dǎo)量子計算應(yīng)用的超導(dǎo)電路技術(shù)和芯片單元設(shè)計，主要包括電感設(shè)計、約瑟夫森結(jié)設(shè)計、約瑟夫森結(jié)之間的信號傳導(dǎo)、超導(dǎo)電路芯片設(shè)計等。2件得分最高的專利分別來自美國諾思羅普·格魯曼公司和微軟公司。諾思羅普·格魯曼公司的專利提出了一種共面可調(diào)諧超導(dǎo)耦合器，可用于基于量子門的量子邏輯電路。該耦合器可實現(xiàn)接地面之間的直接互聯(lián)，優(yōu)于此前采用空氣橋或引線鍵合的方法。微軟公司的專利提出了一種可處理可變數(shù)據(jù)速率輸入信號的超導(dǎo)電路設(shè)計，可用于實現(xiàn)低功率超導(dǎo)邏輯電路——互易量子邏輯電路。

基因、智能技術(shù)賦能生命健康和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展

生命健康技術(shù)進入基因組精準調(diào)控和智能診療時代

《2023技術(shù)聚焦》遴選的相關(guān)技術(shù)焦點涉及先進生物技術(shù)和藥物研發(fā)、高端醫(yī)療器械等主題。先進生物技術(shù)和藥物研發(fā)相關(guān)技術(shù)焦點包括：CRISPR基因組編輯系統(tǒng)、基于E3泛素連接酶的靶向蛋白降解藥物、針對多種癌癥靶標的取代喹唑啉小分子藥物、重組蛋白表達系統(tǒng)的構(gòu)建與優(yōu)化、面向多種疾病的CAR-T細胞療法、針對多種病毒和癌癥的mRNA疫苗、蛋白質(zhì)發(fā)酵和水解生產(chǎn)功能健康食品技術(shù)等。高端醫(yī)療器械相關(guān)技術(shù)焦點包括：人工智能賦能的手術(shù)機器人系統(tǒng)和技術(shù)、基于增強現(xiàn)實的外科導(dǎo)航系統(tǒng)、經(jīng)導(dǎo)管心臟瓣膜介入治療、外科吻合器等。創(chuàng)新生物技術(shù)使人類從生物遺傳信息的“讀取”階段進入到基因組精準調(diào)控時代，個性化精準治療、手術(shù)機器人等新手段促進智能診療生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建，賦能生命健康領(lǐng)域高質(zhì)量發(fā)展。

在先進生物技術(shù)和藥物研發(fā)方面以“針對多種病毒和癌癥的mRNA疫苗”技術(shù)焦點為例。mRNA疫苗在防控新型冠狀病毒感染（COVID-19）中展現(xiàn)出巨大的成功，并引領(lǐng)了mRNA藥物研發(fā)的新熱潮。mRNA藥物開發(fā)主要面向3個方向。其中，傳染病疫苗是目前mRNA藥物的主要研發(fā)方向。腫瘤治療則是mRNA藥物研發(fā)的新熱點，mRNA與腫瘤免疫聯(lián)合治療方向尤其受到重點關(guān)注。遺傳病和慢性病治療是mRNA藥物研發(fā)的新探索，在基因治療長期以來未達到預(yù)期的情況下，mRNA策略已經(jīng)成為遺傳病和慢性病的治療選項之一。mRNA療法前景廣闊，在烈性傳染病疫苗、AIDS的根本性治療、腫瘤個性化治療、其他高生物相容靶向遞送方式、RNA參與重要生命過程的分子機制方面，研發(fā)機遇與挑戰(zhàn)并存。該技術(shù)焦點包括49件專利。涉及疫苗的專利超過20件，包括針對冠狀病毒的專利5件、流感病毒3件、乙肝病毒4件、寨卡病毒2件等。至少有11件專利涉及腫瘤和癌癥，其改進點涉及腫瘤免疫治療（如與免疫檢查點抑制劑、干擾素或CAR-T聯(lián)用，增強Th-1免疫、免疫佐劑）、靶向腫瘤靶點、遞送系統(tǒng)優(yōu)化、mRNA分子設(shè)計。該技術(shù)焦點還包括多件與遺傳病、慢性病相關(guān)的專利，如肌營養(yǎng)不良、過敏和自身免疫病。作為mRNA藥物研發(fā)的領(lǐng)先廠商，美國Moderna公司、德國BioNTech公司和CureVac公司在該技術(shù)焦點中分別有6、3和2件專利。Moderna公司的6件專利包括病毒疫苗4件、癌癥疫苗1件，以及降低抗藥抗體應(yīng)答的方法專利1件。BioNTech公司的3件專利分別涉及卵巢癌治療性RNA疫苗、新冠病毒疫苗，以及利用甲流病毒核蛋白編碼RNA的免疫刺激活性以增強免疫應(yīng)答的技術(shù)。CureVac公司的2件專利分別涉及輪狀病毒mRNA疫苗，以及RNA疫苗與免疫檢查點抑制劑聯(lián)合抗癌。

