8月，美国国家科学基金会（NSF）密集发布系列资助计划，在材料科学、AI基础设施、量子科学、前沿科技中心建设和资助机制改革五大方向同步发力，总投资规模超过20亿美元，以落实白宫《科学：新黄金时代》报告的政策要求。

一、投资5000万美元建设两大材料创新平台

8月3日，NSF宣布投资5000万美元^[1]，在得克萨斯州和威斯康星州各建设一个材料创新平台（MIP），每个平台将在6年内获得2500万美元资助，作为面向全国开放的用户设施，向全美学术界和工业界研究人员开放，为AI驱动的自主实验能力提供尖端设备与实验室资源，加速极端环境材料的研发与发现。相关材料包括用于制造更轻量级护甲的复合材料，以及用于聚变能反应堆的高温合金等。

1、自主机器人冶金材料创新平台。设立在得克萨斯农工大学，将机器人技术和AI技术整合到一体化的自主实验室中，在较短的时间内研制出新的合金材料。这些新合金有望应用于高效喷气式涡轮机、坦克及其他车辆的高强度装甲、核反应堆耐辐射材料，以及耐腐蚀桥梁和生物相容性植入体等。传统情况下，制造和部署合金材料需要十余年时间，新平台将显著加快该进程。

2、极端环境材料AI研究基础设施平台。设立在威斯康星大学麦迪逊分校，将重点研究材料的化学结构复杂性对其在高温、强辐射等极端环境中的性能的影响，并探索如何利用这些复杂性来设计和制造具有优异性能的材料。平台聚焦耐火金属、陶瓷和高温复合材料，整合增材制造、原位诊断、极端环境测试和计算建模等手段，利用AI快速预测新材料性能，通过高通量合成方法制造，并进行验证。

材料创新平台是NSF为材料研究设立的全国性用户设施计划，于2016年启动，是材料基因组计划的配套。此前已建起4个平台，分别涉及二维晶体材料（宾夕法尼亚州立大学）、界面材料（康奈尔大学、约翰霍普金斯大学）、生物衍生聚合物（加州大学圣塔芭芭拉分校和洛杉矶分校）和糖类材料（弗吉尼亚理工大学、佐治亚大学）。除新建两个平台外，NSF还向二维晶体联盟材料创新平台提供460万美元、为期4年的资助，支持其转型为以用户付费为主的自给自足模式。

二、投资1亿美元建设州和地区AI基础设施中心

8月4日，NSF宣布投入1亿美元启动“州和地区AI基础设施中心”计划，通过区域合作扩大全美研究人员、学生和教育工作者获取AI计算资源的渠道，加速AI赋能的科学发现，同时培养驾驭AI与计算技术的高技能人才队伍^[2]。NSF初期将支持至多10个中心，每个州限授一项。各中心除汇集跨州、跨规模机构资源外，还将与区域产业合作，使AI科学人才培养与当地就业市场需求相衔接。

NSF将重点投资三方面：一是具备技术专长的AI基础设施专业人员，支持研究人员和学生将AI基础设施应用于科学发现；二是对接高价值研究与所在区域的AI基础设施中心；三是教师培训和教学材料开发，培养学生运用计算、数据和软件系统进行科研的能力。该计划鼓励各中心与NSF牵头的国家人工智能研究资源（NAIRR）等国家级资源对接，突破本地能力限制，实现资源扩展与数据集共享。计划同时支持白宫“创世纪计划”，并鼓励各中心积极参与“技术接入：AI就绪美国”及校园研究计算联盟等现有国家级项目，共同推进人才培养。英伟达、AMD、英特尔、戴尔科技、Hangar及塞昆达创新基金等私营企业和慈善机构将支持该计划的参与者，NSF欢迎更多机构加入。

三、投资2.9亿美元推动量子科学发展

8月25日，NSF宣布投资超过2.9亿美元^[3]，支持8个研究所推动美国量子科学发展。此举是NSF于2020年设立的“量子飞跃挑战研究所”计划的扩展。每个研究所将在5年内获得2800万~3700万美元资助，由量子信息科学领域的研究人员领衔。8个研究所中，3个为新设立，5个为续期资助，均为跨学术界、政府和企业的广泛合作项目，覆盖19个州的36所高校。各研究所的研究方向如下。

