有没有靠谱的道路AI巡检系统?

40项标志性重大科技成果,是《改革开放先锋  创新发展引擎——中国科学院改革开放四十年》编委会以“三个面向”为线索,组织中科院机关有关部门在系统梳理改革开放40年来中科院广大科研人员取得的众多重要科技成果的基础上,经综合凝练归纳提出的具有代表性的重大科技成果。院学术委员会委员对此进行了审核把关,同时通过网络向院属单位和社会进行了公示,超过15万人次的社会各界人士参与了遴选和评议。

一 面向世界科技前沿(15项) 1 高温超导体研究

超导电性是荷兰科学家卡莫林·昂纳斯(H. Kamerlingh Onnes)在1911年发现的。指某些材料在其临界温度以下表现出电阻为零和完全抗磁性的现象,相应的材料称为超导体。临界温度高于传统理论认为的“麦克米兰极限”(40K)的超导体被称为高温超导体。探索和发现新型高温超导体特别是液氮温区以上的超导体并研究其物理机制是各国科学家们长期追求的目标。

1987年,物理所在铜氧化物超导体的研究中作出了重大贡献,独立发现了液氮温区铜氧化物超导体,并首次在国际上公布其元素组成为Ba–Y–Cu–O。获1989年度国家自然科学奖一等奖。

2008年,中国科大和物理所在铁基超导体研究方面先后在国际上首次突破了麦克米兰极限温度,分别发现43K的SmFeAsO1-xFx超导体、41K的CeFeAsO1-xFx超导体和系列50K以上的REFeAsO1-xFx及REFeAsO1-x(RE=稀土元素)超导体,并创造55K的超导体临界温度纪录。确定铁基超导体为新一类高温超导体,并在物理性质研究方面取得重要成果,具有潜在应用价值。获2013年度国家自然科学奖一等奖。

中科院在国际上仅有的两次高温超导研究重大突破中,都作出了先驱性和开创性贡献,在该领域多个方面发挥了引领作用,持续推动国际高温超导研究发展。

2 拓扑物态领域系列研究

物理所在拓扑物态领域取得一系列国际领先的研究成果。2009年,理论发现Bi2Te3、Bi2Se3、Sb2Te3族三维拓扑绝缘体,并获实验验证,成为最为广泛研究的拓扑绝缘体材料体系。2010年,理论提出Cr或Fe磁性离子掺杂的Bi2Te3等拓扑绝缘体薄膜是实现量子反常霍尔效应的最佳体系,获2011年度中国科学院杰出科技成就奖。2013年,与清华大学合作在世界上首次实验观测到“量子反常霍尔效应”,验证了理论方案。2012—2014年,理论预言并实验发现了两个狄拉克半金属Na3Bi和Cd3As2,将凝聚态中电子态的拓扑分类从绝缘体推广到了半金属,发现了新物态——拓扑半金属态。

2015年,理论预言TaAs家族材料是外尔半金属,并首次实验证实了其中手性电子态——外尔费米子的存在。该研究被英国物理学会《物理世界》评为“2015年十大突破”,被美国物理学会《物理》评为“2015年八大亮点工作”。2018年1月,入选美国物理学会《物理评论》系列期刊诞生125周年纪念论文集,是收录的49项重要科学成就中唯一来自中国本土的工作。

2017年,理论预言并首次实验发现了三重简并点半金属WC家族材料,发现其中的三重简并费米子型准粒子激发,为在凝聚态物质中探索非常规费米子激发提供了新思路、新方法。

2018年,首次在铁基超导体铁碲硒材料中发现了拓扑超导表面态,并在该材料中发现了零能的马约拉纳束缚态,对构建稳定的、高容错、可拓展的未来量子计算机的应用具有重要意义。

3 粒子物理与核物理研究

中科院依托相关国家重大科技基础设施并牵头重大国际合作,在强子物理、核物理、中微子物理、高能量前沿等方面取得一系列具有国际影响力的科学成果。

1990年以来,高能所依托北京正负电子对撞机(BEPC)、北京谱仪(BES)实验精确测量了τ轻子质量及R值,发现了X(1835)新粒子。2013年,北京谱仪Ⅲ实验发现了“四夸克物质” Zc(3900),是对传统夸克模型中物质只含2个或3个夸克的重大突破,在美国物理学会《物理》评出的当年度物理学领域11项重要成果中位列榜首。

1992年,上海原子核所获得了新核素铂-202,这是中国科学家首次合成的新核素。20世纪90年代以来,近代物理所合成了34种新核素,首次高精度测定一批短寿命原子核质量,建成国际核质量数据评估中心。这些新核素的产生是中国科学家在远离稳定线核的合成和研究中取得的重大成果。

2011年,上海应物所在参加RHIC-STAR核物理国际合作研究中,与美国科学家合作,为首次发现迄今最重的反物质粒子——反氦核,发挥了关键作用。

2012年,由高能所牵头的国际合作研究团队在大亚湾反应堆中微子实验发现了中微子振荡新模式,精确测得中微子混合角θ13值,标志着我国中微子实验研究从无到有步入世界前列。该成果入选美国《科学》 2012年十大科学突破,获2013年度中国科学院杰出科技成就奖、2016年度国家自然科学奖一等奖、2016年度国际基础物理学突破奖。

由高能所牵头的中国研究团队在2012年欧洲核子中心大型强子对撞机国际合作实验中,为发现希格斯粒子及其性质研究作出了直接贡献。

4 有机分子簇集和自由基化学研究

物理有机化学是有机化学的理论基础,主要涉及结构、介质和化学特性、物理特性之间的关系。上海有机所经过近20年努力,围绕物理有机化学前沿领域两个重要方面——有机分子簇集和自由基化学,进行了深入系统的研究。获2002年度国家自然科学奖一等奖,填补了该奖项此前连续4年的空缺。

有机分子簇集和自卷研究成果,对在分子水平上理解某些生命现象及设计治疗动脉粥样硬化疾病的药物具有重要理论启示。自由基化学研究建立了当时国际上最完整、最可靠的反映取代基自旋离域能力的参数,被国际同行认为是里程碑式的工作。这两个方面涉及有机化合物的结构效应和介质效应,是物理有机化学研究的核心内容之一。

在纳米表征领域,1988年,化学所研制出我国第一台集计算机控制、数据分析和图像处理系统于一体的扫描隧道显微镜(STM)和我国第一台原子力显微镜(AFM),奠定了我国纳米科技研究的物质基础。2001年,中国科大在国际上首次利用低温STM获得能够分辨碳-碳单键和双键的C60单分子图像,并于2013年在国际上首次实现了亚纳米分辨的单分子光学拉曼成像,获2014年度中国科学院杰出科技成就奖。2013年,国家纳米中心利用AFM技术在国际上首次实现了对分子间氢键的直接成像,为化学界争论了80多年的“氢键本质”问题提供了第一个直观证据。

在纳米材料与器件领域,物理所、金属所等单位在碳纳米管的制备、纳米结构及其物性调控、表面纳米化等方面,20多年来产出了一批国际引领性成果,促进了该领域的研究和发展。2017年,上海微系统所联合相关企业设计出低功耗、长寿命、高稳定性的钪-锑-碲(Sc-Sb-Te)新型高速相变材料,对于我国突破国外技术壁垒、自主开发存储器芯片具有重要意义。化学所基于长期基础研究,发展了纳米绿色印刷的完整产业链技术,并于2016年建成世界首条免砂目纳米绿色印刷版材示范线。

在纳米催化领域,2011年,大连化物所在国际上首次制备出Pt/FeOx单原子催化剂,并提出了单原子催化新概念,入选美国化学会2016年度十大科研成果。2014年,基于纳米限域催化新概念,首创甲烷无氧制烯烃和芳烃催化过程,实现一步高效转化,获2015年度中国科学院杰出科技成就奖。

6 人工合成生物学研究

继1965年我国在国际上首次人工合成牛胰岛素(获1982年度国家自然科学奖一等奖)之后,1981年11月,由上海生化所、上海细胞所、上海有机所、生物物理所和院外相关单位组成的联合攻关团队,历时13年,在国际上首次人工合成了包含76个核苷酸的酵母丙氨酸转移核糖核酸完整分子。该成果获1987年度国家自然科学奖一等奖,对揭示生命起源和核酸在生物体内的作用意义重大,为进一步了解遗传和其他生命现象、研制和应用多种核酸类药物奠定了理论基础,标志着我国在该领域进入世界先进行列。

2018年8月,分子植物科学卓越创新中心采用合成生物学“工程化”方法和高效使能技术,以单细胞真核生物酿酒酵母(天然含有16条线型染色体)为研究材料,在国际上首次人工创造出仅含单条染色体的真核细胞。这是继人工合成牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸之后,我国科学家再一次利用合成科学策略回答了生命科学领域的重大基础问题,将加深人类对生命本质的认识。

7 非人灵长类模型与脑连接图谱研究

脑科学与智能技术卓越创新中心在非人灵长类模型与脑连接图谱研究方面取得一系列重要原创成果。2017年年底在国际上率先攻克非人灵长类动物体细胞核克隆这一世界性难题,11月27日世界上首个体细胞克隆猴“中中”诞生,12月5日第二个克隆猴“华华”诞生。这是继1997年英国克隆羊“多莉”后克隆生物技术领域的又一重大突破,将有力促进生命科学基础研究和转化医学研究,为探究众多复杂疾病机理、建立有效诊治和干预手段及新药创制带来光明前景。

2016年,该卓越创新中心在世界上首次建立了携带人类自闭症基因的非人灵长类动物模型——食蟹猴模型,构建了非人灵长类自闭症行为学分析范式,为观察自闭症的神经科学机理研究提供了一扇重要窗口,为深入研究自闭症的病理与探索可能的治疗干预方法奠定了重要基础。

2016年,该卓越创新中心成功绘制了更精确的人脑功能分区图谱,即人类脑网络组图谱,突破100多年来传统脑图谱绘制的瓶颈,提出了“利用脑连接信息绘制脑图谱”的思想,第一次建立了宏观尺度上的活体全脑连接图谱,为实现脑科学和脑疾病研究的源头创新提供了重要基础。

1999年7月,由遗传发育所牵头,我国参与了国际人类基因组计划,成为继美国、英国、法国、德国、日本之后的第6个参与国,也是唯一的发展中国家。2000年4月,我国提前完成了国际人类基因组计划1%基因组序列工作框架图,测定了第3号染色体短臂上3 000万个碱基序列,绘制了达到99.99%覆盖率的完成图,为我国生物资源基因组研究及参与国际生物产业竞争奠定了基础。

2000年,遗传发育所合作参加中国超级杂交水稻基因组计划。2001年10月,率先完成水稻(籼稻)基因工作框架图的绘制,并免费公布数据库。2002年12月,完成全球第一张农作物的全基因组精细图——籼稻基因组序列精细图的绘制,并研制成功世界第一个覆盖水稻全基因组的基因芯片,为保持我国在杂交水稻育种领域的国际领先地位奠定了基础。获2003年度中国科学院杰出科技成就奖。

2014年,动物所成功破译了飞蝗的全基因组序列图谱,这是迄今人类破译的最大动物基因组,揭示了飞蝗聚群行为调控以及表型可塑性遗传、表观遗传调控机制;同时围绕种群暴发成灾机制等难题,取得系列突破性进展。获2017年度中国科学院杰出科技成就奖。

9 《中国植物志》编研及生物多样性研究

2004年,中国高等植物资源的百科全书——《中国植物志》全部完成出版。该书由中科院(植物所、华南植物园、昆明植物所等)牵头,历经我国四代植物分类学家41年(1918—1959年)准备、45年(1959— 2004年)编研,全国80余家单位的312位作者和164位绘图人员通力协作完成。全书80卷126册,共5 000多万字,记载了中国维管束植物3 0 1科、3 4 0 8属、31 142种,包括9 080幅图版,是世界上已出版的规模最大、内容最丰富的植物志书。获2009年度国家自然科学奖一等奖。

《中国植物志》是植物学领域一项开拓性、创新性、系统性、基础性工程,是半个世纪以来中国植物学研究的标志性成果,具有重大学术价值,促进了我国植物学和生物学相关学科的发展,为陆地生态系统研究和植物资源开发利用提供了重要科学依据,对中国和全球生物多样性的可持续发展作出了重大贡献,并产生了深远影响。

此前,植物所牵头编写的《中国高等植物图鉴》和《中国高等植物科属检索表》,获1987年度国家自然科学奖一等奖;该所关于中国蕨类植物科属的系统排列和历史来源的研究成果,获1993年度国家自然科学奖一等奖。

在生物多样性调查、收集保藏和保护利用方面,中科院通过战略生物资源网络建设,完成了植物园体系、标本馆体系、生物遗传资源库以及生物多样性监测及研究网络等基础资源平台建设,建立了较完整的种质资源数据库和信息共享管理系统。昆明植物所牵头于2009年建成了中国西南野生生物种质资源库,收集稀有濒危种、特有种、有重要经济价值及科学价值的野生植物种子近8万份,种质资源保藏能力达到国际领先水平。发起中国植物园联盟,实施“本土植物全覆盖计划”,对我国生物多样性保护起到重要支撑。中科院战略生物资源网络建设及在此基础上开展的科学研究,对促进我国生物多样性保护、生物技术产业发展和应对国际生物资源竞争具有重要战略意义。

南京古生物所于1984年发现了澄江动物化石群,之后进行了长达17年、多达3万余块化石的大规模采集和综合研究,取得了一系列举世瞩目的成果,第一次生动再现了5.3亿年前海洋动物世界的面貌,为揭示“寒武纪大爆发”奥秘提供了科学依据。该成果被誉为“20世纪最惊人的科学发现之一”,获2003年度国家自然科学奖一等奖。

“金钉子”是全球年代地层划分对比的国际标准。截至2018年7月,在全球确定的60多个“金钉子”中,我国有11个,居全球之首,其中7个(长兴阶、排碧阶、吴家坪阶、赫南特阶、古丈阶、江山阶、乌溜阶)由南京古生物所完成。

古脊椎所基于多年持续的大规模野外调查和发掘,开展辽西热河脊椎动物群研究,取得了一系列重大发现和原创成果,丰富了人类对早白垩世陆地生态系统的认识,在脊椎动物许多类群的起源和系统演化研究方面具有重大意义。获2003年度中国科学院杰出科技成就奖,入选《时代周刊》 2007年度世界十大科技发现、《科学》 2014年度十大科学突破。

古脊椎所通过对8万—12万年前东亚地区最早的现代人化石的发现和研究,否认了现代人“非洲起源说”的部分观点,提出了现代人在东亚出现与扩散的新假说,为研究东亚人类演化规律提供了重要化石证据,将中国古人类演化研究推进到国际前沿水平。相关成果入选《自然》 2014年度十大科学事件。