在高端醫(yī)療器械方面以“基于增強現(xiàn)實的外科導(dǎo)航系統(tǒng)”技術(shù)焦點為例。手術(shù)導(dǎo)航是將術(shù)前或術(shù)中的影像資料與患者解剖結(jié)構(gòu)準確對應(yīng)，在術(shù)中跟蹤器械，并將其位置在患者影像上以虛擬探針的形式實時更新顯示的一種技術(shù)。手術(shù)導(dǎo)航是實現(xiàn)精準、安全、微創(chuàng)手術(shù)的核心手段，是當(dāng)前精準診療的重大前沿?zé)狳c。增強現(xiàn)實技術(shù)的融入，為提升手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)實時性、精準性與實現(xiàn)智能化，提供了可行的解決方案。基于增強現(xiàn)實的手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)，實現(xiàn)了虛擬器官與真實場景的融合顯示，幫助醫(yī)生更容易定位病灶和觀察復(fù)雜結(jié)構(gòu)，提高手術(shù)安全性和效率，具備巨大的應(yīng)用潛力和廣闊的市場前景。該技術(shù)焦點共有39件專利，主要關(guān)注外科手術(shù)增強現(xiàn)實系統(tǒng)和方法、頭戴顯示器等。得分最高的專利來自美國Holo Surgical公司（已被Surgalign公司收購）開發(fā)的用于脊柱外科手術(shù)的增強現(xiàn)實系統(tǒng)和方法，該技術(shù)也是首個人工智能驅(qū)動的脊柱手術(shù)增強現(xiàn)實導(dǎo)航系統(tǒng)HOLO Portal核心技術(shù)之一，后者已于2022年獲得FDA 510(k)市場準入許可。得分排名第2位的專利分別是來自世界心臟病醫(yī)療殿堂克利夫蘭醫(yī)學(xué)中心的經(jīng)皮血管介入全息影像術(shù)中導(dǎo)航系統(tǒng)和方法，以及專注骨科手術(shù)導(dǎo)航的Insight Medical Systems公司（已被Enovis?公司收購）開發(fā)的基于混合現(xiàn)實的骨科手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)。

農(nóng)業(yè)科技注入智慧動力

《2023技術(shù)聚焦》遴選的相關(guān)技術(shù)焦點包括：數(shù)字智能驅(qū)動的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)優(yōu)化與管理技術(shù)、智能草坪護理機器人控制系統(tǒng)、農(nóng)田圖像識別與控制系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)多功能噴霧設(shè)備與技術(shù)系統(tǒng)等，凸顯出數(shù)字智能技術(shù)正在融入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理，推動智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

以“農(nóng)田圖像識別與控制系統(tǒng)”技術(shù)焦點為例。農(nóng)田圖像識別與控制系統(tǒng)利用裝載在無人機、固定翼飛機或地面機器人上的高清相機和多光譜傳感器采集農(nóng)田高精度圖像，運用圖像處理技術(shù)和機器學(xué)習(xí)算法對圖像進行預(yù)處理、特征提取和模式識別，判斷作物種類、評估作物生長狀態(tài)、檢測病蟲害等。再結(jié)合地理信息系統(tǒng)和專家知識庫，對作物生長環(huán)境、生長周期和健康狀況等進行綜合分析，預(yù)測作物產(chǎn)量，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)的管理和決策依據(jù)。控制系統(tǒng)可以根據(jù)圖像識別和數(shù)據(jù)分析結(jié)果，自動指導(dǎo)噴藥機、灌溉設(shè)備、施肥機等農(nóng)業(yè)機械完成精準作業(yè)。在該技術(shù)焦點的32件專利中，美國約翰迪爾公司和愛科集團的專利綜合影響力相對較高。美國約翰迪爾公司提出了一種除渣機操作系統(tǒng)，利用安裝在除砂器上的前置相機預(yù)先捕獲作物圖像，根據(jù)作物類型周期性地調(diào)整機器操作參數(shù)。美國愛科集團提出一種具備雜草檢測和電磁線切割功能的除草系統(tǒng)，當(dāng)待處理植物與后繼植物之間的距離超出設(shè)定閾值時，自動判斷噴灑除草劑或采用電磁切割或熱輻射切割等物理切割工具，并自主調(diào)節(jié)發(fā)射位置、強度和方向，最大限度地控制化學(xué)品濫用。