1、容错量子系统、架构与应用研究所。新设立的研究所，专注于探索增强量子技术稳定性、抵御量子信息固有脆弱性的新方法，涵盖新型软硬件实验及提升量子传感器和计算机可靠性的新材料。

2、可制造且鲁棒的超导量子信息系统研究所。新设立的研究所，依托材料科学和半导体制造技术，开发性能优化的约瑟夫森结——这是量子计算机等超导量子比特系统的关键电子元件。

3、实用量子纠错物理与工程研究所。新设立的研究所，开发更有效的量子计算系统纠错方法，提升量子计算机的实用性和可扩展性，涵盖硬件、算法、软件和理论方法的实验。

4、混合量子架构与网络研究所。专注于模块化量子计算机互联协同的关键科学与工程难题，通过整合面向不同任务优化的多种量子比特技术，实现系统整体性能的跃升。

5、加州量子计算挑战研究所。专注于发现并演示新型量子算法和硬件架构，并探索增强量子计算能力的新材料和新方法。工作涵盖中性原子、囚禁离子和固态系统前沿技术方向。

6、生物物理与生物工程量子传感研究所。利用量子纠缠等特性研发传感器，以前所未有的灵敏度和精度探测、测量生物过程，包括量子纳米探针、活细胞内部测量技术及其在生物医学领域的应用。

7、纠缠科学与工程量子系统研究所。聚焦精密传感与测量的基础科学和工程开发，开展量子模拟、固态系统、分子传感器和新型超精密原子钟等研究。

8、稳健量子模拟研究所。针对复杂现象的科学探究和大规模量子技术的工业应用，研发新型量子模拟算法、系统架构及材料科学方案。

NSF同时资助各研究所的教育培训项目。未来5年，这些研究所将联合培养数百名研究生、本科生和青年研究人员，通过与社区学院、中小学及社区科学组织的合作，开展实习、暑期学校、教师培训及与顶尖专家一对一指导等活动。

四、投资9000万美元新建三大科技中心

8月26日，NSF宣布未来5年投入9000万美元新建3个科学与技术中心（STC）^[4]，研究覆盖AI、生物技术、聚变能源和机器人等前沿领域，旨在巩固美国科技领先地位，强化科学、技术、工程和数学（STEM）人才队伍建设。3个中心将联合大学、国家实验室、企业及其他合作伙伴的研究人员开展大规模协作研究。每个中心在最初5年内每年获约600万美元资助，并有机会竞争后续最多5年的延续支持。NSF本次投资聚焦加强基础研究、推进关键与新兴技术、发展科技人才队伍，以及将科学发现转化为技术进步和国家利益。3个科学与技术中心分别是：

1、湍流多物理场与工程变革性探索中心。旨在攻克物理与工程中最具挑战性的问题之一：理解与控制湍流。该中心将结合先进实验、数学建模、高性能计算和AI，开发更精准、可靠的基于物理的模型，从而加速聚变能开发，夯实国家安全技术的科学基础，并驱动科学与工程领域的创新。

2、基因组智能工程中心。将开发理解细胞功能的新方法，旨在学习预防并有望逆转细胞功能的衰退。该中心将开发用于3D DNA工程的创新技术，并产出可用于帮助细胞和组织抵御损伤、恢复丧失的功能、回归更健康状态的新知识，从而推动生物技术与生物医学的重大进步。

3、人与机器人协同适应中心。将结合机器人学、AI与人类因素，开发新方法，帮助具备具身智能的机器人向人类学习、理解人类的需求与偏好，并反过来在身体和认知层面适应不断变化的环境与不同的个体。该中心旨在推进安全、实用的机器人技术，以支撑独立生活、医疗保健及其他以人为本的服务。

