2021年11月，美国国家科学技术委员会（NSTC）发布了2021版《材料基因组计划战略规划》^[1]，确立了未来5年材料基因组计划的三大战略目标，以指导研究团体继续拓展该计划的影响。与2014年末发布的上一版规划相比，新版规划压缩为材料创新基础设施、材料数据和人员培养三个目标，删去了“实现材料开发范式转变”；围绕材料创新基础设施，新版规划注重其统一规范化后发挥的作用。此外，新版规划没有涉及具体的材料研究方向，而是更加强调材料基因组计划推动材料创新的潜力，尤其是在推动新材料投入使用方面。

一、统一规范材料创新基础设施

1、材料创新基础设施要素建设。①在计算工具方面。将弥合当前计算工具差距；培育开发研究团体代码并纳入商业代码，推动国家计算基础设施的发展；支持跨学科计算研究以及工具共享与开发。②在实验工具方面。将合成与加工工具拓展到更多的材料类别，并开发多模式表征工具；开发模块化、自动化、集成化和高通量实验工具；消除黑人大学与少数族裔服务机构使用先进仪器设备的障碍。③在集成材料平台方面。将通过试点项目加速平台开发，并从相关工业范例中学习相关经验。④在数据基础设施方面。将创建相关工具、标准和政策措施，推动公平数据原则。

2、建设国家级材料数据网络。①在利益相关方激励方面。将开发用于耦合与集成公私数据库的框架；开展从实验设备到数据库的自动化数据工作流试点。②在差距的识别与弥合方面。将统一现有的数据基础设施；制定数据交换标准与协议；适时开展国际合作；制定并实施数据基础设施路线图等支撑战略。

3、通过国家级大项目推动材料创新基础设施的运用。①在提高认识和建立相关团队方面。将与制造业企业合作，挖掘材料创新基础设施的关键能力；与产、学、政等保持沟通联系；开展典型案例宣传。②在满足国家需求和应对全球关切方面。将召开一系列第三个千年挑战研讨会，并围绕相关挑战问题开展多机构合作。③在向人类基因组计划学习方面。将举行一系列研讨会并开展研究工作，识别最高的风险回报机会；创建人类基因组计划风格的材料数据与知识资源。

二、发挥材料数据的作用

主要是利用人工智能加速材料研发部署。①在“人工智能－准备”材料研发数据方面。将构建更多的数据集；激励公正的数据操作；提供数据质量评估工具；制定并鼓励采用研究团体制定的元数据标准。②将展示人工智能方法在材料制造工艺中的应用；推动自动化研发技术从实验室走向车间；通过研讨会、座谈会和对第三个千年问题的阐述等，推广人工智能驱动的技术。

三、教育培训和组织材料研发人员

1、应对材料研发教育当前面临的挑战。①在基础K-12 STEM教育方面。将为K-12科学教育工作者提供数据科学培训；为科学博物馆、博览会和其他课外活动制定材料基因组计划的教育资料；设置K-12学生和教育工作者的相关学科项目。②在本科生教育方面。将开发材料基因组计划相关课程；创建材料基因组计划教育工作者网络；推动以材料基因组计划为重点的本科生研究与课程；深化与社区学院的联系互动。③在研究生教育方面。将在基于数据的材料研究、教育和培训中，实施有效的跨学科项目与实践；推广具有行业相关技能的跨学科研究生学位；提供与材料基因组计划相关的实习和其他体验式学习机会。

2、培养下一代材料研发人员。推动并支持继续教育、职业及暑期学校项目，最大限度地发挥快速发展的材料基因组计划工具的影响；对处于职业瓶颈期的专业人员开展再培训；在研究转化、创业、技术转让和商业化方面对科学家与工程师进行交叉培训。

3、为人才创造机遇。吸引并培养多元化、包容性劳动力；强化并拓展学术界、国家实验室和产业界之间的伙伴关系；在发现、设计、制造到应用的整个材料开发过程中，促进专家与知识的交叉融合。

（万勇 黄健）