先進材料與制造、機器人與自主無人系統(tǒng)賦能智慧社會建設(shè)

自動駕駛等助力未來智慧出行

《2023技術(shù)聚焦》遴選的相關(guān)技術(shù)焦點包括：智能自動駕駛控制技術(shù)、調(diào)整自動駕駛汽車的計劃軌跡、車輛異常狀態(tài)測量與記錄等，反映出從智能駕駛到智慧道路等科技與交通不斷深入融合，為智慧出行創(chuàng)造更多可能。

以“智能自動駕駛控制技術(shù)”技術(shù)焦點為例。智能自動駕駛控制基于先進傳感器技術(shù)、人工智能、機器學(xué)習(xí)及大數(shù)據(jù)分析等，旨在實現(xiàn)車輛自主駕駛，其技術(shù)核心在于能夠?qū)?fù)雜環(huán)境進行快速準確的感知，通過先進的決策算法做出反應(yīng)，并精確執(zhí)行控制命令。智能自動駕駛將在提升交通安全性、效率及環(huán)境友好性方面發(fā)揮越來越重要的作用，為未來構(gòu)建更加智能、高效、綠色的交通系統(tǒng)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。該技術(shù)焦點共包含125件專利。其中，綜合專利影響力得分最高的是美國無人駕駛公司nuTonomy提出的一種監(jiān)督控制方法，可以實現(xiàn)對車輛的高效管理和控制，突出了對車輛動態(tài)進行實時監(jiān)控和優(yōu)化決策的能力，強調(diào)了安全性和效率的雙重保障。該技術(shù)焦點的其他典型專利權(quán)人還包括：美國Allstate Insurance公司專注高級駕駛輔助系統(tǒng)與自動駕駛?cè)诤希蝗鸬銩utoliv公司聚焦動態(tài)調(diào)整行駛狀態(tài)，提升車輛安全性與環(huán)境適應(yīng)性；日本豐田公司側(cè)重決策優(yōu)化，增強車輛反應(yīng)速度；中國華為公司專注于使用算法優(yōu)化行駛路徑，降低駕駛風(fēng)險。另外值得關(guān)注的是，中國百度公司貢獻了30件專利，展現(xiàn)出對數(shù)據(jù)驅(qū)動決策、環(huán)境感知、精準路徑規(guī)劃和動態(tài)調(diào)整的深度投入，以及在優(yōu)化人機交互體驗方面的創(chuàng)新。

自主無人系統(tǒng)提升智能傳感、控制、導(dǎo)航能力

《2023技術(shù)聚焦》遴選的相關(guān)技術(shù)焦點包括：自主操作機器人、模塊化腿式機器人配置空間聯(lián)合指揮系統(tǒng)、協(xié)作機器人操縱與路徑規(guī)劃系統(tǒng)、無人機智能控制技術(shù)、垂直起降飛行器設(shè)計與控制等，智能傳感、控制、導(dǎo)航能力持續(xù)提升的自主無人系統(tǒng)將成為建設(shè)數(shù)字城市、智慧城市的重要途徑和手段。