五、投资15亿推动资助机制改革与前沿技术布局

8月17日，NSF发布12项新的资助机会公告（NOFO），总额超过15亿美元^[5]，重点支持基础研究和面向应用的基础性研究，并将AI、先进计算和自动化等作为重要支撑。

1、资助机制创新。NSF将采用“组合式”资助机制，根据研究性质匹配不同资助规模、周期和评审方式，对具有颠覆性潜力的长期研究可提供最长5年的持续支持，同时通过短期快速资助机制加速验证新想法。此外，NSF将试点改革项目评审、缩短和精简申请材料，以提升联邦科研体系支持高风险、跨学科和前沿创新的能力。此举旨在推进其核心使命，即支持基础研究，从而推动科学突破并开拓知识新领域。

2、重点资助领域。12项资助机会覆盖NSF的5个学部^[6]。

（1）生物科学学部。包括1项：生物科学核心研究，支持基础性和跨学科研究，推动从分子和细胞到生物体、生态系统和生物群落等各层级生物学的理解。

（2）计算机与信息科学工程学部。包括1项：计算探索计划，支持大型多学科团队，开展雄心勃勃的长期基础研究，推动计算、信息科学和工程领域的变革性进展。

（3）工程学部。包括4项：电气、通信与计算系统，支持电气、通信与计算系统相关基础研究，包括先进设备、通信与传感、AI、控制以及电力和能源系统；土木、机械与制造创新，支持土木工程、机械工程与制造创新方向的基础研究，包括先进制造、基础设施、智能系统以及工程材料和生物材料的力学原理；化学、生物工程、能源与交通系统，支持化学过程与生物系统、能源与资源管理，以及材料和能量跨多尺度运输的基础工程研究；研究与创新新兴前沿：基于波动力学的计算，支持基础性和变革性研究，推动利用波动力学原理的计算方法的发展。

（4）地球科学学部。包括1项：地球科学核心研究：大气、空间地球、地球与海洋科学，支持地球科学领域的基础研究，包括地球大气和近地空间环境、固体地球和表面过程以及海洋。

（5）数学与物理科学学部。包括5项：数学科学研究计划，支持理论与应用数学科学前沿的多项研究；材料研究计划，支持多项材料研究，深化对材料、材料性能及其潜在应用的基础认知；物理学研究计划，支持物理学前沿的多项研究；化学研究计划，支持化学多学科研究，将分子层面机理认识赋能不同领域的科学进展；天文科学研究计划，支持天文学基础研究与科研仪器研制，探索宇宙，深化对宇宙的基本科学认知。

六、小结

可以看出，NSF本轮资助布局的共同特征是：强调产业界深度参与、注重区域均衡布局、突出AI赋能传统科研、重视人才培养与劳动力市场衔接，将联邦科研投入从传统的“自下而上”自由探索模式，转向更具战略导向的“自上而下”战略引导布局。

1、以国家安全为锚点确定优先方向。材料创新平台聚焦极端环境材料，直接服务于喷气涡轮机、装甲材料和核反应堆等国防应用；量子飞跃挑战研究所中多个项目由美国陆军部和能源部国家实验室联合参与；而湍流多物理场与工程变革性探索中心明确将聚变能源和国家安全列为核心目标。这些布局表明，NSF正在将基础研究与国家安全需求更紧密地绑定。

2、以产业竞争力为导向重构产学研关系。材料创新平台要求企业参与；AI基础设施中心鼓励与区域产业合作；量子飞跃挑战研究所吸纳超过30家美国企业参与，都反映出NSF试图打破学术界与产业界之间的壁垒，加速基础科研成果向可规模化应用的技术和产品转化。

3、以人才战略为支撑巩固长期优势。从AI基础设施中心的人才培养定位，到量子飞跃挑战研究所联合培养数百名研究生和青年研究人员，再到科学与技术中心对STEM人才队伍建设的强调，NSF正将人才培养从科研资助的“附属品”提升为同等重要的战略目标。

（张秋菊 万勇 李晨曦 蒿巧利 郑颖 汪健 李永干）