为原创性、颠覆性科技树立风向标

来源：光明日报

7月15日，为原第二十八届中国科协年会在北京隆重召开，创性主论坛重磅发布了10个前沿科学问题、颠覆10个工程技术难题及10个产业技术问题。性科向标

自2018年起，技树中国科协持续深化重大科技问题征集发布机制。立风2026年度活动紧扣前沿性、为原引领性、创性创新性、颠覆战略性四大维度，性科向标历经严谨的技树审读、评议与投票程序，立风最终遴选出的为原30项难题，旨在为持续产出原创性、创性颠覆性科技成果树立行业风向标，颠覆指引未来科技攻关方向。

一、10个前沿科学问题：探索未知，重塑认知

1. 霍奇猜想

霍奇猜想的核心在于揭示复杂拓扑结构如何被精确编码为多项式方程的几何构造。其突破将为数论与几何提供关键的交叉验证，加速相关数学难题的攻克，重塑现代数学的整体疆域，并彻底革新人类对几何本质的深层认知。

2. 磁约束核聚变燃烧等离子体

该研究聚焦于解决燃烧过程中的能量与粒子平衡、宏观与微观稳定性控制等核心难题。通过发展先进运行方案及氚燃料高效利用对策，实现聚变反应堆在阿尔法粒子加热主导下的长时间稳定高约束运行，攻克一系列科学与工程瓶颈，直接推动聚变能迈向商业化应用。

3. 电解液微环境演化机制

厘清电解液中离子的体相、界面配位环境及其演化机制，有望对电极表面双电层调控、离子传输等带来颠覆性变革，重构传统基于稀溶液体系的电化学基础理论。此研究将显著提升电池功率密度、循环稳定性、电催化反应效率及选择性。

4. 人与自然互馈的地域分异机制及系统演变规律

人与自然的互馈过程深刻塑造区域可持续发展格局。该突破将推动人地系统理论跃升，引领地理科学与生态、信息、管理等学科深度交叉，为气候适应、粮食安全、生态保护及国土空间优化提供坚实的科学依据。

5. 城市绿色空间与人类健康相互作用机理研究

城市绿色空间的健康效应直接关联人类福祉。相关研究将催生生态城市建设的新理论、新方法与新规范，加速基于自然解决方案在全球可持续城市治理中的落地，构建以人类健康为核心目标的生态城市建设新模式。

6. 具身自主智能的度量与演化

该理论旨在突破“如何定义与度量智能”这一长期核心难题，引领人工智能系统分析从基于任务表现的经验范式，迈向以能力结构与演化规律为核心的科学度量范式。其突破将为自动驾驶、人形机器人等具身系统的准入与监管提供统一的科学依据。

7. 类生物计算范式的第一性原理与介观尺度实现机制

回归生物计算第一性原理，揭示以极低功耗涌现高智能的科学机理，发展以复杂网络为中心、与先进工艺弱相关的类生物计算范式。该范式将重塑计算科学基础理论，催生万亿级新型计算产业，破解当前计算机领域“算力尽头是电力”的不可持续危机。

8. “AI+”构建6G通信智能体网络的机理探究

在我国5G领跑世界的背景下，6G发展将成为赋能千行百业的超级引擎。“语义信息论”不仅是对经典理论的挑战，更是我国在基础原理层面重构移动通信发展范式、提供“中国方案”的战略支点。

9. 生物组织仿生类器官芯片

突破类器官芯片生物医用材料的科学难题，实现从动物源性随机基质向人源性按需微环境的根本转变，显著提升药物筛选与疾病模型的预测准确性。自主研发生物墨水与芯片耗材，将打破国外垄断，形成千亿级类器官和精准医疗新业态。

10. 阿尔茨海默病与脑类淋巴及淋巴循环动力学变化相关性

本问题旨在厘清阿尔茨海默病病理演进过程中，脑类淋巴—脑膜淋巴循环动力学的时空演变规律，探究这种动力学衰退是疾病的“因”还是“果”，从而探寻发病根源及新型治疗方法。

二、10个工程技术难题：突破瓶颈，赋能产业

1. 深海环境智能感知关键技术研究

攻克深海极端环境下高动态范围自适应感知、声光信息融合建模、轻量化智能识别等关键技术，全面提升无人自主水下机器人在深远海复杂环境中的地形感知与目标检测能力，显著降低试验成本，实现深海探测“看得清、辨得明”。

2. 极端灾害性天气星地空新型机动平台协同观测试验及应用

打造国际领先的“星—地—空”机动协同观测业务能力，支撑灾害系统致灾机理的原创性发现，通过改进数值预报提升精度与提前量，使我国在重大气象灾害监测预警领域步入世界前列。

3. 高端装备中关键高分子材料的寿命预测与寿命调控

针对航空航天、轨道交通、电子信息、新能源等领域，解决高分子材料在复杂和极端环境下的稳定性与可靠性问题，为高端装备的高水平自主研发奠定坚实的材料基础。

4. 太空计算中心构建技术

提升我国在天基智能处理、深空自主探测、空间态势感知、遥感实时服务及天地一体化信息网络等领域的自主能力，带动高可靠智算芯片、空间能源、热控材料、在轨组装、光通信、航天软件及商业航天服务等产业链协同升级。