以“自主操作機器人及其控制系統(tǒng)和方法”技術(shù)焦點為例。自主操作機器人因其優(yōu)秀的運動、規(guī)劃、執(zhí)行能力成為具身技術(shù)首選的硬件載體。基于具身智能的自主操作機器人旨在構(gòu)建具備自主環(huán)境感知、充分理解認知、流暢人機交互、可靠智能決策與自然運動操作規(guī)劃的機器人系統(tǒng)，依托跨領(lǐng)域、多場景、多功能的自主具身智能平臺，為傳統(tǒng)自主操作機器人升級賦能，引領(lǐng)未來自主操作機器人的行業(yè)發(fā)展。與傳統(tǒng)移動機器人相比，具身智能自主操作機器人能夠完成一些通常需要人類智慧才能完成的復(fù)雜工作，隨著其技術(shù)不斷發(fā)展與成熟，必將給人類社會帶來革命性的變化，在服務(wù)、餐飲、醫(yī)療、智能家居、無人配送等民用領(lǐng)域，智能工廠、智能制造等工業(yè)領(lǐng)域，以及單兵作戰(zhàn)等軍事領(lǐng)域，都擁有廣闊的應(yīng)用前景。該技術(shù)焦點共包含18件專利，得分最高的專利由美國亞馬遜公司持有，描述了一種利用遠程計算系統(tǒng)構(gòu)建與自主移動機器人的無線通信，從而實現(xiàn)用戶對自主移動機器人的控制。瑞典電信業(yè)巨頭愛立信公司持有2件專利，分別描述了通過云端向機器人單元發(fā)布控制命令，以及通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸修改的控制命令來控制自主機器人設(shè)備的方法。在該技術(shù)焦點中持有專利的主要機構(gòu)還包括韓國三星電子公司、德國KUKA機器人公司、美國波音公司、日本索尼公司、印度塔塔公司等行業(yè)巨頭。

先進制造向高端化、智能化、服務(wù)化融合發(fā)展

《2023技術(shù)聚焦》遴選的相關(guān)技術(shù)焦點包括：大數(shù)據(jù)智能驅(qū)動的自動化焊接技術(shù)、用于磁場測量的高靈敏度磁強計、航空發(fā)動機燃燒室燃油噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計、金屬增材制造及其原材料制造等，反映出先進制造業(yè)向高端化、智能化、服務(wù)化融合發(fā)展，全面支撐高質(zhì)量發(fā)展與高品質(zhì)生活。

以“航空發(fā)動機燃燒室燃油噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計”技術(shù)焦點為例。隨著航空發(fā)動機推重比的提升，燃燒室內(nèi)的油氣比、頭部進氣量均不斷增大，使得燃油噴嘴在油氣摻混過程中的作用愈發(fā)重要。傳統(tǒng)的燃燒室頭部設(shè)計已經(jīng)無法滿足當(dāng)前需求，因此利用主燃孔進氣補燃以提高燃燒效率的設(shè)計逐漸被淘汰，取而代之的是分區(qū)分級組合式空氣霧化噴嘴，通過重新設(shè)計和優(yōu)化噴嘴結(jié)構(gòu)或者提出新的霧化概念來改善流場、噴霧場結(jié)構(gòu)。該技術(shù)焦點共有40件專利，綜合專利影響力得分最高的是美國通用電氣公司提出的一種帶有混合增壓室的“氣—液”火炬式點火器，具有嵌入式熱管構(gòu)造，熱管汽化段與噴嘴熱連通，熱管冷凝段與發(fā)動機冷卻源熱連通，旨在最大程度解決冷燃料燃燒后噴嘴處的結(jié)焦問題。火炬式點火器是可重復(fù)使用液氧甲烷發(fā)動機的理想點火方式，也是固體燃料沖壓發(fā)動機地面試驗點火裝置的最佳選擇。此專利還可擴展到隔熱罩、旋流器等燃燒室其他部件上應(yīng)用，也可用于陸用和海上平臺燃氣輪機燃燒室，具有廣泛的應(yīng)用場景。

先進材料全面支撐各領(lǐng)域變革

《2023技術(shù)聚焦》遴選的相關(guān)技術(shù)焦點包括：金屬基納米復(fù)合材料、電子元器件高分子材料、用于薄膜材料制造的含有機硅的組合物、新型量子點的制備方法等，各類先進材料與制造科技深度融合，推進制造業(yè)優(yōu)化升級，全面支撐各領(lǐng)域變革發(fā)展。

