MIT：美国亟待加强15个关键领域基础研究投入
2015-07-04 14:20 来源：战略情报研究部
麻省理工学院4月27日发布《未来延期：为什么基础研究投资下滑会威胁美国创新赤字》研究报告[1]指出，美国研究开发经费在联邦预算中的占比已从1968年的约10%降至2015年的不到4%，对基础研究投入力度的降低可能会影响到机器人、能源、材料、医学、农业、空间、信息等领域的技术进步，从而威胁到未来发展竞争力。报告提出了联邦政府需要加强投入的15个关键领域的若干基础研究重点（见下表），对于美国国家安全、社会经济发展和人类福祉至关重要。
表1 MIT报告指出15个关键领域基础研究重点
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领域 |
基础研究重点 |
| 阿尔茨海默病 | 研究人体内部生理变化过程与衰老的关系，深入探索脑细胞相互沟通过程，绘制并理解大脑神经元回路，鉴别与病症相关的基因变异并理解其影响机制 |
| 网络安全 | 设计新型电脑系统架构消除结构性安全缺陷，能够运行大多数现有软件，比当前系统安全性高出多个数量级；开展经济/行为研究激励措施，加速向新型架构和用户多因素身份验证转变；研究网络不安全或引入新的安全技术对国际关系的影响 |
| 空间探索 | 探索地外生命，研究暗物质与暗能量，研究行星形成和星系演化等 |
| 植物科学 | 研究利用新的基因组消减方法增产粮食作物，利用RNA沉默等技术培育新型抗病害作物，开发和利用合成染色体和先进基因编程工具等新技术更好地理解植物生物学，包括培育自我营养增强型作物和将C3作物转化为C4作物等 |
| 量子信息技术 | 开发结合多个量子位之间的信息交换方法、测量和控制技术，以及设计实际应用的量子系统架构 |
| 科学决策 | 通过社会与经济研究、大数据分析来辅助决策者设计新的市场，理解人口健康、就业、教育、科研对经济社会的影响，科学制定保障经济长期增长的公共政策 |
| 催化 | 掌握催化反应机理，开发亚纳米级、针对性强的（如酶）新型催化剂，开发更强大的新型表征工具，开发新型廉价催化材料和先进计算化学资源 |
| 核聚变能 | 开展高温超导材料和磁体设计研究，尽快开发新一代强场高温超导聚变试验设施 |
| 传染性疾病 | 表征和理解每种高传染风险病毒详细的分子机制，研究病毒结构及如何通过改变表面蛋白入侵机体免疫系统的进化过程来开发有效疫苗，开发全新抗生素应对耐药性细菌威胁，开展新的细菌变化过程基础研究 |
| 国防技术 | 开发先进纳米结构隐身涂层、智能纤维织物，开发纳米晶合金、石墨烯等新型防护材料，开发检测环境危害的新方法，开发新技术保证军事通信，保护军用及民用电子产品免受电磁干扰及电磁脉冲武器的影响，可采用轻质导电聚合物涂层、全光纤集成电路、辅以继电器的激光束等，通过实时监控预防事故、自愈合材料等延长防御体系的运行寿命 |
| 光子学 | 开发光子集成电路，使超级计算机、数据中心的数据传输与交换更为高效、节能，开发测量、传感等领域的光子应用 |
| 合成生物学 | 设计生物分子电路及在细胞层面对生物功能进行编程，创造具有专门功能的人造生命体或工程化改造生命体，确定技术误用风险并制定应对策略 |
| 材料发现与加工 | 研究下一代新材料与材料加工技术，包括晶体生长及相关设施、纳米材料与制造、计算材料学、多功能材料、3D打印等 |
| 机器人 | 开发灵活性、感知能力、智能性更好的机器人，维持若干领域（如家用机器人、无人驾驶汽车、无人机等）竞争力 |
| 电池 | 利用第一性原理计算设计加速高储能电极材料、非易燃性电解质等新材料发现，利用纳米技术设计快速、可逆和稳定电荷存储的纳米尺度结构，控制电池关键组分界面间原子尺度结构，开发新型实验工具在空前的时空尺度范围实时探测和观察电池内部工作机制，开发全新电池设计和先进制造方法 |
（陈伟 万勇）
[1] The Future Postponed: Why Declining Investment in Basic Research Threatens a U.S. Innovation Deficit. http://dc.mit.edu/sites/default/files/innovation_deficit/Future%20Postponed.pdf