第四纪环境领域是近年来全球变化研究的热点。地质地球所、地球环境所、寒旱所等单位,以黄土、冰川为古环境研究的重要载体,在第四纪地质学与环境研究中取得了一系列重要成果,为认识全球环境演变规律、理解现今环境变化原因、评估未来环境发展趋势提供了科学依据,处于国际地球科学前沿。

在第四纪黄土环境研究方面,中科院提出“新风成学说”,该学说基于中国黄土重建了250万年以来的气候变化历史,推动了地球环境科学发展,对黄土高原水土保持、植被重建、沙地治理等具有重要实践意义,为国家黄土高原综合治理提供了决策支撑。“黄土高原综合治理定位试验研究”获1993年度国家科学技术进步奖一等奖。

在第四纪冰川研究方面,中科院查清了我国第四纪冰川分布及特征,编绘了我国第四纪冰川分布图,突破了传统第四纪四次冰期学说,发展了国际第四纪冰川与环境变化研究科学理论,对未来水资源变化和环境演变及可持续发展具有重要意义。

12 东亚大气环流研究

大气环流研究是揭示大气运动规律、探索全球气候变化、进行气候预测和天气预报的重要途径。大气所、地球物理所对东亚大气环流运动规律进行了系统深入研究,原创性提出了气候突变概念,发现东亚和北美环流在过渡季节有急剧变化的现象,研究发现并证明了阻塞高压在持续异常天气预报中的重要性,揭示了东亚大气环流对中国气候的影响机理。获1987年度国家自然科学奖一等奖。

东亚大气环流研究为我国20世纪80年代建立数值天气预报模式奠定了理论基础。1980年,大气所与中央气象台等合作成立了“联合数值预报室”,将系列成果发展成为我国气象业务的主要模式;1982年,中央气象台按此模式首次作出72小时数值天气预报。

13 数学机械化方法与辛几何算法

20世纪70—80年代,系统所发展了中国传统数学的算法化思想,提出了用计算机证明几何定理的高效代数方法——“吴方法”,开创了数学机械化这一新兴交叉学科方向。这是目前符号求解代数与微分代数方程组最完整的方法之一,已应用于解决机器人运动学、智能CAD、视觉定位、数控最优插补、密码分析、物理规律自动发现、天体运行中心构形等数学交叉科学问题,标志着我国在自动推理研究领域达到国际领先水平。

哈密尔顿系统是表达一切守恒物理过程的数学形式,辛几何是哈密尔顿系统的数学基础。1984年,计算数学所提出了基于辛几何的哈密尔顿系统的计算方法,开创了这一计算物理、计算力学与计算数学相互交叉、渗透的新兴前沿领域,通过系统研究取得了一批奠基性原创成果,在国际上产生了重大影响,获1997年度国家自然科学奖一等奖。该算法已成为常微分方程和动力系统数值计算的主流研究方向,带来了科学和工程领域计算的革新,广泛应用于天体轨道演化、高能加速器设计、分子动力学模拟、数值天气预报、石油和天然气勘探、等离子体约束、计算量子化学等。

14 系列大型天文观测设施

大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜(LAMOST,又称“郭守敬望远镜”)坐落于国家天文台兴隆观测站,是大口径兼大视场的光学望远镜,其光谱获取率为世界最高。1997年立项,2001年开工建设,2009年通过验收,2011年10月开始光谱巡天。截至2018年6月,LAMOST对外发布1 000万余条天体光谱,成为世界上天区覆盖最完备、巡天体积和采样密度最大、统计一致性最好、样本数量最多的天文数据库。2018年8月发现目前已知锂元素丰度最高(约为同类天体的3 000倍)的奇特天体。国内外天文学家利用LAMOST数据在银河系的形成和演化、多波段天体交叉认证和星系物理等方面均取得了突破性进展。

500米口径球面射电望远镜(FAST,又称“中国天眼”)是具有我国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜。FAST利用贵州天然喀斯特洼地作为望远镜台址,由国家天文台牵头,2007年立项,2011年开工建设;2016年9月落成启用,入选《自然》当年度全球重大科学事件,获2017年度中国科学院杰出科技成就奖。截至2018年8月底,FAST已证实发现脉冲星44颗,其中首次发现的毫秒脉冲星于2018年4月得到国际认证,开启了中国射电望远镜系统发现脉冲星的新时代。

此外,由北京天文台牵头建设的太阳磁场望远镜、陕西天文台建设的长波授时台系统,同时获1988年度国家科学技术进步奖一等奖;由上海天文台牵头建设的1.56米天体测量望远镜,获1992年度国家科学技术进步奖一等奖;由中科院南京天文仪器研制中心牵头建设的2.16米天文光学望远镜,获1998年度国家科学技术进步奖一等奖;由上海天文台牵头建设的65米射电望远镜(又称“天马望远镜”)在我国探月工程及深空探测中发挥了重要作用。

一系列大型天文观测设施的建设运行,为我国乃至世界科学家探索宇宙奥秘提供了高水平观测手段和研究平台,提高了我国天文学的国际地位,对我国基础前沿科学研究、战略高技术发展和国际科技合作具有重要意义。

15 以北京正负电子对撞机为代表的大型加速器类装置

北京正负电子对撞机是我国改革开放以来建成的第一台国家重大科技基础设施。该装置由高能所牵头建设,1983年4月立项,1984年10月开工,1988年10月建成,1990年10月投入运行,被《人民日报》称为“我国继原子弹、氢弹爆炸成功、人造卫星上天之后,在高科技领域又一重大突破性成就”,使我国在国际高能物理研究领域抢占一席之地。工程建设获1990年度国家科学技术进步奖特等奖。北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ)于2004年开工,2009年5月通过验收,获2011年度中国科学院杰出科技成就奖、2016年度国家科学技术进步奖一等奖。

上海光源(SSRF)由上海应物所牵头建设,1998年3月立项,2004年12月开工,2010年1月通过验收。这是国际上性能指标领先的第三代同步辐射光源之一,也是我国已建成的规模最大的大科学装置。获2011年度中国科学院杰出科技成就奖、2013年度国家科学技术进步奖一等奖。

兰州重离子加速器(HIRFL)由近代物理所牵头建设,1976年11月立项,1979年12月开工,1989年11月通过验收,是亚洲能量精度最高的中高能重离子加速器,获1992年度国家科学技术进步奖一等奖。在兰州重离子加速器上扩建多用途的冷却储存环(CSR)工程于1997年6月立项,2000年4月开工,2008年7月通过验收,获2009年度中国科学院杰出科技成就奖。

合肥同步辐射光源(HLS)由中国科大牵头建设,1983年4月立项,1984年11月开工,1991年12月通过验收,是我国第一台以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源,获1995年度国家科学技术进步奖一等奖。二期工程于1997年4月立项,1999年5月开工,2004年12月通过验收。

中国散裂中子源(CSNS)由高能所牵头建设,2008年9月立项,2011年10月开工,2018年8月通过验收,是国内首台、世界第四台脉冲型散裂中子源,技术指标和综合性能进入国际同类装置先进行列,使我国在强流质子加速器和中子散射领域实现了重大跨越。

一系列大型加速器类大科学装置的建设运行,为我国物质科学、生命科学、材料科学、能源科学、环境和地球科学、地质考古学等众多学科前沿基础研究,以及微电子、微加工、石油化工、生物工程、医药和医疗诊治等领域高新技术研发提供了先进实验平台,支撑用户取得一批国际领先成果,为提升中国的综合科技实力作出了不可替代的重要贡献,带动和促进了相关产业发展。

二 面向国家重大需求(15项,不含专用领域) 16 载人航天与探月工程的科学与应用

中科院是中国载人航天与探月工程的发起者、组织者之一,是科学与应用目标的提出者和实施者,50余家院属单位承担了大量重要工程任务和多项协作配套任务,突破了大批关键核心技术,为工程实施提供了强有力科技支撑。

在载人航天工程中,由空间应用中心(原“空间科学与应用总体部”)牵头负责空间应用系统,在“神舟”系列飞船、“天宫一号”“天宫二号”“天舟一号”上共完成70余项空间科学与应用任务、560项有效载荷研制任务。持续创新发展了可见光、红外、高光谱成像和微波遥感技术,推动了我国空间对地观测技术的跨越发展;开创了我国系列化的生命科学、微重力流体和材料科学、基础物理、天文学等空间研究。2008年,首次实现了在轨二次释放卫星和对非合作目标的远距离逼近和精确绕飞。2016年,在“天宫二号”空间实验室任务中,完成三大科学领域的14项科学实验,其中空间冷原子钟将目前人类在太空的时间计量精度提高1—2个数量级,是空间量子科技领域发展的一个重要里程碑。“中国载人航天工程”“航天员出舱”“交会对接”(均含空间应用系统)分获2003年度、2009年度、2013年度国家科学技术进步奖特等奖、一等奖、特等奖。

在探月工程中,国家天文台等负责科学目标制定、地面应用系统、探测有效载荷、测控系统甚长基线干涉测量(VLBI)、工程配套载荷和关重件研制、科学数据研究等六大任务。2004年至今,圆满完成“嫦娥一号”“嫦娥二号”“嫦娥三号”工程研制和科学探测任务,突破地月数传链路、地月VLBI测定轨、有效载荷、科学探测数据处理方法等关键技术,取得了在国际上首次获取全月面亮温及其分布规律、发现“嫦娥三号”着陆区一种新的岩石类型并重构了月球雨海区地质演化历史等一系列重大原创成果,为探月工程作出了突出贡献。“绕月探测工程”“嫦娥二号工程”分别获得2009年度、2012年度国家科学技术进步奖特等奖。

在载人航天与探月工程中,中科院攻克了一系列技术难关,取得了一大批具有重大科学与应用价值的成果,为推动我国空间科学和空间应用发展、保障国家空间安全和战略利益作出了重要贡献。

17 北斗卫星导航系统系列卫星研制

北斗卫星导航系统是中国航天史上规模最大、系统建设周期最长、技术难度最复杂的航天系统工程,是我国自主建设、独立运行、与世界其他卫星导航系统兼容共用的全球卫星导航系统。中科院作为主要建设单位之一,微小卫星创新研究院、上海天文台、国家授时中心、武汉物数所和光电院等14个单位承担了北斗二号、全球系统试验卫星、北斗三号MEO全球组网卫星,引领我国先进卫星技术跨越发展,为北斗卫星导航系统全球组网作出了重要贡献。

在全球系统试验卫星任务中,中科院自主研制并成功发射了2颗新一代全球系统试验卫星,其中2015年3月30日发射了首发星。该成果获2017年度中国科学院杰出科技成就奖。

在北斗三号工程中,自主研制的4组8颗全球组网卫星分别于2018年1月12日、3月30日、8月25日和10月15日成功发射。星载原子钟等关键单机及器部件实现了国产化应用,并在高精度导航、定位、授时服务等方面提供可靠保障。该工程建设标志着北斗导航系统从区域走向全球,具有里程碑意义。

北斗卫星导航系统于2000年年底开始向中国及周边地区提供服务,2012年年底向亚太大部分地区提供服务,计划于2018年底服务“一带一路”沿线国家和地区,2020年完成全球组网,在交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、大地测量、智能驾考、救灾减灾、手机导航、车载导航等诸多领域产生广泛经济社会效益,并为国家安全提供有力保障。

18 空间科学实验系列卫星

自2011年开始,空间中心牵头、院内外众多单位协同参与实施中科院空间科学战略性先导科技专项,通过自主和国际合作科学卫星计划,在相关科学前沿领域实现一系列重大突破,并带动相关高技术发展。

2015年12月17日,暗物质粒子探测卫星“悟空号”成功发射。这是迄今世界上观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器,已成功获取国际上最高精度的电子宇宙射线能谱,并首次发现宇宙高能电子TeV拐点及其TeV以上的精细结构。

2016年4月6日,我国首颗微重力科学实验卫星“实践十号”成功发射,科学目标是研究揭示微重力和空间辐射条件下物质运动及生命活动规律,促进生命科学等基础研究和地面生物工程、新材料等高技术发展。该卫星返回舱于4月18日成功返回,完成的19项科学实验中15项为国际首次,取得一批重要研究成果。

2016年8月16日,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射,在国际上率先实现了千公里级星地双向量子纠缠分发、星地高速量子密钥分发、地星量子隐形传态等三大科学目标,标志着我国在量子通信领域跻身国际领先地位。

2017年6月15日,我国首颗硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”成功发射。该卫星是研究黑洞、中子星等致密天体前沿问题的重大空间科学项目,在2017年10月16日美国国家科学基金会宣布的首次发现双中子星并合产生引力波联合观测成果中发挥了不可或缺的作用。

此外,2016年12月22日,中科院还成功发射了我国首颗、世界第三颗全球二氧化碳监测科学实验卫星,该卫星可以每季度获取全球大气二氧化碳分布图和全球植被叶绿素荧光分布图,其获得的卫星数据向全球开放共享。该卫星为温室气体排放、碳核查等领域研究提供基础数据,为节能减排等宏观决策提供数据支撑,增加我国在国际碳排放方面的话语权。

19 深海科考和载人深潜器技术

“蛟龙号”载人深潜器是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器,也是目前全球下潜能力最深的作业型载人潜水器。声学所、沈阳自动化所分别完成了“蛟龙号”三大国际领先技术中的两项攻关任务(声学系统、控制系统),获2013年度中国科学院杰出科技成就奖。“蛟龙号”于2012年6月27日创造了最大下潜7 062米的中国载人深潜纪录,标志着我国载人深潜技术跻身世界先进行列,其研发与应用获2017年度国家科学技术进步奖一等奖。

2012年9月,海洋所建成“科学号”海洋科学综合考察船,具有全球航行能力及全天候观测能力,是我国综合性能最先进的科考船。以此为核心,构建了国际一流的深远海综合探测体系,显著提高我国深远海探测与研究能力,获2015年度中国科学院杰出科技成就奖。

2016年6—8月,深海所组织中科院深渊科考队在马里亚纳海沟挑战者深渊开展了我国首次综合性万米深渊科考活动,多型设备突破万米深度,获取大量万米深渊生物和环境样品,标志着中国深渊科考挺进万米时代。沈阳自动化所自主研发了万米级自主遥控水下机器人“海斗号”(2017年2月实现最大深度10 888米),成为继日本、美国之后第三个具备研制万米级无人潜水器能力的国家。

2017年,沈阳自动化所自主研发的“海翼号”水下滑翔机3次突破水下滑翔机的世界下潜深度纪录,最大下潜深度达6 329米,海上连续工作时间超过3个月,使我国成为继美国之后第二个具有跨季度自主移动海洋观测能力的国家。

声学所、沈阳自动化所和理化所参与研制、深海所牵头负责海试的“深海勇士号”是我国第二台拥有自主知识产权的深海载人潜水器,水下工作深度达4 500米,国产化率高达95%。2017年8—10月在南海成功进行了载人深潜工程试验。2018年3—6月,“深海勇士号”在我国南海围绕深海科学、深海考古、深海救援等多个应用场景开展了高频次、高强度及复杂海况条件下的下潜作业,取得了丰硕成果。