以“新型量子點的制備方法”技術(shù)焦點為例。化學(xué)合成量子點不僅需要易燃、易爆、劇毒的前體和溶劑及昂貴的合成設(shè)備，而且重復(fù)性不高，難以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。浙江大學(xué)彭笑剛團隊開發(fā)出了“量子點綠色合成路線”，已成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界尺寸可控合成量子點的標準路線。該路線無須繁瑣的尺寸選擇性分離，可普適、廉價、高產(chǎn)量地生成尺寸單分散量子點。隨著量子點制備方法逐步完善，量子點技術(shù)迅速進入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用發(fā)展階段。該技術(shù)焦點共有45件專利，重點關(guān)注用于照明組件、背光源和顯示設(shè)備等的量子點材料，具有核殼結(jié)構(gòu)的量子點材料等。得分最高的專利來自美國Nanosys公司，該專利提出了一種合成多層納米結(jié)構(gòu)的方法，包括晶核和至少2個殼層。納米晶核為磷化銦納米晶，至少1個殼層由硫化鋅組成、1個殼層由硒化鋅組成。Nanosys公司最早推出了量子點顯示光學(xué)膜，目前是全世界最大的量子點材料供應(yīng)商之一。得分第2名的專利來自韓國三星電子公司，該專利提出了一種合成具有核殼結(jié)構(gòu)量子點的方法。所合成的量子點的固態(tài)光致發(fā)光量子效率在100℃測量時大于在25℃測量時的95%，在150°C測量時大于在25°C測量時的80%。該技術(shù)焦點的其他專利還包括合成不含鎘的量子點、合成具有鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)的量子點、制造基于量子點的LED等。

新能源、電力無線傳輸、電池和動力、綠色技術(shù)保障可持續(xù)宜居生態(tài)環(huán)境

新能源、電力無線傳輸、電池和動力技術(shù)關(guān)注可持續(xù)和安全性

《2023技術(shù)聚焦》遴選的相關(guān)技術(shù)焦點包括：風(fēng)力渦輪機系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)與控制方法、移動終端無線充電技術(shù)、固態(tài)鋰電池制造技術(shù)、先進電動機及動力傳輸系統(tǒng)等，凸顯向綠色低碳、智能、高效、多元化方向發(fā)展的能源技術(shù)，以及重點關(guān)注可持續(xù)和安全性的電池、動力技術(shù)等持續(xù)受到高度關(guān)注。

以“固態(tài)鋰電池制造技術(shù)”技術(shù)焦點為例。固態(tài)電池在安全性和能量密度等方面具有較高優(yōu)勢，將對現(xiàn)有液態(tài)電解質(zhì)主導(dǎo)的動力電池市場格局形成顛覆，有望成為下一代高性能鋰離子電池，將廣泛應(yīng)用在電動車、軌道交通、大規(guī)模儲能和航空航天等領(lǐng)域。當(dāng)前世界各國都在積極搶占固態(tài)電池技術(shù)制高點，部分半固態(tài)電池技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，但全固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)仍需時日。該技術(shù)焦點共有78件專利，重點關(guān)注固態(tài)電池制造技術(shù)，包括固態(tài)鋰電池正負極材料制造、涂層材料制造、固態(tài)電解質(zhì)材料制造和電池結(jié)構(gòu)設(shè)計等，此外還有少量其他固態(tài)電池相關(guān)專利，如固態(tài)鋰電池回收技術(shù)等。5件得分最高的專利分別是：美國Quantum Scape公司提出陶瓷薄膜技術(shù)，緩解了鋰電池“枝晶難題”，實現(xiàn)了高性能固態(tài)電池制備。比利時UMICORE公司提出粉末狀正極材料的制備方法。日本豐田公司提出負極活性材料涂層制造方法。韓國LG公司提出鋰電池電極預(yù)鋰化技術(shù)。日本松下公司提出鹵化物固體電解質(zhì)材料的制造技術(shù)。其他專利還包括韓國LG公司提出鋰硫電池的負極制造技術(shù)、氟化鋰電極制造技術(shù)、負極活性材料制造技術(shù)等專利；日本豐田公司提出鐵—空氣電池負極材料制造技術(shù)、硫化物固態(tài)電池制造技術(shù)等專利；日本NGK公司和松下公司提出復(fù)合氧化物的正極活性材料制造技術(shù)等專利。

智能化節(jié)能和凈污減排技術(shù)服務(wù)綠色宜居生態(tài)

《2023技術(shù)聚焦》遴選的相關(guān)技術(shù)焦點包括：水處理和凈化、內(nèi)燃機尾氣凈化系統(tǒng)及催化劑、工業(yè)碳捕集與氣體處理技術(shù)、熱水系統(tǒng)智能溫度調(diào)控與優(yōu)化技術(shù)、基于環(huán)境感知的室內(nèi)空氣質(zhì)量智能優(yōu)化技術(shù)等，這些智能化節(jié)能和凈污減排相關(guān)技術(shù)將有效服務(wù)綠色宜居生態(tài)建設(shè)，助力綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展。

