- 中国科协重大科学问题和工程技术难题征集评选系统

如何高效利用农业微生物资源？

农业微生物资源功能性微生物资源挖掘与利用农业绿色投入品

作物病虫害频繁爆发、耕地质量不断下降、农业面源污染加重等问题突出，严重制约我国农业绿色高质量发展。农业微生物资源是新型微生物杀菌剂、杀虫剂、功能性肥料等绿色投入品的重要来源，是支持农业高质量发展的重要保障。但当前我国在农业微生物资源保护、重要功能性微生物利用过程中的基础科学问题及其产业化技术难题的研究方面投入还不够。应该开展：1.组织遴选并建立一支高水平的农业微生物研究的国字号队伍，稳定支持开展微生物资源保护及利用的研究；2.建立国家级农业微生物资源中心（建议按区域建设多个中心），做好微生物资源收集及保护；3. 加强微生物资源的挖掘，针对重要病虫害、土壤改良等问题，解析功能性微生物杀菌防虫、改善土壤质量的分子机理，厘清功能性微生态中微生物互作机制；4.建立精准调控功能性微生态的技术保障作物生产安全，结合合成生物学充分利用微生物资源中新型功能性基因（基因簇）创制新药及绿色投入品，集智攻关突破微生物活菌制剂的技术瓶颈做好微生物资源的产业化。

推荐机构：中国农学会

2021年度

如何突破深远海航行装备制造与安全保障工程技术难点？

航行装备深远海与极地环境制造与安全保障关键技术

国家《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》明确指出，瞄准深远海等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目，加快壮大海洋装备产业，建设海洋强国，提高海洋资源、矿产资源开发保护水平。根据国家发展战略要求，围绕深远海与极地环境下的油气、矿产综合作业平台（包括深海采矿船、极地海洋平台等）、深远海与极地航行装备（包括豪华邮轮、极地LNG运输船、极地重型破冰船、极地大型油轮等）、深远海与极地航行关键设备（包括探测系统、水下生产系统、极地救生设备、基于北斗的空天海岸协同通信保障系统等）等重大装备研发，对深远海与极地环境（包括监测、预报及大数据分析技术等）、深海工程技术（包括顶层设计技术、感知与控制技术、长距离矿产输送与保障技术、系统运维与预警技术等）、极地工程技术（包括冰下探测与通信技术、航行性能预报技术、结构与装置安全评估技术、破冰技术等）、综合安全与保障评估技术（包括安全航行保障技术、远程安全监管技术、安全救助技术、大数据处理分析技术等）、深远海与极地装备工程软件研发（包括环境数据库与预报系统、设计与安全评估系统、安全运维及保障数据库与系统等）等关键技术进行研究，解决“卡脖子”的问题，建立深远海航行装备制造与安全保障相关的技术能力和标准，实现具有自主知识产权的深远海航行装备国产化，占领全球深远海航行装备制造与安全保障技术的制高点。

推荐机构：中国航海学会

2021年度

如何利用人工智能实现医疗影像多病种识别并进行辅助诊疗？

医疗影像人工智能图像识别深度学习病灶识别与标注辅助诊疗

影像诊疗的概念原起源于肿瘤学领域，之后其外延才扩大到整个医学影像领域，理解医学影像、提取其中具有诊断和治疗决策价值的关键信息是诊疗过程中非常重要的环节。由于医疗资源分配不平均，造成许多医疗水平落后地区出现较为严重的误诊率，人工智能的勃兴已经成为推动社会经济发展的新动力之一，人工智能结合医疗影像实现辅助诊疗成为必然趋势，但目前的技术都是针对单病种的识别，忽略了病理之间的相关性，有可能延迟其他病灶被发现的时间，耽误最佳治疗时间；同时，单病种识别的低利用率，给医生综合诊治过程带来了极大的不便。实现人工智能精准辅助诊疗，可以从根本上有效缓解医疗资源的压力，提升医生诊疗的效率和精度，减少误诊和患者的时间经费等开销。所以，如何有效的利用人工智能实现医疗影像多病种识别，最大程度挖掘影像数据从而进一步辅助医生对患者诊疗是具有重大意义的。

推荐机构：中国电子学会、中国科协信息科技学会联合体

2021年度

如何制造桌面级的微小型反应堆电池？

严寒地区防护暖棚混凝土结构大型模块

核能最大特点是能级密度高，小型核动力装置具有不可替代的优势，将传统的核电和核动力反应堆微小型化是近期国内外研究的热点。但是目前技术只能做到车载级别微小型反应堆，如何将反应堆动力装置进一步微小型化是一个迫切和重大的工程技术难题。目前以西屋公司eVinci和美国NASA的kiloPower为代表的微小型反应堆均采用了热管式反应堆形式。热管反应堆是将热管技术与微型反应堆相结合的能量传输系统，其一般采用整体式固态堆芯，核燃料元件与热管同时安装在固体基体上。通过将热管插入反应堆堆芯，可实现从堆芯到热电转换装置的“静态”能量传输，取消了传统反应堆系统中（如泵相关）活动部件，从而大大提高其可靠性。但是受到反应堆临界，物理，热电转换装置的限制，热管式反应堆很难再进一步缩小。有必要对微小型堆进一步创新，如将堆芯与热管进一步融为一体，利用碱金属做为冷却介质，同时与AMTEC碱金属热电转换技术耦合即可超越现有微小型反应堆，实现桌面级的微小型反应堆电池。