此外,从20世纪80年代开始,南海海洋所牵头,会同全国32个单位开展南沙群岛及其邻近海区的综合科学考察,获得水文、地质、生物及油气资源等大量数据和资料,在丰富发展我国热带海洋科学基础理论的同时,为维护我国南沙群岛主权与海洋权益提供了重要科学依据,对南海资源开发、环境保护和综合管理等具有重要应用价值。

深海科考和载人深潜器的关键技术突破,带动了我国海洋科学与技术的全面提升,实现了我国深海装备由集成创新向自主创新的跨越,为我国经略海洋和建设海洋强国提供了重要科技支撑。

20 量子通信与量子计算研究

在量子通信研究方面,中国科大在发展远距离量子通信网络技术上处于国际领先水平。2012年2月,建成国际上首个规模化的城域量子通信网络。2017年8月,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在国际上首次实现千公里星地双向量子纠缠分发、星地高速量子密钥分发、地星量子隐形传态;“天宫二号”成功实现了基于小型化终端的星地量子密钥分发。2017年9月,世界首条连接多个城市的量子通信“京沪干线”正式开通;同时,结合“京沪干线”和“墨子号”的天地链路,实现了世界首次洲际量子视频通信,标志着我国已构建天地一体化广域量子通信网络雏形。

在量子计算研究方面,中国科大在多粒子量子纠缠的制备与操纵上处于国际领先地位,从2004年开始始终保持着纠缠光子数目的世界纪录。2015年,在国际上首次成功实现多自由度量子体系的隐形传态,被英国物理学会评为当年度国际物理学十项重大突破榜首。多光子纠缠及干涉度量学研究成果获2015年度国家自然科学奖一等奖。2016年12月,在国际上首次实现十光子纠缠,再次刷新了光子纠缠态制备的世界纪录。2017年5月,自主研制成功世界首台基于单光子的量子计算机原型,实现了10个超导量子比特的纠缠,入选第四届世界互联网大会领先科技成果。2018年2月,联合阿里云开发的量子计算云平台上线,成为继IBM后全球第二家向公众提供10比特以上量子计算云服务的系统。2018年7月,在国际上首次实现18个光量子比特的纠缠,刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。

21 极大规模集成电路关键技术

上海微系统所历经30余年的努力,分别突破绝缘体上硅(SOI)和12英寸大硅片技术,先后成功研发出拥有核心自主知识产权的4—8英寸SOI和12英寸大硅片并实现产业化,制定了我国首部SOI技术企业标准,打破了国外技术封锁,跻身国际高端硅基材料市场,是我国硅集成电路技术和微电子材料的重大突破。获2006年度国家科学技术进步奖一等奖、2007年度中国科学院杰出科技成就奖。

微电子所牵头组织全国性产学研用联盟,通过7年攻关,先后突破22纳米高K介质/金属栅工程、14纳米FinFET器件、新型闪存器件、可制造性设计等关键技术,在关键工艺模块上形成较为系统的知识产权布局(专利2 406项,其中国际专利483项),并于2013年首次实现向大型制造企业的许可转让,进入产业化开发阶段,为我国纳米级极大规模集成电路产业技术升级提供了技术支撑。获2014年度中国科学院杰出科技成就奖。

1983年,计算所和院内外80多个单位共同研制的“七五七”工程千万次计算机通过鉴定,这是我国自行研究设计和试制的第一台大型向量计算机系统,获1985年度国家科学技术进步奖一等奖。

1995年,计算所突破了大规模并行处理的一些关键技术,研制成功曙光1000大规模并行机系统,获1997年度国家科学技术进步奖一等奖。2004年研制成功的曙光4000系列高性能计算机具有十万亿次浮点运算能力,使中国高性能计算技术和产业跻身世界前十,获2005年度中国科学院杰出科技成就奖。2008年研制成功的曙光5000A在第32届全球高性能计算机TOP500排行榜上继续位列第十。2010年研制成功的曙光“星云”是我国首台实测性能超千万亿次的超级计算机,排名世界第二。2009— 2016年,曙光系列超级计算机连续8年蝉联中国高性能计算机市场份额第一。

软件所长期致力于曙光、联想、神威、天河等一系列国产高性能计算机的软件研发,研制出新一代高性能共性基础算法库,发展了适用于大型异构环境的区域分解算法;突破了千万核规模下全隐式求解器设计关键技术,获2016年度国际高性能计算应用最高奖——戈登·贝尔奖和2017年度中国科学院杰出科技成就奖。

23 国产芯片与系统软件研发

2002年,计算所成功研制出我国首款自主研发的通用处理器芯片“龙芯1号”,标志着我国初步掌握了当代通用处理器芯片的关键设计技术。2003年,成功研制出我国首款64位通用处理器芯片“龙芯2B”;2009年,成功研制出我国首款多核通用处理器芯片“龙芯3A”。获2003年度中国科学院杰出科技成就奖。经过10余年的研发,“龙芯”已经形成了嵌入式应用、桌面应用、服务器等3个产品系列,应用于北斗导航卫星、党政办公、数字电视、教育、工业控制、网络安全和国防等重要领域。

近年来,该所研制出国际上首个深度学习处理器芯片——“寒武纪”,相对通用处理器等传统芯片可提升智能处理能效100倍以上,应用于华为Mate10、荣耀V10和P20等数千万部手机上。2016年11月,入选第三届世界互联网大会领先科技成果。2016年,孵化出世界首个人工智能芯片独角兽公司。

1983年,软件所基于时序逻辑的软件工程环境的理论与设计研究,提出了世界上第一个可执行时序逻辑语言XYZ/E,可支持软件开发的全过程,获1989年度国家自然科学奖一等奖。

1985年,计算所孵化的联想集团成功研制联想式汉字微型机系统LX-PC,获1988年度国家科学技术进步奖一等奖;1990年,成功开发出联想ELSA486/50微机及测试系统,获1992年度国家科学技术进步奖一等奖。

24 机器人与人工智能技术

1995年,沈阳自动化所牵头研制出6 000米级无缆自治水下机器人(CR-01),1995年、1997年两次赴太平洋开展调查工作,使我国具有了对除海沟以外绝大部分海域进行详细探测的能力,相关技术与能力跻身世界前列,获1998年度国家科学技术进步奖一等奖。

2012年,沈阳自动化所自主研制出中国首台6 000米无人无缆潜器(AUV)“潜龙一号”,具有自动定向、定深、定高、垂向移动、横向运动、位置和路径闭环控制、水面遥控航行等功能。2014年,“潜龙二号”研制成功,具有高智能自主避障能力和稳定航行控制能力,标志着我国水下自主机器人技术达到国际先进水平。

沈阳自动化所工业机器人技术成功实现产业化,新松公司移动机器人市场份额持续保持全球第一。近年来,还开发了极地科考冰雪面移动机器人、旋翼飞行机器人、纳米操作机器人、超高压线巡检机器人、反恐防爆机器人等特种机器人。

合肥研究院2013年研制的我国首台全尺寸人形救援机器人“愚公”,具备复杂环境下自主行走和多任务作业能力,达到国际先进水平。

1999年,自动化所孵化的汉王科技公司研发出国际上第一个大字符集手写汉字输入系统——汉王形变连笔的手写汉字识别方法与系统,获2001年度国家科学技术进步奖一等奖。

自动化所等研发的虹膜识别技术、人脸识别技术、语音识别技术、智能视频监控技术、分子影像技术等得到广泛应用,人工智能(AI)程序“CASIA-先知1.0”、仿生机器鱼高效与高机动控制等在特定领域得到重要应用。

计算所1992年研制出智能型英汉机器翻译系统IMT/ EC(IMT/863),获1995年度国家科学技术进步奖一等奖,为我国机器翻译技术进入国际市场开辟了道路。

科大讯飞公司在智能语音与人工智能核心技术领域居国际领先水平,多次在国际顶级比赛和权威评测中刷新世界纪录,在美国《麻省理工科技评论》 2017年“全球最聪明50家公司”榜单中位列第六。

在核聚变领域,合肥研究院自主设计、建设、运行了世界上首台全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置(EAST,俗称“小太阳”),为世界稳态近堆芯聚变物理和工程研究搭建了重要实验平台。1998年7月立项,2000年10月开工,2007年3月通过验收。2017年7月3日,EAST获得超过100秒的完全非感应电流驱动(稳态)高约束模等离子体,成为世界首个实现稳态高约束模运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置,其科学研究成果为国际热核聚变实验反应堆(ITER)长脉冲高约束运行提供了实验支持,为我国下一代聚变装置——中国聚变工程实验堆(CFETR)的设计和预研奠定了基础。EAST的建设运行使我国托卡马克研究走向世界前沿,成为该领域国际上最重要的研究中心之一。获2007年度中国科学院杰出科技成就奖、2008年度国家科学技术进步奖一等奖、2013年度国家科学技术进步奖一等奖。

在核裂变领域,2011年,近代物理所牵头开展加速器驱动系统(ADS)关键核心技术研究,2016年在国际上首次提出加速器驱动先进核能系统方案并建成样机,集安全处理核废料、增殖核燃料和产能于一体,可将铀资源利用率由目前不到1%提高到95%以上,处理后核废料量不到乏燃料的4%,放射寿命由数十万年缩短到约500年。近年来,上海应物所牵头建成钍基熔盐堆(冷)实验研究基地,实现钍铀循环、堆本体工程设计、系列高温熔盐回路、安全与许可等原型系统与一系列关键技术突破,引领国际钍基熔盐堆研发,并为建设实验堆奠定了科技基础。

26 超强激光技术及装置

超强超短激光被认为是人类已知的最亮光源,能在实验室内创造出前所未有的超强电磁场、超高能量密度和超快时间尺度综合性极端物理条件,在台式化加速器、阿秒科学、超快化学、材料科学、激光聚变、核物理与核医学、高能物理等领域有重大应用价值。

2002年,上海光机所突破光学参量啁啾脉冲放大超强超短激光新原理系列关键科学技术,获得峰值功率高于国际同类研究一个量级的16.7太瓦激光输出,获2004年度国家科学技术进步奖一等奖。2011年,物理所采用高对比度啁啾脉冲放大技术,在国际上首次利用飞秒钛宝石放大激光装置获得大于1拍瓦的峰值功率。2013年和2016年,上海光机所相继研制成功创当时世界最高激光峰值功率纪录的2拍瓦和5拍瓦激光系统。2017年率先实现10拍瓦激光放大输出,引领超强激光科学国际前沿。

自20世纪60年代以来,作为我国激光惯性约束聚变(ICF)装置研究的发源地和核心团队,上海光机所先后完成了神光Ⅰ、神光Ⅱ系列高功率激光装置建设,为高能密度物理前沿研究和国家战略高技术发展提供了核心战略支撑。1986年建成的神光Ⅰ装置(激光12号实验装置),标志着我国ICF五位一体实验研究的重大突破,获1990年度国家科学技术进步奖一等奖;2001年建成的神光Ⅱ装置和2005年成功研制国内唯一的多功能探针系统;2017年通过验收的神光驱动器升级装置成为我国ICF研究核心快点火与先进闪光照相能力综合研究平台。

27 高精度衍射光栅制造技术和大口径碳化硅反射镜

衍射光栅是一种具有纳米精度周期性微结构的精密光学元件,是各类光谱仪器的“心脏”,在天文学、光通信、激光器、信息存储、惯性约束激光核聚变等众多领域中有重要应用。将光栅做大做精是世界性难题,而光栅刻划机作为制作光栅的母机,被誉为“精密机械之王”。长春光机所经过多年努力,突破一系列关键核心技术,于2016年11月自主研制成功大型高精度衍射光栅刻划系统,并成功刻划出世界最大面积的中阶梯光栅(400毫米×500毫米),解决了我国光谱仪器“有器无心”的问题,打破了国外垄断和封锁,提升了我国光谱仪器产业迈向高端和拓展国际市场的能力。

大口径光学反射镜是高分辨率空间对地观测、深空探测和天文观测系统的核心元件,碳化硅(SiC)陶瓷材料是国际公认的高性能反射镜材料,我国完全依赖进口,长期受制于人。长春光机所完成了国际公开报道中最大口径4米的碳化硅非球面反射镜制造——碳化硅镜坯制备、非球面加工检测以及改性镀膜,核心制造设备和制造工艺具有自主知识产权,并于2018年8月通过验收。该成果标志着我国在大口径光学制造领域取得重大技术突破,形成大口径系列反射镜研制能力,对我国基础研究、防灾减灾、公共安全、国防安全等具有重要战略意义。

28 青藏高原科学考察研究

被誉为世界屋脊、亚洲水塔、地球第三极的青藏高原,是我国重要的生态安全屏障、战略资源储备基地,是中华民族特色文化的重要保护地,对于研究地球与生命演化、全球气候变化和人类可持续发展具有重大意义。

在20世纪60年代珠穆朗玛峰等地区综合科学考察的基础上,1973—1980年,中科院自然资源综合考察委员会联合全国近80个单位的上千名专家,开展了全面、系统的第一次青藏高原综合科学考察,积累了大量第一手科学考察资料,在青藏高原隆起及其对自然环境与人类活动影响等多个方面取得了开创性成果,填补了青藏高原研究空白,确立了我国在青藏高原综合科学研究方面的世界领先地位,也为青藏高原生态保护和经济社会发展提供了科学依据。获1987年度国家自然科学奖一等奖。

此后,中科院相关单位陆续组织开展了横断山(1981—1986年)、喀喇昆仑山—昆仑山(1987— 1992年)、可可西里(1989—1990年、2005年)、珠穆朗玛峰(2005年)、西昆仑古里雅冰帽(2015年)等多次大规模综合科学考察。

2017年8月,青藏高原所牵头发起第二次青藏高原综合科学考察研究,聚焦水、生态、人类活动,通过长期大尺度定位监测和大规模系统深入调查,创新考察研究的技术、手段和方法,对青藏高原的水、生态、人类活动等环境问题进行研究,揭示青藏高原环境变化机理及其对人类社会的影响,将对推动青藏高原可持续发展、优化生态安全屏障体系、推进国家生态文明建设、促进全球生态环境保护产生重要和深远的影响。

29 青藏铁路工程冻土路基筑路技术与示范工程

举世瞩目的青藏铁路工程对促进区域经济社会发展和民族团结、保障国家战略安全具有重大意义。冻土路基融沉和有效保护多年冻土是青藏铁路建设面临的最大难题。

寒旱所通过气候变化-冻土-工程-环境的综合研究,创造性地提出了冷却路基、降低多年冻土温度的设计新思路,并开展工程技术措施集成研究和工程示范,为铁路建设提供了科学依据和设计参数;提出动态反馈设计新理念,实现了工程设计从静态向动态的转变;构建了青藏铁路多年冻土工程稳定性的长期监测平台,支撑保障青藏铁路长期运营和维护。