以“工業(yè)碳捕集與氣體處理技術(shù)”技術(shù)焦點為例。碳捕集、利用和封存（CCUS）是將工業(yè)生產(chǎn)、能源活動或者大氣中的二氧化碳（CO2）收集并提純，直接加以利用或者封存，來實現(xiàn)減少碳排放的目的。碳捕集技術(shù)包括吸附分離、吸收分離、液化/固化分離、化學(xué)凈化、生物捕集等捕集技術(shù)。CCUS是實現(xiàn)碳中和目標的托底保障技術(shù)。包括我國在內(nèi)，世界多國正在積極發(fā)展CCUS技術(shù)。CCUS耦合集成新能源、儲能和工業(yè)系統(tǒng)，培育CCUS發(fā)展的新技術(shù)經(jīng)濟范式是碳捕集技術(shù)的未來發(fā)展路徑。該技術(shù)焦點共有100件專利，其中約80%以上涉及工業(yè)碳捕集技術(shù)，其他專利涉及氨回收、脫硫、稀有氣體純化、氮氧化物、汞、揮發(fā)性烴類的脫除等。得分排名第1位和第3位的專利分別來自美國的Blue Planet公司和瑞士的General Electric Technology公司，均涉及碳捕集和氨回收技術(shù)的聯(lián)用。綜合專利影響力得分排名第2位的專利來自美國的Air Products and Chemicals Inc.公司，其提出了一種通過冷變壓吸附制備氬的方法。排名第4位的專利來自美國California Institute of Technology公司，其提出了一種用于船舶中CO2封存的系統(tǒng)和方法。綜合專利影響力得分排名第5位、第6位的2件專利分別涉及碳捕集與脫硫技術(shù)的聯(lián)用，以及氨回收與脫硫技術(shù)的聯(lián)用。

運用數(shù)據(jù)智能驅(qū)動的情報分析技術(shù)方法對高影響力專利數(shù)據(jù)進行聚類、遴選、分析和研判，對客觀、快速、深入地揭示技術(shù)發(fā)展趨勢，把握國際競爭態(tài)勢，前瞻技術(shù)突破方向等都具有重要意義。《2023技術(shù)聚焦》使用大數(shù)據(jù)與深度學(xué)習(xí)等先進數(shù)據(jù)分析技術(shù)對高影響力專利聚類形成技術(shù)焦點，定量挖掘和定性解讀結(jié)合，情報分析和專業(yè)研判結(jié)合，實現(xiàn)了對當(dāng)前申請權(quán)益保護的技術(shù)創(chuàng)新趨勢和重點方向的分析研判。通過以上工作，旨在識別新科技革命技術(shù)發(fā)展趨勢，發(fā)現(xiàn)全局和各領(lǐng)域最具影響力的未來技術(shù)方向，洞察技術(shù)發(fā)展制高點和領(lǐng)先者。但同時也應(yīng)指出的是，從21 812個技術(shù)焦點中遴選出的Top 100技術(shù)焦點只是冰山一角，對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的形勢及其制高點的揭示也只是管中窺豹，要揭示高影響力專利技術(shù)焦點全貌和其折射出的科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的整體形勢，還需要進行持續(xù)全面深入的俯瞰分析研判。

（作者：李國鵬、韓淋、冷伏海、楊帆、邢穎、王海名、范唯唯、王海霞、邊文越、陳挺、袁建霞、張超星、黃龍光、王小梅，中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院；潘教峰、張鳳，中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院 中國科學(xué)院大學(xué)公共政策與管理學(xué)院；楊松，北京理工大學(xué)計算機學(xué)院；王榮剛，北京大學(xué)深圳研究生院信息工程學(xué)院；李贊梅，中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)信息研究所；陳杰，東北大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院；周波，工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)發(fā)展中心；孫震、白如江，山東理工大學(xué)信息管理學(xué)院；周麗英，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)圖書館；彭鯤鵬，北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司；高楊，北京中泰晨創(chuàng)環(huán)保科技有限公司；吳廣楓，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院。《中國科學(xué)院院刊》供稿）