问题类型
全部 前沿科学问题 工程技术难题 产业与技术问题
学科领域
全部 数理化基础科学 生命健康 地球科学 生态环境 制造科技 信息科技 先进材料 资源能源 农业科技 空天科技 其他
征集年度
全部 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018
合成化学 自动合成 人工智能 化学合成机器
化学合成依赖反应物选择、反应条件控制等诸多因素，因此很难用定量、可预测的数学关系来进行指导。长期以来，化学合成基于专家经验和试错，合成效率不能满足人类社会对新的功能分子和材料的巨大需求。近年来，合成机器人的出现为自动化、集成化的开发合成化学分子提供了便捷可操控的平台原型，但智能化、精准化程度上还有很大的提升空间。如何将机器人融合量子力学底层规则，赋予合成机器人智慧核心，帮助突破人类专家的思维和算力局限，预测全新的合成路径，对复杂合成过程进行优化，实现真实条件下（包括催化剂、溶剂、温度、压强等）的化学反应路径预测和反应条件自动优化，推动化学合成精准化和智能化，是合成化学和相关学科中的重大前沿科学问题。
推荐机构： 中国化学会
2022年度
信息技术 工业设计 软件
工业软件是指在工业领域里应用的软件，包括系统、应用、中间件、嵌入式几大类，主要作用是提高工业研发设计、业务管理、生产调度和过程控制水平。无论是中国的“智能制造”、还是德国的“工业4.0”，或是美国的“工业互联网”，背后都离不开工业软件的支撑。 我国的工业设计软件，特别是与产品创新相关度最高的产品研发设计软件，包括计算机辅助设计(CAD)软件、计算机辅助工程(CAE)软件、计算机辅助制造(CAM)软件、产品全生命周期管理(PLM)软件、产品数据管理(PDM)软件、计算机辅助过程设计(CAPP)软件等，主要使用国外软件，缺少自主研发的性能优越的工业设计软件。造成我国的工业发展在研发设计环节即受制于人，在向制造强国、工业强国发展过程中面临基础性瓶颈。 如何发展自主可控的工业设计软件？是我国制造业发展面临的重大、紧迫现实问题。
推荐机构： 中国科学学与科技政策研究会
空间天线 百米级天线 可展开天线 在轨组装
空间天线是天基电子信息载荷的关键设备，天线口径直接决定信号收发和传输能力，通过增大天线口径，可获得更微小发射功率信号，从而提高目标感知能力、信息传输能力及对抗能力。其中的百米级以及公里级空间天线更是未来空间技术重要的发展方向，将广泛应用于电子信号获取、对地观测、深空观测等领域。 受限于火箭上行包络的约束，空间百米级/公里级天线需要采用极高收纳比形式进行上行运输，入轨后采用可控方式进行在轨展开，同时，面向更大尺寸天线结构，还需要进一步引入在轨装配技术实现空间天线公里级应用口径。空间百米级/公里级大型天线已成为国内外星载天线研究领域的制高点。有别于传统空间大型天线，百米级/公里级空间天线需要采用新的设计方法与技术以实现在轨成功应用。其中包括空间极大型天线机电热综合设计技术、高收纳比收拢展开技术、航天器载荷平台一体化设计技术、超柔性空间结构动力学分析与振动控制技术、在轨组装最优路径规划技术以及地面试验等效性分析技术等，亟待取得跨越式突破，满足我国航天关键载荷急需。
推荐机构： 中国振动工程学会
机器学习 可解释 可信 可靠
深度学习的发展使得人工智能模型纷繁复杂，而这些更复杂更强大的模型变得越来越不透明。这些模型基本上仍然是围绕相关性和关联性建立的，从而导致诸多挑战性的问题，如虚假的关联性、模型调试性和透明性的缺失、模型的不可控，以及不受欢迎的数据被放大等。上述问题使得人工智能模型的现实应用存在潜在的公平性、安全性、伦理道德等风险。为缓解经典学习范式的缺陷，防止人工智能系统存在不可信、不可控和不可靠的软肋，实现可信可靠的人工智能，在现实任务中发挥出更大效用，提升人工智能的可解释性是其中的重大挑战。
推荐机构： 中国人工智能学会
农业病虫害 多源数据 精准预测 模型
随着信息技术、遥感技术、物联网、人工智能等技术在农作物病虫害监测中的应用，来自田间环境和病虫害信息的数据呈现出井喷式增长，为病虫害预测预报提供了可靠的实时数据。然而，目前植保人员仍然是在智能设备提供的数据基础上，凭借多年经验对病虫害发生趋势作出预测。因此亟需建成覆盖全国的农作物病虫害精准预测模型，解决从智能设备采集的海量多源数据到大范围病虫害精准预测之间最后一公里的问题。
推荐机构： 中国植物保护学会
微观磨损 原子级去除 微机电系统 超精密制造