该系列研究成果全面提升了我国多年冻土区筑路技术水平,有效解决了青藏铁路工程建设的重大技术难题,对冻土地区工程建设与环境演化研究也有重要指导意义和广泛应用价值,具有显著的经济社会效益。获2005年度中国科学院杰出科技成就奖、2017年度国家科学技术进步奖一等奖。“青藏铁路工程”获2008年度国家科学技术进步奖特等奖。

30 地球深部资源探测理论、技术与装备

在矿床地球化学方面,地化所先后对我国重要的17个矿种的250个层控矿床开展了系统研究,论证了层控矿床的概念、术语、成矿方法和成矿机理,提出了符合我国地质情况的层控成矿理论。获1987年度国家自然科学奖一等奖。

在深部资源探测理论方面,地质地球所建立了“华北克拉通破坏”理论体系,发展了板块构造理论和地磁极性转换场形态学理论,引领了大陆演化研究,提升了我国固体地球科学研究的国际地位;揭示了华北中生代大规模成矿与克拉通破坏的内在联系,提出了成矿预测新模型,为我国深部资源探测提供了科学依据。获2014年度中国科学院杰出科技成就奖。

在深部资源探测技术和装备方面,地质地球所研发了具有自主知识产权的高性能磁场传感器和地面电磁探测系统,提出了短偏移瞬变电磁勘探方法,解决了相关配套材料和工艺问题,使主动源电磁探测深度从几百米拓展到几公里,可大范围实现大深度、高精度、快速度、低成本探测。获2015年度中国科学院杰出科技成就奖。

近年来,地质地球所牵头研制出卫星磁测载荷、航空超导全张量磁梯度测量装置、航空瞬变电磁勘探仪、探矿重力仪、多通道大功率电法勘探仪、金属矿地震探测系统、深部矿床测井系统、组合式海底地震探测装备等8套装备,关键技术填补国内空白,多项技术指标达到国际水平,部分装备打破国外垄断,支撑我国“向地球深部进军”。

三 面向国民经济主战场(10项) 31 黄淮海科技会战和渤海粮仓科技示范工程

20世纪70—80年代,中科院组织院内外众多科研单位和上千名科技工作者,在京津冀鲁豫皖苏等五省二市,针对旱、涝、盐碱等多种自然灾害造成粮食产量长期低而不稳等情况,创建了黄淮海平原中低产地区农业综合治理模式,经过20余年的科技攻关与生产实践,改造中低产田1 378万亩,使粮食亩产由194公斤上升到1 000公斤,农业生态环境、农业生产条件得到极大改善,农民生活水平明显提高。“黄淮海平原中低产地区综合治理的研究与开发”获1993年度国家科学技术进步奖特等奖。

在此基础上,2013年,中科院与科技部联合冀鲁辽津等省市,启动实施了“渤海粮仓科技示范工程”,针对环渤海低平原区淡水资源匮乏、盐碱荒地制约粮食生产和现代农业发展问题,重点突破土、肥、水、种等关键技术,集成构建不同类型区粮食增产技术体系,建立规模化示范区,取得一系列重大进展和成果。2013—2017年累计推广8 016万亩,实现增粮105亿公斤,节水43亿立方米;预计到2020年,实现年增产50亿公斤。

在黄淮海平原中低产地区农业综合治理和渤海粮仓科技示范工程中,中科院作为组织者和先锋队发挥了重要的核心骨干和引领示范作用,为提升我国现代农业科技水平、保障国家粮食安全作出了重大贡献。

32 煤炭清洁高效利用核心技术和工业示范

山西煤化所自主研发了高温铁基浆态床煤炭间接液化技术,关键技术指标国际领先,获2005年中国科学院杰出科技成就奖。以该技术为核心建设的首批3个百万吨级产业化示范项目取得了重大进展,神华宁煤400万吨/年和内蒙古伊泰杭锦旗100万吨/年煤炭间接液化项目已分别成功地实现了满负荷和超负荷运行;山西潞安100万吨/年煤炭间接液化示范项目也已投产出油,正在向满负荷运行迈进。该技术成功实现规模化工业示范和推广应用,标志着我国掌握了世界领先的百万吨级煤炭间接液化工程的工业核心技术。

大连化物所开发出具有自主知识产权的甲醇制取低碳烯烃(DMTO)成套工业化技术,甲醇转化率近100%,低碳烯烃选择性达90%,处于世界领先水平。2010年8月8日,应用该技术的世界首套180万吨煤基甲醇制60万吨烯烃工业装置(神华包头)开车成功,实现了世界上煤制烯烃工业化零的突破。获2011年度中国科学院杰出科技成就奖、2014年度国家技术发明奖一等奖。截至2017年年底,DMTO技术已许可24套装置,烯烃产能1 388万吨/年(约占全国1/3);投产运行12套装置,烯烃产能646万吨/年。该所煤经二甲醚羰基化制乙醇(DMTE)技术于2017年1月在陕西延长成功进行了10万吨/年工业示范,该技术还可利用炼焦厂或钢厂尾气生产无水乙醇。

2016年,大连化物所突破了90多年来煤化工领域高水耗、高能耗的水煤气变换模式,开创了煤基合成气一步高效生产烯烃新路线,从原理上创立了一条低耗水的煤转化新途径。

2008年,福建物构所世界首创万吨级一氧化碳气相催化合成草酸酯和草酸酯催化加氢合成乙二醇(煤制乙二醇)成套技术,在内蒙古通辽市成功实现了世界首套20万吨/年煤制乙二醇工业示范装置,改变了我国乙二醇原料长期依赖进口的局面,获2009年度中国科学院杰出科技成就奖。已技术许可6套装置并建成投产运行,形成120万吨产能。

煤炭清洁高效利用核心技术和工业示范,提升了我国新型煤化工领域的研究水平,突破了一批战略性关键技术,在若干方向上占据了国际技术制高点,为企业转型、产业升级和战略性新兴产业发展提供了关键技术支撑,对我国发挥煤炭资源优势、缓解石油资源紧张局面、保障能源安全、保护生态环境具有重要战略意义。

33 非线性光学晶体研究及装备研制

福建物构所相继于1979年和1986年发明出新型非线性光学晶体——低温相偏硼酸锂(β–BaB2O4,简称BBO)和三硼酸锂(LiB3O5,简称LBO)。BBO是世界上第一个具有实用价值的紫外非线性光学晶体,LBO是可见与紫外光区频率变换特别是大功率器件应用的首选晶体,在科学研究以及精密加工、信息通信、医疗、半导体等行业具有广阔应用空间。LBO获1991年度国家技术发明奖一等奖。BBO与LBO晶体材料及元器件研制打破了国外垄断,以该技术为核心孵化出的福晶科技公司,长期保持全球最大非线性光学晶体和激光晶体制造商地位。

理化所经过20余年的努力,在深紫外非线性光学晶体及激光技术方面实现突破,在国际上率先突破非线性光学晶体KBBF(KBe2BO3F2)大尺寸生长技术和精密化、实用化深紫外全固态激光技术,研制出多个系列的实用化、精密化深紫外全固态激光源,并与物理所、大连化物所、半导体所等单位合作研制成功一系列国际首创/领先的深紫外激光前沿科学装备,构建了“晶体—光源—装备—科研—产业化”的完整创新链,标志着我国成为世界上唯一能够制造实用化、精密化深紫外固态激光器的国家。

1984年,金属所在钛镍钒急冷合金中发现具有5次对称的二十面体准晶,有力地论证了准晶的存在,打破了固体材料传统的晶体和非晶体分类标准,为物质微观结构及材料研究打开了全新的研究领域。获1987年度国家自然科学奖一等奖。该成果及后续有关研究工作为推动航空航天准晶热障涂层、太阳能选择性吸收薄膜、准晶复合材料、准晶热电材料等新材料研发及应用积累了理论基础。

34 干细胞与再生医学研究

2009年,动物所以合作方式,首次利用诱导性多能干细胞(iPS细胞),通过四倍体囊胚注射得到存活并具有繁殖能力的小鼠,在世界上第一次证明了iPS细胞的全能性,为进一步研究iPS技术在干细胞、发育生物学和再生医学领域的应用提供了技术平台。获2013年度中国科学院杰出科技成就奖。此后,该所还率先建立哺乳动物孤雄和孤雌单倍体胚胎干细胞系,并形成具有国际优势的功能基因筛选和研究的技术体系;发现孤雌单倍体干细胞经过基因组印记修饰后可以替代精子,建立了“同性生殖”新方法等。

2012年,广州生物院用尿液上皮细胞诱导产生神经干细胞,为神经类疾病的治疗提供了新途径。

2016年,分子细胞科学卓越创新中心成功利用转分化技术构建肝细胞,开发出新型生物人工肝,治疗并挽救10多例肝衰竭病患,并实现产业转化。

遗传发育所于2015年起利用神经再生胶原支架结合细胞移植治疗脊髓损伤获得良好效果;2013—2018年利用干细胞结合胶原支架材料治疗子宫内膜损伤和卵巢早衰获得成功,有望成为女性生殖系统疾病的有效疗法。

上海药物所创新性地研制出丹参多酚酸盐及其粉针剂,于2005年5月获得新药证书和生产批件,被中国制药行业评为最具市场竞争力医药品种。2006年投产以来,累计销售收入超过200亿元,惠及1 500万名以上患者,对我国中药现代化具有示范带动作用。获2013年度中国科学院杰出科技成就奖。

2009年,上海药物所历时10余年自主研发出我国第一个具有自主知识产权的国家一类氟喹诺酮类抗菌新药——盐酸安妥沙星,显著提高了抗菌活性和代谢性质,打破了我国长期依靠仿制药的局面。

经过20多年的努力,2018年7月17日,上海药物所合作研发的甘露寡糖二酸(GV-971)完成临床三期试验,治愈效果明显,标志着我国具有自主知识产权的治疗阿尔茨海默病新药取得重大突破。GV-971新颖的作用模式与独特的多靶作用特征,颠覆了世界医学界对阿尔茨海默病发病机理的传统认识,为阿尔茨海默病药物研发开辟了新路径。

1986年,成都生物所研制出预防和治疗冠心病、心绞痛的纯中药制剂——地奥心血康。1988年被列为国家级新药。依托该成果创办的中科院成都地奥制药集团有限公司是首届全国高新技术百强企业之一。2012年3月14日,地奥心血康胶囊在荷兰上市,成为我国首个在欧盟注册上市的具有自主知识产权的治疗性药品。

2014年,上海有机所研发出肿瘤免疫靶向小分子抑制剂(IDO)——吲哚胺2, 3 -双加氧酶,可用于治疗前列腺癌、胰腺癌、乳腺癌、胃癌等多种肿瘤疾病。2017年9月,以4.57亿美元向国内生物制药企业转让许可。

36 远缘杂交与分子育种研究

遗传发育所历经50多年不懈努力,通过系统的远缘杂交研究,培育出小麦与偃麦草远缘杂交的“小偃”系列小麦新品种,为小麦染色体工程育种开辟了一条新途径。其中“小偃6号”不仅推广面积大、时间长,又是我国小麦育种最重要的骨干亲本之一,已衍生出高产优质小麦品种80余个。该所2006年通过国家审定的小麦品种“科农199”,成为黄淮麦区的主栽品种之一。

该所经过10余年攻关,综合运用基因组学、计算生物学、系统生物学、合成生物学等手段,创建新一代水稻超级品种培育的系统解决方案和育种新技术。在理论上深度解析了水稻耐寒性、杂种优势、广谱抗病与产量平衡等方面的分子机制;培育出适应东北稻区和长江中下游稻区等多个不同生态区的水稻模块新品种,如“中科804”“中科902”“嘉优中科”系列等,实现了水稻优质高产多抗的协同改良。该成果标志着我国初步建立起分子模块育种技术新体系,在现代育种理论研究和新一代设计型品种培育方面走在世界前列,是继农业“绿色革命”和杂交水稻后的第三次重大突破。获2013年度中国科学院杰出科技成就奖、2017年度国家自然科学奖一等奖。

37 海洋生态牧场研究与示范

针对我国近海渔业资源严重衰退、海洋生态环境严重恶化等突出问题,海洋所从20世纪70年代开始,提出在近岸海域实施“海洋农牧化”的创新思路,在山东胶州湾和广东大亚湾进行了试验示范,重点围绕鱼类、对虾、海参、贝类、藻类等优势水产经济种类,开展优质新种质创制与健康养殖技术研发,建立海湾型、岛礁型等可复制、可推广的海洋生态牧场模式,为实现渔民增收、渔业增效、产业升级提供技术和装备支撑。其中,“海湾扇贝引种、育苗、养殖研究及应用”获1990年度国家科学技术进步奖一等奖。

在此基础上,该所持续创新海洋生态环境构建关键技术与设施,制定了海洋生态牧场建设标准,实现了海洋生态环境从局部修复到系统构建的发展、生物资源从生产型修复到生态型修复的发展、资源环境从单一监测评价到综合预警预报的发展。2015—2017年,在大连、唐山、烟台、日照等地建设了5个海洋生态牧场示范区,应用示范推广面积达45.6万亩,生态环境显著改善,生态系统更趋稳定,核心区多保持在一类水质,经济生物种类增加29%—46%,资源量增加2倍以上,渔户平均年收入由5万元提高到11万元,经济效益突破55亿元,推动了海洋渔业的技术革新、产业升级和可持续发展。

长期以来,中科院秉持创新为民、科技报国理念,积极发挥科技和人才优势,开展地震、洪涝、滑坡、泥石流、干旱、沙尘暴、火灾、赤潮等自然灾害遥感监测和防治技术研发,提出一系列防灾减灾理论与方法,研制出一批救灾急需的高端设备,发挥了重要科技支撑作用,为国家和区域防灾救灾重大决策提供了科学、及时的智库支持,为保障人民生命财产安全作出了积极贡献。

在2008年四川汶川地震、2010年青海玉树地震和甘肃舟曲泥石流灾害、2013年四川雅安地震、2014年云南鲁甸地震等灾害中,遥感地球所、成都山地所、地理资源所、上海微系统所、心理所等20多家单位,利用卫星和航空遥感监测技术、无人机等灾害监测装备、应急能源、无线应急通信设备、搜救机器人、地理信息数据和演示系统、防病防疫、低成本医疗、应急饮水设备、心理救助、资源环境承载能力评价等方面的科技积累和技术人才优势,在应急救灾、灾害排查、次生灾害防治、灾后恢复重建等方面,提供了重要的技术支撑保障和决策咨询服务。

39 中国生态系统研究网络

1988年以来,中科院整合有关研究所野外观测研究站,建立了中国生态系统研究网络(CERN),旨在通过对全国不同区域和不同类型生态系统的长期监测与试验,结合遥感与模型模拟等方法,研究我国生态系统的结构与功能、过程与格局的变化规律,开展生态系统优化管理与示范,提高我国生态学及相关学科研究水平,为我国生态与环境保护、资源合理利用和国家可持续发展及应对全球变化等提供长期、系统的科学数据和决策依据。