推荐机构：中国核学会、中国能源研究会

2021年度

如何通过重要生态系统修复工程构建精准高效的生态保护网络和提升生物多样性？

生物多样性生态系统服务保护地网络

遏制生物多样性资源的迅速丧失已成全球性重大挑战，也是我国的紧迫任务。由于人类活动的强烈扰动，我国大多数重要生态区的物种库遭受较严重破坏，严重限制生物多样性自我恢复能力及程度，难以达到最佳水平。例如，珠三角地区一度损失60%以上的物种，导致许多地区如果依靠自然恢复，将面临因物种库缺失而导致当地野生动物多样性水平低下的困境。构建精准高效的生态保护网络是提升生物多样性水平的重要途经，需要通过整合多项社会、经济要素，进行综合性、系统性的顶层设计来实现。通过有效的评估措施实现生态保护优先区精准识别，增强保护措施与保护目标的空间匹配，同时考量当地社区等利益相关者的合理需求，是构建精准高效生态保护网络的有效途径。在此基础上，进一步开展生物群落重建，推动因强干扰而受损的生物群落恢复，能够对物种库进行有效保护与恢复，显著降低灭绝风险，从而成为恢复生物多样性资源的新途径。我国在野生动植物群落恢复的技术研发与实践，取得成体系的成果与经验。这些成果与经验在重大生态修复中的应用，将为我国巩固现有生态修复成果，在非生物环境得到改善的背景下，提升和恢复生物多样性及资源水平发挥极为重要的作用。

推荐机构：中国环境科学学会、中国动物学会

2021年度

如何构建我国生态系统碳汇扩增的技术体系？

碳中和生态系统碳汇扩增

目前我国生态系统碳汇扩增还处于试点探索和系统管理的初期，还存在:（1）核算技术标准不统一，家底不清楚；（2）工作机制不健全，难以形成合力（3）生态系统总体较脆弱，碳汇潜力有待提升等实际问题，制约了我国碳汇扩增举措。因此，需要从国家层面针对生态系统碳汇扩增这个主题，研究制定一套从调查、监测、核算、评估标准以及部门间高效合作管理技术体系。

推荐机构：中国环境科学学会

2021年度

如何解决三维半导体芯片中纳米结构测量难题？

三维半导体芯片极大深宽比定量检测

半导体芯片制程已经从二维向三维发展。随着新一代芯片垂直方向堆叠层数的增多，工艺难度呈指数上升，必须对芯片三维结构参数进行精确测量，才能指导优化工艺并保证芯片功能。当前，即使采用现有最先进的技术仍无法定量检测极大深宽比芯片结构。因此，攻克极大深宽比三维芯片结构测量难题刻不容缓。

推荐机构：中国计量测试学会

2021年度

如何创建5G+全周期健康管理系统？

健康管理 5G 早筛查早评估早干预心脏骤停心肺复苏系统模式

本项目根据国家“十四五”卫生健康规划要求、瞄准国际科技前沿，为应对慢性病剧增、人口老龄化等挑战，按照健康中国行动方案，通过科技创新，在健康信息收集和健康检测、健康风险评价和健康评估、健康危险干预和健康促进（“健康管理三部曲”）的基础上，提出早筛查、早评估、早干预（简称“三早”）的理论，结合5G技术，构建集早筛查健康管理服服务、早评估健康管理服务和早干预健康管理服务于一体的5G+“三早”健康管理系统。整合医院、社区、家庭/个体智能监测终端形成“医院-社区-家庭/个人”健康信息多端数据共享云平台，建立个人动态健康档案，通过疾病风险预测模型和健康风险预警预测系统，有针对性地帮助个体或群体采取有效行动、消除或减轻影响慢病的危险因素。项目以北京、上海、杭州、深圳、济南、武汉、南宁等有工作基础的地区为试点，探索建立“医院-社区-家庭/个人”健康管理服务模式，对试点地区分别进行过程管理质量控制和效果评估、过程管理和质量控制、效果评价，形成可复制可推广的健康管理模式，为健康中国建设提供理论引领和试点示范。

推荐机构：中华医学会

2021年度

如何发展我国自主超高分辨率立体测图卫星关键技术？

卫星测绘 1:2000 高精度几何定位高辐射质量

美国、法国、印度等国家在航天遥感领域持续发力，目前已经发射或正在规划分辨率小于0.3m甚至0.2m、能满足1:2000立体测图的高精度测绘卫星，抢占世界航天科技和应用高地。我国先后发射了资源三号、高分七号等国家民用空间基础设施卫星，分别实现了1:50000、1:10000高精度立体测图，但在1:2000领域仍处于空白，与国际领先水平还有一定差距，相关工程技术难题亟待突破。

推荐机构：中国测绘学会

2021年度