5. 场景驱动的全感官互联

突破该技术后，医生可安全实施远程触觉反馈手术，科研人员可在虚拟实验室中实现嗅觉与味觉体验，异地亲友可共享逼真多感官聚餐体验。人类将首次突破时空对感官的束缚，实现真正意义上的亲身体验。

6. 超千米深井煤矿安全高效开采关键技术

面对浅部煤炭资源枯竭趋势，研发埋深1000~1500米煤炭的精细勘探、智能开采及安全防控技术与装备，推进深部煤炭资源的安全高效开采，是向深部要资源、保障国家能源供给的必然选择。

7. 大模型驱动的太空具身智能机器人自主探测作业技术

解决地外天体探测、在轨服务与维护中机器人环境感知薄弱、自主决策受限、协同控制不足等问题，实现无人干预下的全场景自主智能作业，破解“有硬件、无智能”困局，打造太空新质生产力。

8. AI驱动实现营养功能因子精准设计及功能食品智能制造

针对食品营养功能因子结构复杂、构效关系解析难、制备工艺依赖经验试错等瓶颈，利用AI技术实现从筛选、结构设计、生物合成、配方优化到工艺调控的全流程精准设计与智能制造。

9. 全脑精细结构驱动的高仿真智能

重塑人类对智能本质的科学认知，建立统一解释生物智能与机器智能的理论框架。揭示智能本质与起源，为意识起源等终极问题提供可计算、可验证的实证基础，催生高能效类脑计算、新型芯片与脑机接口等颠覆性技术。

10. 全息数字仿真动态人体模型构建

利用人体生命表型组大数据及迭代算法，解构并重构人体微观、介观、宏观网络化动态生命活动过程。该突破有望实现更高效的靶点发现、药物研发及个性化治疗方案制定。

三、10个产业技术问题：转化成果，驱动经济

1. 复杂国际环境下新一代光谱快速智能找矿勘查装备产业化关键技术

推动新一代光谱找矿装备向微型化、低成本规模化跃升，打通产业化瓶颈，提升自主率与全球竞争力。加速战略矿产勘探，带动芯片、勘查服务等全产业链发展，筑牢国家资源安全屏障，推动绿色勘查与产业可持续升级。

2. 巨型星座商业卫星高效低成本智能制造技术

聚焦商业卫星高效低成本规模化智能制造，推动卫星从“艺术品”走向“产品”，破解产能与高可靠性矛盾。实现单星成本降低1~2个数量级、生产周期缩短60%以上、单线年产超百颗，支撑卫星互联网等巨型低轨星座建设，构筑自主可控的航天供应链。

3. 新型电力系统下异构分散化灵活性资源的智能调控

推动电力系统由传统集中控制向“广域协同、自主决策、智能演化”模式转变，重构调度控制理论体系，提升系统灵活性与韧性。大幅降低弃风弃光率，支撑虚拟电厂、能源互联网等新业态发展。

4. AI时代数字系统网络韧性设计范式变革

聚焦AI时代内生安全从技术突破向数字系统赋能的关键跨越，提升数字系统在AI驱动攻击环境下的网络安全质量，带动智能化时代数字产品安全质量检测评估与标准体系建设，有效化解AI产品的可信性与可用性难题。

5. 深远海大容量风电轻量化直流输电产业化

针对近海风电资源饱和现状，开发深远海风能这一未来主力资源。突破关键核心技术，带动风电、海工、线缆、高端制造等全产业链发展，培育万亿级海洋新能源产业集群，拉动经济与就业。

6. 面向低空经济的航空电推进系统产业化与适航体系构建

建立覆盖电机、电驱、热管理、控制、试验验证到适航审查的航空电推进技术体系，为电动垂直起降飞行器和新能源固定翼航空器商业化提供关键支撑。带动材料、功率器件、试验装备和标准规范协同升级，并对船舶电推进、汽车电驱等泛交通领域形成技术外溢。

7. 气候韧性农业关键技术体系

构建我国自主知识产权的农业应对气候变化评估方法、模型和标准，创新气候韧性农业多维场景和技术模式，建立全链条防灾抗灾技术体系和联防联控机制。为优化农业气候资源利用、推动农业绿色低碳转型升级提供科技支撑。

8. 合成生物学驱动的微生物农药全链条产业升级

在全球微生物农药市场持续增长的背景下，该技术突破将极大提升我国在该领域的市场占有率与国际竞争力，推动绿色农业发展与生态环境保护。

9. 具有多靶向系统性调节和干预功能的药物研发

针对复杂疾病多基因、多通路异常驱动及网络冗余代偿机制，开发多靶向系统性药物。通过多维度的弱作用干预（如同时调节神经炎症、蛋白清除、突触可塑性），将失调的病理网络“推回”正常生理稳态，而非简单关闭单一致病开关。

10. 基于植物代谢协同机制研究提升中药材品质

系统揭示植物初生—次生代谢协同调控的普适性规律，破解中药“高产低效”困境，减少对野生资源依赖，保障高品质可持续供给。提升药材附加值，以药材产业推动乡村振兴，提升中药材品质保障和中医临床疗效。

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