经过30年建设发展,CERN已成为集生态系统动态监测、科学研究、技术示范、科技咨询和科普教育为一体的国家科技平台,包括44个生态站、5个学科分中心和1个综合研究中心,积累了大量监测和实验数据,取得了一系列研究成果,推动了我国生态环境领域科技进步和生态文明建设。获2012年度国家科学技术进步奖一等奖。

沙漠所沙坡头沙漠试验研究站始建于1955年,是中科院最早建立的野外长期综合观测研究站。基于大量监测和试验,研究提出了“以固为主、固阻结合”的沙区铁路防护体系模式,保障了穿越流动沙丘的包兰铁路建设和顺利运行,并得到广泛推广。“包兰线沙坡头地段铁路治沙防护体系的建立”获1988年度国家科学技术进步奖特等奖。沙坡头沙漠试验研究站于1992年加入CERN,2006年成为国家野外科学观测研究站。

40 地域空间开发和功能区划研究

20世纪中期开始,地理所(现“地理资源所”)和南京地理所主持开展了我国综合农业区划工作,1981年编制出我国第一部《中国综合农业区划》,首次全面、系统地论述了我国农业资源特点、生产状况以及农业区划方案,为我国农业生产结构和布局的宏观决策提供了重要的科学依据,为我国后续农业区划工作奠定了理论和实践基础。获1985年度国家科学技术进步奖一等奖。

1984年,地理资源所提出了我国社会经济空间组织的“点-轴系统”理论及国土开发与经济布局的“T型”空间构架,科学反映了我国经济发展潜力的空间组合框架,1987年被写进《全国国土规划纲要》。此后,该所创建了地域功能理论和主体功能区划技术规程,研编出我国首部全国主体功能区划方案,被纳入国家规划并提升为国家战略和基础制度,获2009年度中国科学院杰出科技成就奖。2015年,该所利用创建的区域资源环境承载能力系列研究方法和预警模型,首次对全国区域可持续发展状态进行了诊断。上述成果对推动我国国土空间治理体系和治理能力现代化、促进生态文明建设起到重要作用。

巡检机器人正在鹏城变电站内执行巡检工作。

见圳客户端·深圳新闻网2020年8月20日讯晶报记者 刘羚/文、图)有机器人巡检的变电站、路网实时监测全覆盖的高速公路、无人作业的集装箱码头……在5G技术的加持下,人力资源释放、路况实时智能监控等都不再是难事。随着深圳实现5G独立组网全覆盖,深圳各企业纷纷抢占5G发展机遇,布局打造5G发展新业态。

8月18日,晶报记者分别来到深圳市特区建设发展集团有限公司、南方电网鹏城变电站、招商港口妈湾智慧港、创维集团等企业,探访深圳企业在5G场景建设及应用方面取得的最新进展及成效。

实现5G全覆盖的“智慧高速”

通过“多功能智能杆+5G基站”方式,创新高速公路5G建设模式,仅用45天时间,沿江高速被建设成为全国首条以多功能智能杆为载体实现5G全覆盖的智慧高速。在5G多功能智能杆媒体见面会上,深圳高速运营发展有限公司总经理杨鹏告诉记者,广深沿江高速公路是粤港澳湾区内最主要的高速公路之一,连接广州、深圳、东莞,通过多功能杆方式实现5G信号全覆盖后将充分发挥各地产业优势,协同产业发展,共同推动中国特色社会主义先行示范区和粤港澳大湾区双区建设。

据了解,该项目共建设93根多功能杆,将根据需求分别搭载智慧照明、交通监控、应急广播、气象监测等智能硬件,融合5G、边缘计算、云边端等新基建属性的智慧高速示范应用,创新5G全息动态数字公路实践,实现全要素路网监测、精细化道路养护及运维、全流程应急指挥优化、实时交通在线仿真、全通道全路网协同诱导管控及智慧信息服务等场景化功能。

5G赋能电网巡检速率提升270%

“一份有1330个检查项目的巡视表单,人工巡视原本需要3天时间,依靠‘5G+人工智能’只需要1小时。”南方电网深圳供电局有关负责人告诉记者,5G技术的应用已经渗透到电网领域,在“5G+智能电网”生态圈,鹏城变电站就是其中一个5G集中应用示范点。

据了解,鹏城变电站日常负载约占深圳电网的20%,是滇西北直流工程落地后将电能送至深圳的重要枢纽变电站,以往大量的设备巡视、操作等工作都需人工现场完成,工作负担较为沉重。

而如今在5G赋能之下,工作人员只需在电脑上轻轻一点,变电站内的巡检机器人瞬间就自如地工作起来。只见它沿着设定的轨迹缓缓前进,头部摄像头不时转动,对设备上的开关、压板、指示灯、仪表等进行识别和读数,高清视频图像信息就回传至指挥中心,所需时间低至1毫秒,快到“无感”,电网设备巡检效率得以提升270%。

据介绍,不止设备巡视,在鹏城变电站内,设备操作也升级为程序操作,由人工智能确认操作后的设备状态,不仅更加安全可靠,还省去运行人员反复往返控制室、设备场地的麻烦;安全监护也不再采取“人盯人”的方式,5G摄像头可识别并记录不在规定区域内作业等违规行为,并通过定位手环发出震动提醒,确保工作人员人身安全……

“像巡检机器人、5G摄像头等智能设备,鹏城变电站一共有1036个。‘新基建’的确释放了新动能,变电运行人员的工作发生了翻天覆地的变化。”鹏城变电站站长谢志毅表示。

“5G+智慧港口”引领行业新标准

记者来到招商港口妈湾智慧港发现,港口码头岸边的岸桥均已实现远控自动化操作,据有关负责人介绍,在5G技术加持下,每个岸桥均装有22个高清摄像头,可以把操作视频画面实时高清回传至远程操控中心,工作人员无需再爬上50多米高的司机室,可在一公里远的中控室进行远程操控码头作业,妈湾智慧港实现智能化改造,既节省人力,也提高效率。

据悉,目前,妈湾智慧港已实现传统码头的升级改造工作,将5G、自动驾驶、AI、工程机械远程控制等多种技术融为一体,接下来,港口将继续推进运营管理智能化建设,实现港口运作智能化、港航管理智慧化,打造世界一流智慧港,实现在自动化、智能化方面引领行业新标准。

让茶几充当“家庭管家”

在创维集团总部展厅内,记者发现,只要工作人员一声令下,电视能够自动开机、窗帘可以自动拉起、灯光可以自动变暗,据介绍,这一切功能的实现都是得益于5G技术应用及网络连接。

记者了解到,创维集团“5G+智能人居系统”以5G技术及网络为依托,通过智能人居控制中心(智控茶几形态),可承担家电管家、家庭娱乐、教育互动、冷柜(冰吧)、智能音响等多项“任务”。通过搭载5G通信模组连接5G网络,该智控中心产品可有效解决目前智能家居中常见的网络卡顿、设备掉线等体验不友好的难题,演绎便捷、舒适且乐趣的未来智能生活。据悉,该项目是“智能家居”场景下的唯一项目,于日前在深圳市“点亮深圳,5G智慧之城发布会”上获5G行业应用示范项目授牌。

市级有关单位,各区、县(市)经信、发改部门:

现将《杭州市人工智能产业发展“十四五”规划》印发给你们,请结合实际,认真组织实施。

杭州市人工智能产业发展“十四五”规划

新一代人工智能作为新一轮科技和产业变革的核心驱动力,已成为当今经济发展新引擎和国际竞争新焦点。人工智能产业具有科技含量高、产业链长、产业集群丰富、市场空间大的特点,是影响城市经济结构、智慧治理、社会变革的重要力量,将为杭州实施数字经济“一号工程”2.0版、深入推进数字化改革、高水平打造“数智杭州·宜居天堂”、奋力展示“重要窗口”的“头雁风采”提供新的推动力。

杭州坚持把发展新一代人工智能作为建设全国“数字经济第一城”和“数字治理第一城”的重要领域,成功获批建设国家人工智能创新应用先导区和新一代人工智能创新发展试验区,产业发展取得了明显实效。

1.综合实力位居前列。杭州人工智能产业发展具有较强的综合实力和竞争优势,覆盖了基础层、技术层和应用层,形成了从核心技术研发、智能产品制造到行业智能化应用的完整产业链,根据浙江省统计口径,2020年全市人工智能产业营业收入1557.57亿元,占全省57.83%。全市拥有人工智能上市企业43家、独角兽企业7家、准独角兽企业30家,阿里云、蚂蚁集团、海康、大华、网易等5家企业营业收入百亿元以上。根据赛迪顾问发布的人工智能综合实力百强企业名单,杭州凭借阿里巴巴、海康威视、蚂蚁集团在前十强中占据3席,占比全国第一。根据中国新一代人工智能发展战略研究院发布的《中国新一代人工智能科技产业区域竞争力评价指数(2020)》,杭州位居第四,处于第一梯队。根据知名咨询机构德勤发布的《中国人工智能产业白皮书》,杭州人工智能专利数和算力分别居全国第二、第三,智能生活和智能城市管理分别居全国第一、第三。

2.创新体系较为完善。以高校、科研院所、省级实验室、企业研究院为代表的学术创新界构建了杭州人工智能创新生态系统,实现学科—人才—科研一体化,在视觉识别、语音识别、基于大数据的深度学习、大数据智能驱动创新设计、脑机接口与交互、虚拟现实/增强现实等研究方面取得优异成果,部分领域达到国际一流标准。人工智能企业授权专利达到25906件,其中发明授权专利7691件,在国内处于领先水平。率先布局人工智能科创平台,重点支持之江实验室、阿里巴巴达摩院等建设成为具有全国、全球影响力的大科创中心,拥有阿里云城市大脑、海康威视视频感知国家新一代人工智能开放创新平台,以及脑与脑机融合前沿科学中心、人工智能协同创新中心、国家数据智能技术创新中心国家级创新平台。入选“外籍人才眼中最具吸引力的中国城市”,互联网人才和海外人才净流入率均居全国城市首位。

3.产业集群基本成型。杭州人工智能产业发展动力强劲,涵盖芯片、传感器等基础层,计算机视觉、语音识别等技术层,以及智慧医疗、智慧教育、智慧安防、智能机器人等应用层,初步形成了以龙头企业为引领,中小微企业蓬勃发展的格局。阿里巴巴在智慧商业、智慧城市、智慧金融、智慧物流、智能计算等多个领域领跑行业;海康威视、大华股份、宇视科技在人脸识别、行为决策等领域占据国内市场份额超过65%;网易发展成为智慧文娱领域的领军企业;虹软科技、商汤浙江总部等发展成为计算机视觉领域龙头企业;每日互动、浙大网新等成为大数据领域龙头企业;蚂蚁集团、同花顺、恒生电子等成为智慧金融领域龙头企业;科大讯飞浙江总部、芋头科技(杭州)等成为语音语义领域龙头企业。嘉楠耘智、中天微、泰一指尚、微医集团等企业成长为独角兽。华为、思科、亚马逊、阿尔法机器人等人工智能领域知名企业落户杭州。

4.集聚效应初步显现。近几年杭州加快人工智能产业平台布局,初步形成了城西科创大走廊、萧山及滨江区双核集聚,余杭区、西湖区、钱塘区、临安区、上城区、拱墅区、富阳区等多点布局的态势。重点打造了包括余杭人工智能小镇、临安云制造小镇、西湖云栖小镇、萧山机器人小镇、西湖云谷小镇、杭州大创小镇在内的一批特色小镇,创建了5G创新产业园、浙大科技园、杭州人工智能产业园、高新汇人工智能产业园、腾讯云基地人工智能与大数据众创空间等园区平台。余杭人工智能小镇已经集聚了18个高端研发机构及815个高端项目,形成了具有较强影响力的人工智能产业集群。

5.智能应用加快落地。杭州“城市大脑”已成为推进数字化改革的重要载体,在交通管理、民生服务、智慧安防等领域广泛推进人工智能应用。运用人工智能技术实施“新工厂计划”,阿里巴巴“SUPET工业大脑”在以数据驱动的生产流程再造和模式创新方面成效显著,助力杭州实施“新工厂计划”。在智能物流领域,菜鸟物流打造了中国智能物流骨干网,首推无人物流车开展运输服务;传化集团利用人工智能技术开发货运调度平台。华为杭州研究院在车载移动计算平台的技术支持下突破自动驾驶技术,实现商业化应用。蚂蚁集团在风险控制、微贷、征信等不同领域运用人工智能技术。博信智联开展第一个5G微公交项目研究。德勤在《超级智能城市》报告中指出,杭州以惠民服务为目标,全力推进智慧城市建设,在人工智能提升居民生活便捷度方面排名最高。

6.政策支持不断加大。2017年12月,杭州发布《加快推动杭州未来产业发展的指导意见》,提出率先布局人工智能等重点前沿领域。2019年12月,出台《杭州市建设国家新一代人工智能创新发展试验区行动方案》,同步制定《杭州市建设国家新一代人工智能创新发展试验区若干政策》,从基础研究、技术攻关、平台打造、融合应用、产业培育、人才引育、生态营造、空间优化、体制创新等方面,加快推动试验区建设,打造人工智能发展的“杭州高地”。先后发布了两批重点建设人工智能应用场景,遴选了共60个人工智能应用场景作为重点建设的项目。近年来,杭州出台了人工智能领军人才引进计划,在全球引才“521”计划、“115”引进国(境)外智力计划中,加大了人工智能领域顶尖人才引进力度。财政支持力度持续增强,设立人工智能创业(天使)投资基金,支持企事业单位搭建共性研发平台,开展核心技术研究。

“十三五”期间杭州人工智能产业发展取得重大成就,但尚存在一些困难和问题。一是核心技术存在差距。掌握核心技术的龙头企业较少,在核心算法、基础软件、深度学习等方面实力还不强,在智能芯片、高精度传感器、智能终端等核心技术及产业化方面处于起步阶段。二是品牌打造和高端人才引进还须努力。杭州在人工智能领域的品牌宣传力度不足,标识性不强,行业领军人才不足,需要从海外、国内高等院校、科研院所、知名企业引进大量人工智能领域高端人才。三是场景应用深度不足。人工智能重点建设场景于2021年正式发布,应用时间较短,应用效果尚未充分显现。

作为新一轮科技革命和产业变革的核心驱动力,人工智能正在叠加释放历次科技革命和产业变革积蓄的巨大能量,快速催生新产品、新服务、新业态,培育经济发展新动能,重塑经济社会运行模式,改变人类生产和生活方式,促进经济社会发展整体跃升,世界主要发达国家均将其作为提升国家竞争力的重大战略,后疫情时代催生特殊场景应用需求,社会对人工智能技术和产品接受度极大提升。