微观磨损研究是在原子、分子尺度上揭示摩擦过程中表面相互作用、物理化学变化及损伤，旨在实现原子级材料的可控去除甚至无磨损的摩擦。目前，信息、生物、先进制造、航空航天等高新技术领域的微型化趋势极大地促进了微纳系统的发展，催生出一批高性能微/纳机电系统的出现。然而，由于表面和尺寸效应，微观磨损已成为微/纳机电系统长期可靠服役的巨大障碍。另外，随着核心零部件的持续微型化以及关键功能的高度集成化，先进制造对功能结构或表面的加工质量与精度要求变得越来越苛刻。例如，超精密光学元件和半导体芯片制造需要实现纳米级甚至亚纳米级的表面精度加工，高端装备以及尖端武器装备中核心金属零部件的加工精度和表面完整性直接影响其服役性能和使用寿命。超精密表面加工的实质是实现表面原子级材料的可控去除。因此，微观磨损/去除不仅是微/纳机电系统应用中的关键问题，更已成为纳米制造的共性基础问题。 纳米摩擦学发展至今20余年，已有的微观磨损研究注重材料磨损性能的表征，缺乏对原子级材料去除机理的深刻认识。针对这一问题，一方面需要研发相应的摩擦能量耗散测试仪器，以精确地探测微观磨损过程中的能量耗散途径和规律，构建微观磨损过程中各变量与原子级材料去除的量化模型，实现材料磨损/去除的准确预测；另一方面需结合先进的数值模拟方法，揭示量子摩擦等对微观磨损的影响机制，基于量子力学研究磨损机理，开展量子磨损研究；最后，还需要通过多能场协同作用精确地调控材料的微观去除过程，实现材料表面的极限精度加工，如单层原子甚至单个原子的可控去除。当以微米精度为代表的传统制造转向纳米/亚纳米精度制造时，相关理论基础将以分子物理、量子力学和表面/界面科学为主导，许多纳米加工的机理不明，如原子/分子迁移机制、能量传递机制、表面/界面效应等。由于亚纳米精度表面制造的基础科学问题（如磨损起源、能量耗散、原子可控去除等）没有得到解决，极大地制约了超精密制造水平的进一步提升。 微观磨损研究是在原子、分子尺度上揭示摩擦过程中表面相互作用、物理化学变化及损伤，旨在实现原子级材料的可控去除甚至无磨损的摩擦。
推荐机构： 中国机械工程学会
深远海养殖 水产养殖 虹鳟 渔业设施
目前，我国深远海养殖设施在科技方面存在以下问题：1）我国网衣系统与钢制平台之间的连接技术仍不成熟，这涉及到连接器设计、预紧力施加及长期控制等难题；2）目前针对海洋平台全生命周期设施设备腐蚀和生物污损监/检测及预警技术仍然匮乏，腐蚀污损的定性判断和定量分析往往不能兼得；3）大型养殖网箱作为一种透水结构物，其水动力特性更为复杂，由此导致锚泊定位系统设计中必须考虑更为繁杂的影响因素，给设计分析和优化技术带来新的挑战；4）核心配套装备国产化率不足50%。突破建立深远海养殖设施的瓶颈问题，符合我国渔业发展重大需求，为探索新时期产业发展的路径，可解决良种创制、陆海接力养殖、产品加工和冷链物流等全产业链技术难题和发展障碍，带动渔业产业实现新一轮创新和突破。
推荐机构： 中国水产学会
燃煤电厂 燃气电厂 绿色发展 碳捕集利用与封存
碳中和背景下，电力行业，特别是燃煤、燃气机组等火电行业的碳减排任务艰巨，然而，现阶段如果过早以新能源大量替代煤电、气电，不仅我国电力系统的安全稳定运行受到严重影响，而且经济社会的运行也会受到重大影响。因此，加大可再生能源供能比例的同时，一定比例的燃煤、燃气等火电是我国电力系统安全长效发展的重要组成。提前布局研究火电行业在“碳捕集、利用与封存”技术支撑下的绿色发展，对我国未来的能源稳定、电力系统安全长效发展十分必要。
推荐机构： 中国能源研究会
新污染物 治理 调研 评估
随着我国污染防治攻坚战的不断推荐，常规污染物污染状况逐渐好转。目前新污染物的问题越来越受到国内外的重视，新污染物治理已经提上我国中央政府议事日程，但是我国新污染物治理相关技术力量依旧薄弱，很多新污染物治理科学问题不明，且我们很多地方存在新污染物治理能力不足的问题，新污染物治理面临哪些挑战，如何加强我国的新污染物治理能力建设是目前重要的课题。
推荐机构： 中国环境科学学会
阿尔茨海默病 无症状期 诊断 生物标志物
阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）已成为严重危害我国老年人群健康、影响我国可持续发展的主要疾病之一，对AD的防治是当前亟需解决的重大社会问题。AD出现症状前15~20年脑内就开始出现病理变化，是治疗的最佳时期。找到能在无症状期诊断AD的生物标志物并在此阶段进行干预，不仅为提高我国AD的临床诊治水平，也为AD早期干预和治疗找到有效措施，将有效降低AD的发病率，具有重要的社会意义和经济意义。
推荐机构： 中国认知科学学会