1.从科技层面来看,关键技术迭代升级。让机器实现“理解、推理、决策、可解释”的认知智能正成为人工智能研究的热点和趋势,但从总体上看目前处于弱人工智能阶段向强人工智能过渡关键阶段,技术路线、商业模式、产业形态等方面都具有很大不确定性。在可以预见的未来,人工智能将从专用智能向通用智能、人机混合智能、自主智能系统发展,将加速与其他学科领域交叉渗透,未来将可能具备监督学习能力,实现自我控制、自主学习、自主演进,推动人类进入智能文明时代。

2.从产业层面来看,市场规模加速扩大。全球各大科技巨头围绕核心技术对人工智能产品体系进行规划与布局,形成以产业应用为引导、技术攻关为核心、基础软硬件为支撑的产业链条。未来经济发展进程中,人工智能将成为世界经济主要增长极,后疫情时期人工智能迎来新的发展机遇,核心产业规模将快速增长,智能芯片、高端软硬件及智能终端产品等人工智能核心领域产业化将快速推进,智能物联网AI芯片、人工智能软件、智能传感器、智能机器人、智能终端产品等产业化步伐将进一步加快。麦肯锡咨询公司发布的研究报告预测,到2030年,约70%的公司将采用至少一种人工智能技术,人工智能新增经济规模将达到13万亿美元。根据国务院印发的《新一代人工智能发展规划》三步走战略目标,到2030年,核心产业规模将超过1万亿元,带动相关产业规模将超过10万亿元。

3.从政策层面来看,发展战略深入实施。自2016年以来,为了提升人工智能发展水平,全球主要国家先后颁布了一系列政策措施。截至2020年7月,全球已有38个国家制定战略文件。美国“工业互联网”、德国“工业4.0”和日本“社会5.0”等重大国家战略中,都把人工智能列为一项关键技术。我国《新一代人工智能发展规划》提出了面向2030年的发展战略,其后全国19个省市相继发布了人工智能产业规划、行动计划,其中以北上深为代表的先进城市制定了更为细致的实施意见,加快产业落地。2020年初,人工智能被国家纳入“新基建”范畴,进一步助推人工智能产业发展。2021年2月,浙江省委召开全省数字化改革大会,全面部署数字化改革工作,3月杭州召开全市数字化改革暨“数智杭州”建设攻坚年推进大会,深化人工智能在数字化改革中的应用。

人工智能在发展过程中也面临着诸多挑战。一是技术瓶颈。人工智能目前仍处于弱人工智能阶段向强人工智能过渡关键阶段,存在运行机制不透明、错误不可控、稳定性差等技术瓶颈。二是数据制约。受限于数据开放程度和监管力度不足,人工智能在数据获取方面存在历史数据缺乏积累和数据质量较差的问题,需要经历数据治理的过程。三是伦理争议。人工智能影响覆盖面广,可能会产生冲击法律与社会伦理、改变就业结构、侵犯个人隐私等问题,将对经济安全和社会稳定产生不利影响,需要制定指导政策和法律法规,让人工智能更好地服务于人类社会。

深入贯彻落实习近平新时代中国特色社会主义思想、党的十九大和十九届二中、三中、四中、五中全会精神,深入学习贯彻习近平总书记对浙江重要讲话和对杭州重要批示指示精神,按照“四个杭州”“四个一流”,厚植杭州数字经济技术产业基础,聚焦数字化改革,着力加强产业链和创新链协同的生态培育,着力集聚一批高端人才和专业人才,着力培育一批领军企业和行业龙头企业,做深基础层、做精技术层、做强应用层,以打造成为具有全球影响力的人工智能头雁城市目标为引领,打响杭州“中国视谷”中国经济地理新地标品牌,加快建设国家人工智能创新应用先导区和新一代人工智能创新发展试验区,努力打造全国人工智能技术创新策源地、全国城市数智治理方案输出地、全国智能制造能力供给地、全国数据使用规则首创地、全国人工智能产业发展主阵地,为建设“数智杭州·宜居天堂”提供强有力的支撑,为全国人工智能创新发展提供“杭州经验”“杭州方案”“杭州能力”“杭州标准”和“杭州标杆”。

创新引领。把握全球人工智能创新发展新趋势,加强基础理论研究、技术研发等方面的科学布局,在应用算法、智能芯片等关键领域取得重大创新突破,牢牢把握人工智能市场竞争战略主动权,进一步构筑杭州人工智能创新引领发展的先发优势。

统筹布局。进一步加强统筹谋划、区域协同和重点部署,进一步整合国内外、市内外优势资源,积极布局人工智能产业集群、重大项目、发展平台,促进知识群、技术群和产业群之间互动融合,加快形成现实需求与长远发展梯次接续的产业生态发展新格局。

开放开源。进一步促进高等院校、科研载体、企业主体等相互合作,鼓励软硬件基础设施平台、开放创新平台、公共服务平台、行业活动平台开放共享,实现各类资源间的充分对接,形成多层次的产业生态集群,打造高效融合共生、高频创新互动的产业新生态。

应用驱动。围绕人工智能产业中的新技术、新业态、新领域,大力实施重点场景应用示范工程,促进人工智能在智能制造、民生领域、智慧城市、未来社区、智慧亚运中的深度应用,推动人工智能新技术、新产品率先落地,促进经济社会数字化改革。

至2025年,全面打响杭州“中国视谷”中国经济地理新地标品牌,国家人工智能创新应用先导区和新一代人工智能创新发展试验区建设成效明显,成为全国人工智能技术创新策源地、全国城市数智治理方案输出地、全国智能制造能力供给地、全国数据使用规则首创地、全国人工智能产业发展主阵地,人工智能产业营业收入达到3000亿元以上,年均增长15%以上,实现增加值660亿元以上,人工智能社会融合应用项目达到200个以上,综合实力稳居国内第一梯队,成为具有全球影响力的人工智能头雁城市。

——打造全国人工智能技术创新策源地。聚焦关键算法、软硬件协同等优势领域,建成一批开放创新平台和新型研发机构,实现科研院所与龙头企业双擎联动创新。力争至2025年,形成重大科技成果20项以上,获得核心发明专利2000项以上,主导或参与制定30项以上人工智能技术标准规范,之江实验室、西湖大学、阿里达摩院等一批创新重器建设成效显著,在人工智能原创能力培育和策源组织上为全国提供“杭州经验”。

——打造全国城市数智治理方案输出地。以数字化改革为抓手,迭代升级“城市大脑”智能算法、自我学习与决策能力,将“城市大脑”打造为深度链接和支撑数字经济、数字社会、数字政府协同联动发展的城市数字化治理综合基础设施,推进人工智能技术在政务服务、社会治理、民生保障等领域的普及应用。力争到2025年,实现治理场景向全景转变、数字治理向“数智治理”转变,为国内外城市建构数据管理科学、治理能力高效、全景应用的城市数智治理架构提供“杭州方案”。

——打造全国智能制造能力供给地。围绕“互联网+”“大数据+”“人工智能+”,持续深化制造业全业务、全流程的智能化场景创新和应用推广,形成一批具有自主知识产权的智能制造技术、产品和服务。构建助推制造业实现全要素、全流程、全产业智能转型的新制造生态,拥有3-4个具有国际竞争力的工业互联网平台和一批行业级工业互联网平台,培育20家具有行业影响力的智能制造系统解决方案供应商,建立全国性的相关标准,为国内制造业智能化转型提供“杭州能力”。

——打造全国数据使用规则首创地。以一体化智能化公共数据平台建设为抓手,建立公共数据目录体系和采集机制,循序建立数据采集、汇聚、治理、共享、开放、应用及授权运营规则,推动公共数据资源整合和开放共享。率先在全国探索建立数据确权、标准规范归集、价值评估和要素定价机制,开创性建立数据安全利用及数据交易的标准化体系和全生命周期数据资源安全保障体系,为全国数据规范使用提供“杭州标准”。

——打造全国人工智能产业发展主阵地。立足杭州现有人工智能产业基础,聚焦视觉智能、智能计算、智能家居等优势产业领域,加快培育一批行业领军企业,实施一批重量级项目,力争到2025年,培育人工智能相关企业达到1000家以上,行业应用标杆企业达到80家以上,打造4-5个特色突出、辐射带动作用明显、具有全球影响力的千亿级人工智能产业集群,产业综合竞争力位居全国前列,为全国人工智能产业发展提供“杭州标杆”。

(一)夯实产业基础,提升人工智能技术创新能力

围绕新一代人工智能发展需求,把增强原创能力作为着力点,以基础理论研究、关键共性技术、核心支撑部件等领域突破为重点,加快建设一批重大创新载体,在关键领域取得重大理论研究和技术开发成果,夯实新一代人工智能发展的基础。

1.加强基础理论研究。突出人工智能基础理论、算法模型、数据标准、应用技术等核心环节,支持浙江大学、西湖大学、之江实验室、阿里达摩院等在杭创新中心和创新型企业的顶尖科学家及团队发展,协同开展跨领域、跨学科、大协同的超前研究和创新攻关。聚焦大数据智能、跨媒体感知计算、混合增强智能、群体智能、自主协同控制与优化决策等领域,开展重大基础研究和前沿科学探索,力争率先突破获取一批原创性重大科技成果,每年重点跟踪实施5个重大基础科研专项。

2.突破关键共性技术。持续推动人工智能关键技术攻关项目储备库建设,主动对接和争取国家、省重大科技专项在杭州布局,加快突破人工智能芯片、传感器、核心算法、软硬件协同及专用系统等领域“卡脖子”技术,实现核心技术自主可控。加大对智能计算基础技术、计算机视觉技术、语音识别技术、跨媒体感知技术、智能自主无人技术、群体智能构建技术等关键核心技术的研究攻关,开发出具有自主知识产权的战略性标志成果产品。支持龙头企业牵头组建3-5家人工智能创新联合体和共性技术研发中心,开展产学研合作,抢先掌握一批“硬核”应用技术、产品和服务。支持有条件企业与全球知名研究机构、海外顶尖高校院所开展研发攻关。

专栏1 杭州人工智能重点突破技术方向

智能计算基础技术。聚焦智能计算集群相关技术,重点突破异构计算、基于负载的自适应资源调节、多任务多模态高并行计算AI计算服务器、存储、网络对应的关键技术,液冷等节能技术及集群管理调度系统等。

计算机视觉技术。着力突破人工智能图像理解、视频理解、三维视觉等核心计算机视觉技术,推进底层技术研发,构建开源代码生态体系。

语音识别技术。加快突破深层语义理解、自然语言对话、逻辑推理决策、知识图谱等自然语言处理技术,进一步提高真实应用场景、噪声和口音情况下的复杂语音交互可靠性。

跨媒体感知技术。研究知识服务技术,重点突破知识加工、深度搜索和可视交互核心技术,形成跨媒体知识图谱,突破知识挖掘、知识图谱构建与学习、知识演化与推理等技术。

智能自主无人技术。研究自主无人系统计算架构、复杂动态场景感知与理解、实时精准定位、面向复杂环境的适应性智能导航等共性技术,突破路段感知技术、车路通讯技术、多传感器融合技术和协同感知技术等,研制具备L4级别的车路协同自动驾驶系统。

群体智能构建技术。研究群体智能构建技术,为“数据、算法和人”相互联系的互联网新型发展模式提供技术支撑。

混合增强智能技术。突破人在回路的机器智能和人类智能有机协同的技术难点,构建自主适应环境的混合增强智能系统。

知识计算引擎与知识服务技术。重点研究知识计算引擎,从海量数据中不断析取结构化知识,开展知识创新服务。

3.研制核心支撑部件。突破产业链关键部件的“卡脖子”困境,打通产业关键环节堵点,提升自主可控性。加强处理器、存储器等高性能、低功耗智能芯片的设计、封装、测试、制造环节的前瞻性战略布局。重点支持一批视觉处理芯片、信息安全类芯片、类脑计算芯片等智能芯片项目落地实施。加快研发具备感知交互功能、基于新测量原理、实现多种测量方式的智能传感器,推动智能传感器集成化、小型化发展。推进类脑神经网络架构和相关硬件产品研发,围绕智能安防、智能机器人等领域开展软硬件系统、编译库、中间件等核心支撑部件研发。研发一批满足智能人机交互、灵活精准控制、实时协同等特征的智能化控制设备。

4.建设重大创新载体。着力推进之江实验室后续建设,支持创建世界一流的国家实验室,谋划建设以人工智能关键技术突破为主要方向的市级创新载体。支持浙江大学人工智能及关联学科建设,高水平建设西湖大学,加快建成人工智能重点学科群。支持阿里达摩院等创新平台建设,在“城市大脑”、新型数据库、AI芯片、智能驾驶等领域取得一批具有全球影响力的创新成果。鼓励高校、科研机构与企业合作建设一批技术创新平台,构建“科技大脑+未来实验室”创新体系。布局建设2-3家人工智能领域国家、省重点实验室,支持龙头企业牵头组建3-5家人工智能创新联合体和共性技术研发中心。

专栏2 杭州人工智能重点创新载体建设工程

浙江大学。进一步发挥人工智能理论研究的优势,发挥人工智能大数据科技创新联盟、大数据科研中心等平台的作用,深入推进人工智能学科建设、人才培养、理论研究、关键核心技术突破,进一步巩固和提升人工智能领域在全国高等院校中的领先地位。

西湖大学。依托智能医疗器械、机器智能、人工智能与机器人、智能无人系统、智能形变材料、生物大数据等8个重点独立实验室,开展人工智能理论与技术研究。

之江实验室。瞄准国家实验室布局领域以及国家实施重大科技专项的重点领域,聚焦网络信息技术前沿,以重大科技任务攻关和大型科技基础设施建设为主线,以大数据和云计算为基础,以泛智能、强实时、高安全为抓手,以未来网络计算和系统、泛化人工智能、泛在信息安全、无障感知互联、智能制造技术为方向,开展重大前沿基础研究和关键技术攻关,推进前沿基础研究和应用技术研究的有机互动和深度融合。

阿里达摩院。发挥领先的算力和算法技术、顶级的人才团队和大规模的研发资金优势,以“构建平台”、提供核心技术为主要着力点,致力于机器智能、数据计算、X实验室等五大研究领域,带动产业发展。

(二)增强产业实力,构建人工智能优势产业集群

以打造杭州“中国视谷”中国经济地理新地标为目标,积极发展以视觉智能、智能网联汽车、智能机器人、智慧家居、智慧金融、智慧医疗、智慧教育等为重点的人工智能产业,夯实智能计算产业基础,加强人工智能装备、产品、核心部件与系统协同发展,加速向国家级人工智能产业集群迈进。

1.着力做大视觉智能产业集群。充分发挥海康威视、大华股份、宇视科技等龙头企业强链护链作用,突破图像传感器、中控设备、芯片、智能算法等关键技术,打造基础芯片、视觉算法、产品应用、集成解决方案、行业标准全产业链条。加快开发面向社会治安、交通管控以及自然灾害等方面的升级版应用方案,实现安防设备在重点公共区域的智能化升级。着力发展数字安防、工业视觉、自动驾驶、医学影像、虚拟现实、新一代视频会议终端、数字文娱等具有杭州标识度的视觉智能产业,打造全球视觉智能(数字安防)产业中心,到2025年,视觉智能产业集群实现营业收入1300亿元。

重点布局:滨江区、余杭区、萧山区、西湖区

2.深入打造智能网联汽车产业集群。以电动化、网联化、智能化、共享化为发展导向,围绕智能网联汽车复杂环境感知、智能决策与执行等核心环节,重点推动智能感知系统硬件、操作系统、车联网、信息安全、高精度地图及定位等关键技术研发和产业化,持续提升高清摄像头、毫米波雷达、激光雷达和车用传感器等优势产品竞争力。重点引进智能网联整车企业,推进本地汽车企业向智能网联化发展,建立以整车为主体,关键零部件、试验检测和后市场服务为支撑的智能网联汽车产业体系,打造具有全球影响力的智能网联汽车产业集群,到2025年,智能网联汽车产业集群实现营业收入1300亿元。

重点布局:钱塘区、余杭区、萧山区、滨江区

3.加快构建智能机器人产业集群。积极发展基于视频图像识别、深度学习等技术的工业机器人、检验检测装备以及智能装备。着力开发清洁、康复、老年陪护、助残等家庭服务机器人。研发巡检、导览等领域的公共服务机器人,开发消防救援机器人等特殊机器人。促进人工智能技术与机器人深度融合,提升机器人产品在传感、交互、控制、协作等方面的智能化水平。大力推动海康机器人、国自机器人、钱江机器人、凯尔达机器人等整机企业开展配套供应商同准备份、降准备份系统建设。进一步运用机器视觉、人机协作、多模式交互等技术,促进工业机器人及智能制造技术在高强度、高洁净度、高风险等重点领域生产场景的示范应用。到2025年,智能机器人产业集群实现营业收入1300亿元。

重点布局:萧山区、余杭区、滨江区、富阳区

4.做优智能家居产业集群。积极抢占智能家居产业新风口,依托涂鸦智能、顾家家居、老板电器等龙头企业,重点突破智能传感、芯片、控制器、安全信息、人机交互等关键技术,开发高性能、高灵敏度的控制系统,实现家居产品的人机对话、设备互联、行为交互和协同控制功能。围绕居家体验、家庭安全、智慧娱乐、环境监测等领域,推动人工智能技术与传统家电结合,提升传统家居产品个性化、智能化服务能力,推进可穿戴家居设备的研发和产业化。到2025年,智能家居产业集群实现营业收入1200亿元。

重点布局:西湖区、上城区、萧山区、余杭区、滨江区、临平区、临安区

5.做强智慧金融产业集群。依托蚂蚁集团、恒生电子、同花顺等龙头企业,加强智慧决策、人脸识别、声纹识别、静脉识别、智慧预测、区块链等技术应用,鼓励龙头金融企业围绕技术、数据、场景、专家等核心要素,打造智慧金融应用创新平台,推进数字科技与金融深度融合,持续深耕智能风控、智能投顾、智能运营等优势技术,打造国内智慧金融产业排头兵,助力杭州建设国际金融科技中心。到2025年,智慧金融产业集群实现营业收入700亿元。

重点布局:滨江区、西湖区、余杭区、拱墅区、上城区

6.做精智慧医疗产业集群。依托阿里健康、创业慧康、微医集团、思创医惠等龙头企业,利用自然语言处理、图像处理等人工智能技术提升医疗服务智能化水平,推动医疗健康大数据在综合监管、公共卫生和医疗信息服务等领域的创新应用,加快形成更具竞争力的智慧医疗产业。重点突破眼、肺、心脑血管、乳腺等典型疾病领域的医学影像辅助诊断技术,加快实现医疗影像辅助诊断系统的临床辅助应用。支持手术机器人及其操作系统研发。到2025年,实现营业收入500亿元。

重点布局:萧山区、余杭区、滨江区、西湖区、钱塘区

7.布局智慧教育产业集群。积极引进智慧教育领域头部企业在杭州设立区域性总部,加快培育本地智慧教育领军企业。开发智能学科工具、智能机器人学伴、特殊教育智能助手。开发智能化个性评价系统,实现生成试题、自动批阅、错题诊断等功能。开发智能教师助理机器人,替代教师重复性与单调性的工作。到2025年,实现营业收入400亿元。

重点布局:萧山区、余杭区、滨江区、西湖区、上城区、拱墅区

8.夯实智能计算产业基础。加强云计算大数据和人工智能基础设施建设,为“杭产”芯片、服务器、存储设备、网络通信设备等关键设备以及操作系统、数据库、中间件等核心软件提供应用场景,加快建设新型计算构架、通用人工智能和开源生态系统应用技术框架,重点推进阿里云OS操作系统、人工智能算法开放平台研发,大力发展云服务应用软件,加强云计算产品、服务和应用解决方案开发,打造安全自主可控的数字经济技术基础设施和云计算产业集群。到2025年,实现营业收入700亿元。

重点布局:西湖区、滨江区、余杭区

(三)构筑产业平台,优化“一轴一带多节点”布局

以城西科创大走廊建设、拥江发展战略为契机,优化人工智能产业布局,形成“总部基地+研发孵化+高端制造”的“一轴一带多节点”的空间格局,引导产业因地制宜、特色集聚、区域协同发展。

1.打造城西人工智能产业轴。以余杭人工智能小镇、南湖科学中心为核心,串联5G创新产业园、紫金港科技城、浙大科技园、临安云制造小镇,谋划建设云城人工智能创新城,着力开展人工智能重大理论及关键技术和核心部件突破,着力打造以智能芯片、智能计算、智能机器人、未来社区智能化应用、未来城市智能化治理等为特色的国内首屈一指的人工智能创新引领区。

余杭人工智能小镇。以浙大—阿里前沿技术研究中心、北航VR/AR创新研究院等研发机构为核心平台,积极布局云计算、大数据、物联网等产业,引进智能机器人、VR/AR技术、可穿戴设备、芯片设计研发等领域核心企业,积极创建新场景,形成“孵化器、加速器、产业化”产业链。

南湖科学中心。以之江实验室、阿里达摩院为主体,聚焦共性技术、高端产业、重点领域,协同人才链、资金链、服务链、创新链、产业链,打造良好的产业创新发展生态,以技术突破和应用创新带动产业发展,逐步建成产业链竞争优势显著、创新要素高度集聚、产业配套体系完备的人工智能创新发展区。

5G创新产业园。面向全球引进5G产业链相关平台和项目,着力推进5G技术在人工智能、智能物流、虚拟现实等领域开展应用和测试,至2025年建设成为全国知名的5G未来演进技术和业务应用的发源地、孵化地和集聚地。

紫金港科技城。努力建设“独角兽产业园”“天堂镓谷芯片产业园”等重点产业平台,着力发展云计算、大数据、人工智能、集成电路设计、区块链等产业,加快形成融合紧密、特色突出的数字经济发展新格局,发展成为科技创新策源地、产业发展新高地、新型一流科学城。

浙大科技园。依托浙江大学人工智能研究所、浙江大学人工智能与大数据专业化众创空间等高水平研发机构,重点推进大数据智能、群体智能、跨媒体智能等技术研发,加大深度学习、类脑神经计算系统等基础理论研究,推动生物特征识别、复杂环境识别、智能决策等技术产业化,打造全国一流人工智能产业技术创新中心。

临安云制造小镇。依托海康驰拓、启尔机电、众硅等企业,加快发展微电子装备及关键核心零部件,重点发展芯片设计、研发、封测和传感器应用集成等相关产业。着力实现半导体集成电路相关高端设备国产化和产业化。发挥杭叉集团、所托瑞安、文图思锐等单位在工程机械、智能网联车、智能语音、人脸识别等领域的优势,扎实推进人工智能与实体经济的深度融合。

云城人工智能创新城。依托大走廊科技创新优势,通过“城—岛—村”绿色创新空间,链接国家级实验室、重点科研高校、科技引擎企业,预留人工智能重大科技项目发展空间,打造促进创新链与产业链深度融合的人工智能创新策源地。

2.打造拥江人工智能产业带。以萧山信息港小镇、滨江电子信息(物联网)产业示范基地、萧山机器人小镇、萧山图灵小镇、杭州大创小镇、杭州人工智能产业园为核心,谋划建设三江汇人工智能未来实践区、钱塘区智能制造示范区,着力打造以智能芯片、视觉智能、智慧医疗、智能机器人、智能网联汽车、智慧城市、智能制造等为重点的新一代人工智能产业带。

萧山信息港小镇。以华夏医学科技奖成果转化基地、浙大睿医人工智能研究中心、国家新药开发工程技术研究中心天然药物与免疫重点实验室为依托,着力构建健康管理中心、医疗数字化中心、医学智能化研发中心,重点打造医疗健康领域生态平台,建设领跑全国的智慧医疗示范区。

滨江电子信息(物联网)产业示范基地。发挥杭州数字安防产业集群优势,加快引进视觉产业高端资源,建设国内领先、全球一流的视觉高新技术策源地、视觉高端产业集聚地、视觉产业环境最优地。

萧山机器人小镇。依托浙江智能机器人研究院、安川电机华东研究院、上海交大杭州慧谷科技园等企业,重点发展工业机器人,同步发展服务智能机器人和机器人零部件,建设我国机器人产业高地,成为一流的机器人产业创新和应用示范基地。

萧山图灵小镇。以人工智能、大数据、云计算三大产业为主导产业,重点突出金融科技、虚拟现实、无人驾驶、互联网+、未来试听和高性能计算六大领域,打造城市大脑、智慧亚运、新一代会展、物流大脑等应用场景。

杭州大创小镇。重点发展集成电路、柔性电子等产业,积极发展信息软件、智能应用、互联网平台和产业,建设新加坡杭州科技园、国家级高科技企业孵化园、浙江省留学人员创业园,努力打造成为杭州东部“双创”新高地和品质一流的全国产学研协同创新引领区。

三江汇人工智能未来实践区。以建设未来城市为引领,加强语音识别、机器视觉、深度学习等人工智能新技术及5G、边缘云、物联感知技术与城市管理服务的深度融合,通过开放创新平台,建设全场景商用示范区,构建具有国际影响力的现代化人工智能生态圈。

钱塘区智能制造示范区。着力推进智能网联汽车、航空航天、生命健康等领域实现智能制造,形成人才链、创新链、产业链、生态链“四链”融合的发展新格局,着力打造世界级智能制造产业集群。

杭州人工智能产业园。集聚人工智能智慧产业创客极客,发挥创业创新集聚效应,打造全球创客中心人工智能集聚区,在引领区域创新中发挥市场影响力。

(四)壮大产业主体,打造人工智能一流企业矩阵

坚持企业主体地位,推动大中小微企业协同发展,打造以人工智能领军企业为核心、行业标杆企业为支撑、专精特中小企业为特色的企业集群,持续提升企业核心竞争力。

1.引育国内外知名领军企业。深入实施“鲲鹏计划”,加大对国内外人工智能龙头企业的招引力度,面向世界500强、中国500强,引进一批国内外企业型总部、区域性总部落户杭州。抓住腾讯、百度、华为、京东、小米等企业多领域跨界渗透机遇,积极争取其人工智能相关事业部落户杭州,谋划20个左右战略性、全局性重大产业招商项目。支持领军企业加速全球产业链资源整合,加快建设产业技术创新战略联盟,开展全球精准合作,积极获取海外技术、高端人才、营销网络等要素,拓展海外市场,加速向人工智能国际龙头演进。鼓励领军企业瞄准产业链关键核心技术和薄弱环节整合上下游产业,布局上游算法、芯片、关键零组件等领域,加速进入未来社区场景应用等新兴领域。至2025年,培育10家左右具有国际影响力的人工智能“链主型”企业,力争建成10个以上不同应用领域产业链上下游共同体。

2.扶持行业应用标杆企业。实施“瞪羚计划”,在人工智能重点领域培育一批行业应用标杆企业,分类培育80家单项冠军、隐形冠军及“小巨人”企业,开展精准培育指导服务,引导企业走“专精特新”发展道路。在智能机器人、智能汽车、可穿戴设备、虚拟现实等新兴领域加快培育一批“单项冠军”,促进其发展成为高成长性企业。面向机器视觉、人工智能、算法、知识图谱、大数据处理等前沿领域以及智能家居、智慧交通等应用领域,建设科技型中小企业平台,引进一批细分领域科技型中小企业。深入实施“凤凰行动”计划,推动企业对接资本市场,推进优质企业股改上市。

3.培养新型创业群体。深化实施科技型初创企业“雏鹰计划”,开展小微企业生态圈建设,推进人工智能科技成果转移转化,孵化派生一批人工智能创业企业,打造技术实力雄厚、成长性佳、竞争力强的科技企业群。加快创意孵化园工程建设,发挥“粒子空间”“国家小微企业创业创新示范基地”等平台优势,持续汇聚人工智能技术、产品、应用等小微企业,推动创业创新。多元主体搭建技术创新服务综合体,为入园及创业企业提供创新全过程服务,培育产业发展新业态新模式。大力发展具有专业增值服务能力的信息咨询、检验检测等第三方服务,支持机构为企业提供创业辅导、工业设计、智能生产等创新型服务。

(五)拓展产业场景,智推全方位深层次数字化改革

围绕智慧城市建设和城市有序治理需求,组织开展人工智能新技术新产品新模式在新智造、民生服务、城市和社会治理、未来社区和亚运场景的深度应用,智推全方位深层次数字化改革,打造人工智能创新应用标杆城市,提高社会智能化水平。

1.积极推进智能制造示范应用。加快搭建“产业大脑+未来工厂”核心架构,以产业大脑为引擎,支撑智能新产品、智能化生产、网络化协同、智能化决策管理等新模式新业态发展。强化新智造系统集成与服务供给能力建设,支持信息技术企业、自动化工程公司等向智能制造系统解决方案供应商转型,鼓励系统解决供应商联合云计算提供商、软件开发商以及装备制造企业,推进智能制造装备、核心软件、工业互联网集成应用。支持智能制造骨干企业依托工业互联网平台,在生产、控制、研发等领域应用人工智能技术,推动人机智能化交互、生产协同化运作,实现生产制造资源要素整合升级。聚焦AI+工业场景应用,支持杭州装备制造商和人工智能解决方案供应商协同创新,重点突破一批具有深度感知、智能决策和自动执行的高档数控机床、智能机器人、检测分析、物流仓储等智能化关键装备,推动重点行业应用。

专栏3 智能制造示范应用工程

产业大脑。加快产业大脑应用场景建设,围绕重点行业领域企业全生命周期、全方位服务,创新产业生态、新智造、共性技术分享等特色场景应用,利用人工智能技术推进产业链上下游资源共享与业务协同,提升行业智能化水平。到2025年,力争建成20个以上特色鲜明的省级行业产业大脑建设应用试点。

智能工厂。以打造智能化标杆为目标,搭建新智造公共服务应用平台,分享共性技术,利用机器学习和数据挖掘算法,推进装备和产线数字化,强化对生产制造过程的可视化管理,到2025年,培育示范型智能工厂150家以上。

“AI+工业互联网”创新应用。培育推广一批人工智能领域工业互联网平台应用标杆、试点示范及创新应用项目,选择家居、汽车、医药等重点行业领域,支持企业基于工业互联网平台创新AI+生产工艺优化、AI+质检、AI+仓储物流等特色应用场景。支持建设工业互联网模型算法公共测试验证中心,推动基于智能软硬件产品、服务、标准的试验验证环境建设、工业APP评估、平台系统安全评测、仿真与测试工具开发和推广,坚持以测带建、以测促用。

2.深入开展民生服务领域示范应用。按照“以示范带应用、以应用带集成、以集成带产业发展”的实施路径,加快推动人工智能在医疗、教育、文旅、养老、金融等民生重点领域示范应用,进一步拓展市场应用规模,深度驱动产业智能化发展。支持技术能力强、服务水平高、带动能力强的领军企业,开展多元化场景应用的示范项目,持续探索新型应用模式,加快典型应用场景的快速突破。推动人工智能开放平台、行业大数据中心、典型应用场景的深度融合,形成数据和应用场景的良性互动,加速重大应用场景落地,在智慧金融、智慧商务、智慧物流、智慧新零售、智慧医疗、智慧文旅、智能家居、智慧教育等方面打造杭州样板,形成一批可复制推广的高水平人工智能应用解决方案。

4 民生服务领域示范应用工程

智慧金融。加强人脸识别、声纹识别、智慧预测、智慧决策、区块链等技术在金融领域的应用,支持龙头金融企业围绕场景、技术、数据等核心要素,建设智慧金融应用创新平台。积极探索金融领域监管方式创新,防范金融市场的系统性风险。以人工智能技术为依托,快速查询非法金融行为,对各种金融风险、信用风险进行有效监测和评估。

智慧商务。进一步发挥跨境电商产业先发优势,支持企业以多维数据为基础,推进知识计算引擎、跨媒体分析等新技术在商务领域的应用,推广新型商务决策系统。

智慧物流。完善智能物流服务系统、分运配信息平台,推广应用于装卸、搬运、分拣等环节的智能物流装备,开发深度感知智能仓储系统,提高仓储运营管理水平。

智慧新零售。以计算机视觉、语音识别等人工智能关键技术为依托,开展人工智能在新零售领域的模式创新,推进核心商业街区智能化改造,搭建“云逛街”平台,制作推广夜经济核心商圈电子地图,打通现实空间—数字空间—内容空间—平台空间,塑造城市消费新形态,开设虚拟导购(直播)网店、沉浸式购物场景网店,建设一批数字化门店,实现全流程“自助购物”。

智慧医疗以智能诊治、智能康复等创新应用为抓手,开展人工智能在医疗领域的示范应用,围绕舒心就医加快智能诊治与康复应用场景建设,推动导诊、影像定位、外科手术、中医辨证论治、康复训练、医疗教学等业务模式智能化。

智慧文旅。勇掀人工智能与文化、旅游深度融合发展时代潮流,围绕内容创作、设计制作、展示传播、消费体验等关键环节,促进广播影视、文化创意、动漫游戏等文化产业智能化升级,围绕欢快旅游,深挖采集西湖、西溪等重点景区基础数据,导入VR/AR能力进行IP塑造,创新故事化、互动化、游戏化旅游沉浸式体验。

智能家居。依托重点龙头企业,推进智能家居大数据平台建设,深度挖掘消费者数据,提供个性化的服务方案,面向酒店、办公楼、商场、社区、家庭等垂直应用场景,提供互联共享解决方案。

智慧教育。积极开展智慧教育试点示范学校建设,推广机器视觉开发、机器人编程与应用、数据挖掘等课程的教学,加快促进教育教学转型,开展智能校园建设,加快推进人工智能在教育管理、课堂应用、师资培训、教学评价等过程应用,鼓励教育类企业发展在线教育培训平台。

3.迭代升级“城市大脑”,打造新型智慧城市。积极推动人工智能与城市管理、公共服务的深度融合,加快推进智能政务、智能安防、智能交通等智慧城市建设,支持迭代升级“城市大脑”2.0版平台架构,持续深化城市大脑应用场景建设,强化对城市的全面感知、智能分析、精准研判、协同指挥和应急处置,重点推动智能手段在政务服务、城市管理、交通、防控、应急等城市治理领域融合应用,加快形成“一脑治全城、两端同赋能”的运行模式,推进政务服务实现“一网通办”、城市交通运行实现“一屏统管”、城市运行实现“一网统管”。

专栏5 “城市大脑”新型智慧城市示范应用工程

智慧城市治理。“城市大脑”为支撑,以数据创新为抓手,围绕经济调节、市场监管、公共服务、社会管理、环境保护等政府职能,高质量推进机关内部“一件事”集成改革,全面推动政府办公智能化转型。完善移动办事终端建设,打造“移动办事之城”。搭建城市信息平台,构建包括基础地理信息、建筑物和基础设施三维模型、标准化地址库等城市信息平台基础数据库,动态汇集人口、交通、产业等社会管理数据,为智慧城市信息采集、更新、管理和维护提供平台支撑,形成动态变化的数字城市。

智慧安防系统升级。依托杭州智慧安防产业优势,搭建公共安全视频监控数据机房,推进安防图像信息基础设施建设,实现高清图像统一管理、统一存储、统一转发功能,围绕社会治安、城市管理以及自然灾害等场景,利用视频图像信息结构化分析、视音频资源快速检索、目标行为理解和描述等人工智能技术,构建“防控管一体化”城市公共安全防控体系。

智慧交通体系建设。以支撑自动驾驶、智慧交通、城市大脑等多种应用为导向,加快车联网(C-V2X)的道路数字化改造,推动智能汽车与智慧城市协同发展。加快推动人工智能技术在城市交通规划、公共交通资源分配、车辆监控疏导、驾驶行为监测、便捷停车等场景应用。建立空地一体无人系统的未来交通体系,丰富自动驾驶开放测试道路场景。

  4.加快未来社区智能化应用。聚焦人本化、生态化、智能化三维价值,以未来社区的未来邻里、未来教育、未来健康、未来创业、未来建筑、未来交通、未来低碳、未来服务和未来治理的九大场景为重点,充分利用人工智能算法和相关数据分析,建立社区民众生活、商家运营、物业服务、健康管理、智能交通等方面的全场景连接,全面提升未来社区的便捷智能感受,打造具有归属感、舒适感和未来感的新型城市功能单元,引领生活方式变革。

5.建设智慧亚运应用示范区。划定亚运场馆、亚运村及周边区域,结合智慧场馆、未来社区建设、推进智慧安防、智慧交通、自动驾驶、智慧教育、智慧体育、智慧医疗、环境智能监测等技术产品集聚示范应用。加强人工智能技术在赛事举办中的应用,实现秩序册管理、赛程管理、智能计分、辅助裁判等功能,提高办赛效率和准确性。加强人工智能技术在开(闭)幕式、火炬传递、观赛体验等方面的应用,打造智能亚运亮点。

(六)强化产业支撑,完善人工智能专业服务体系

以共性需求为导向,推进人工智能开放创新平台建设,着力提升云计算供给能力,积极开展数据资源开放共享,加快完善数字基础设施,增强行业活动影响力,进一步完善人工智能专业服务体系。

1.推进人工智能开放创新平台建设。发挥龙头企业和科研机构在人工智能重点细分领域的示范作用,有效整合技术资源、金融资源和产业链资源,打造持续输出人工智能研发能力和服务能力的创新载体。支持阿里推进城市大脑国家新一代人工智能开放创新平台建设,支持海康威视深度打造视频感知国家新一代人工智能开放创新平台,支持之江实验室“天枢”人工智能开源开放平台打造成为全球人工智能开发生态网络关键节点,研究智能无人系统、智能制造、智能家居等领域人工智能开放创新平台的构建。

专栏6 人工智能重点开放创新平台建设工

之江实验室“天枢”人工智能开源开放平台。立足于核心技术的创新,联合浙江大学、北京一流科技有限公司、中国信息通信研究院、阿里巴巴、新华三等顶尖力量,打造“极致性能、至快至简”的通用人工智能平台,形成与现有框架的差异化竞争优势。

阿里“城市大脑”国家新一代人工智能开放创新平台。利用云计算、大数据和人工智能等技术,研发支撑城市可持续发展的城市数据大脑,使之成为未来城市新型基础设施,实现利用城市数据资源优化城市公共资源,推动城市治理模式升级。

海康威视视频感知国家新一代人工智能开放创新平台。构建视频感知人工智能开放创新平台,实现人工智能关键共性技术创新,营造物联网边缘感知设备生态体系,促进视频感知技术与产业应用深度融合。

商汤集团智能视觉国家新一代人工智能开放创新平台。着力推动超算系统、训练系统、智能视觉工具链等核心技术的研发、数据系统的构建,实现智能视觉底层关键技术和共性支撑技术的突破,促进智能视觉技术与多行业的快速结合、产业赋能。

华为技术基础软硬件国家新一代人工智能开放创新平台。向各行业、初创公司、高和科研机构等开展AI应用于研究,以云服务和产品软硬件组合的方式,提供普惠的AI算力、公共数据集合、技术支持与创新、AI人才培训等服务。

2.着力提升云计算供给能力。支持阿里“飞天”等国产超大规模云计算操作系统建设,推动系统平台与产业链上下游芯片、整机和应用软件厂商合作,构建产品服务体系,形成可输出的自主可控云计算系统整体解决方案供给能力。支持推动新型智能计算架构试验验证等重大科学装置建设,加快百亿神经元类脑计算系统、光计算芯片与系统、广域协同智能计算系统等重大项目攻关。分类推进行业龙头企业提升IaaS、PaaS、SaaS云服务以及系统集成、运维等能力,到2025年,培育8家以上具有全面云计算服务能力的智能制造云计算服务商,积极争取设立国家超级计算中心,形成具有全球竞争优势的云计算产业生态。

3.积极开展数据资源开放共享。落实数据开放与保护相关政策,支持公众和企业充分挖掘公共数据的商业价值,促进人工智能应用创新。高质量推进杭州市一体化智能化公共数据平台建设升级,开发形成安全保障套件、数据平台融合、数据建模平台、数据应用平台。建立权威高效的数据共享协调机制,扩大公共数据按需归集和管理范围。完善一体化智能化公共数据平台开放域系统,推动社会数据和公共数据融合。支持建设人工智能训练数据资源库、标准测试数据集、知识图谱平台,推动信用、交通、医疗、卫生、气象、金融、科技等民生保障服务相关领域数据向社会开放。支持搭建大数据众智平台,实现数据、算力、算法一体化共建共享共用。推广“数据开放创新应用大赛”,引导前沿应用场景试验验证,释放数据应用创新动能。

4.加快完善数字基础设施。全市统筹5G、物联网、互联网数据中心、云计算平台等新一代信息基础设施建设运营,支撑人工智能创新应用。支持国家(杭州)新型互联网交换中心建设,推动建设成为国内“互联主体最多、互通能力最强、疏导流量最大”的国家级基础网络设施。争取国家重大信息基础设施布局,增强国际性区域通信枢纽能力。实施智能化基础设施建设和改造行动,对全市供水、排水、燃气等市政基础设施进行智能化升级改造。推动市政路灯、通信、监测、环卫等城市运行关键领域与信息网络、传感技术融合,打造集智慧照明、视频监控、交通疏导、环境监测、无线通信、信息交互、应急求助等功能于一体的城市公共设施综合物联网络。

5.增强行业活动影响力。高规格举办云栖大会、全球人工智能大会、机器人与人工智能行业高端交流峰会、中国(杭州)国际机器人西湖论坛、智涌钱塘AI Cloud生态大会等人工智能相关会议论坛。编制和发布杭州人工智能发展白皮书,充分利用各种传统媒体和新兴媒体,宣传杭州人工智能发展新进展、新成效,积极争取科技型企业和社会资本的关注,支持企业、行业组织举办人工智能创新创业大赛等活动。

(一)加强体制机制建设

统筹全市人工智能领域工作机构,优化杭州市国家新一代人工智能创新发展试验区建设领导小组职能,成立杭州市人工智能创新应用先导区建设领导小组和工作专班,负责各项工作推进和监督考核,抓好规划方案、重点平台载体、重点项目推进落实,形成一体化协同推进杭州人工智能产业发展机制。研究制定杭州人工智能产业统计和监测体系,建立部门协同和市区县(市)联动机制,工作推进情况纳入年度考核。发挥浙江省人工智能产业联盟作用,支持在杭高校、科研机构、龙头企业联合组建专家咨询委员会,为产业发展提供咨询和技术支持,构建人工智能技术创新与示范应用协同发展格局。

(二)加大政策支持力度

积极争取国家发展改革委、工业和信息化部、科技部等国家研发计划支持和创新基地建设项目落户杭州,统筹全市工业和信息化、科技、金融、人才、商务等各类专项资金,落实税收优惠政策,对人工智能技术创新和产业发展重点支持。充分发挥信息经济创业投资基金杠杆作用,建立人工智能产业引导基金,吸引社会资金、金融资本设立种子基金、天使基金、创投基金等子基金,投入人工智能产业发展。支持人工智能企业开发创新产品和服务,健全应用场景建设容错纠错机制,实施“包容期”管理和柔性监管,推动政府、企事业单位首购首用。

(三)实施人才优先战略

紧贴人工智能创新应用需求,建立急需紧缺人才储备库,积极引进高端人才,倡导柔性引才模式,吸纳一批人工智能领域的世界顶尖科学家、行业领军人才。培养一批基础理论和应用研究方面的专业人才。实施人工智能青年人才弄潮工程,引进和培育具有发展潜力的创新人才和团队。推动人工智能学科建设,支持有条件的高等院校拓宽人工智能专业教育内容,加强与相关专业学科交叉融合,推进“人工智能+X”复合性专业人才培养。进一步支持高等院校、科研院所与人工智能企业间的合作,打造一批人工智能实训基地,积极开展专业技术技能培训。

(四)建立安全规范体系

加强数据规范体系建设,对数据拥有方全生命周期各阶段数据质量和安全进行检验检测,对数据治理服务提供方的解决方案服务能力进行评价,打造全生命周期数据资源安全保障体系。确保产业链安全,突破关键核心技术,努力走出产业链关键部件的“卡脖子”困境,打通产业堵点,提升自主安全可控性。研究人工智能伦理安全,理性认识人工智能发展产生的安全问题,对人类产生的危害进行量化估计,合理限定人工智能的应用范围。

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