科技导报杂志

科技导报杂志2025年第13期

• 生成式AI（AIGC）助力钢铁行业转型升级

  王国栋

  数字化浪潮席卷世界，钢铁行业处于百年未有之大变局之中。AIGC作为数字时代的前沿技术，为钢铁行业突破发展瓶颈、实现高质量发展带来了曙光。

• 中国发起全球空间天气灾害监测计划

  日地空间是当前航天活动、空间开发利用的主要区域，被认为是陆、海、空环境之外，人类活动的“第四环境”。太阳活动引起的日地空间环境在短时间尺度上的变化，被称为空间天气。灾害性的空间天气会对卫星、通信、导航、电力系统等造成不良影响，亟需联合全球空间天气监测与研究力量开展科学攻关。

• 千比特量子测控引擎加速量子计算产业化

  量子计算测控系统是量子计算机中的核心模块之一，它的任务是精准地控制量子比特的状态，执行量子逻辑门操作和量子算法运算等工作。该系统是连接量子芯片与经典控制器之间的“桥梁”，决定了量子计算机的可操作性、可扩展性与计算精度。2025年6月16日，安徽省量子信息工程技术研究中心发布消息称，中国首款面向千比特规模设计的超导量子计算测控系统ez-QEngine 2.0，正式交付中国科学技术大学、中电信量子集团等多家科研与产业单位。

• “抽水”掺杂突破二维半导体晶体管传导上限

  在后摩尔时代寻找更高性能、更小尺度的电子器件材料已成为全球科研热点。二维半导体因其原子级厚度和独特物理性质，被认为是第5代半导体的有力竞争者。然而，如何在如此薄的材料中有效调控载流子密度，一直是影响其性能释放的关键难题。

• 中尺度涡使海洋二氧化碳吸收增加13.82%

  海洋占地球表面的71%，每年吸收约1/4人为排放的CO2。中尺度涡广泛存在于海洋中，其水平空间尺度约百公里，对海洋的物质输运和能量交换具有重要作用。然而，由于观测的局限性（通常仅能捕捉到涡旋个例）以及涡旋生命周期的复杂性，长期以来，关于中尺度涡对海-气CO2通量的净效应缺乏系统性认识，这限制了对海洋碳汇准确评估的能力。

• AI算法助力盾构机穿越复杂地层

  在城市地下飞速延展的地铁和隧道背后，一种名为“盾构机”的庞然大物正默默承担着穿山破土的重任。如今，这头“钢铁穿山甲”也变得越来越聪明了。

• 电磁波为核聚变等离子体“充电”

  由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所承担的聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”（CRAFT）项目取得重要进展。低杂波电流驱动系统是CRAFT项目的重要组成部分，用于驱动和维持托卡马克装置里的环向等离子体电流。2025年6月18日，该系统通过专家组测试与验收，全部实现国产化，性能达到国际领先水平。

• 昂拉地韦对抗超级流感病毒展现广谱抗毒潜力

  多年来，流感始终是全球公共卫生面临的一项巨大挑战。流感药物作为治疗利器，在中国目前仍以进口和仿制为主，常出现一药难求的局面。2025年5月20日，由广州国家实验室牵头研发的抗甲型流感1类新药——昂拉地韦片获国家药监局批准上市，该药物是全球首款靶向甲型流感病毒RNA聚合酶PB2亚基的创新药。

• 从胚胎信号“洼地”中长出心脏

  在生命起源的奥秘中，胚胎发育始终是深受关注的谜题之一。2025年6月18日，东南大学林承棋等在《Cell》发表最新研究，首次构建覆盖小鼠原肠运动后期至心脏等器官原基形成期的单细胞精度三维数字胚胎，系统解析了小鼠早期心脏等中、内胚层器官的动态发育图谱。同时也为学界理解器官再生、肿瘤发生等重大科学问题提供了全新方法论。

• 牛磺酸与衰老关联成疑

  先前对动物和人的研究提示，血液中低浓度的牛磺酸可能导致衰老。2025年6月5日，美国国立卫生研究院国立老化研究所在《Science》发表研究称，牛磺酸的血浓度不会随年龄的增长而递减，牛磺酸浓度的变化更多是因人而异，而非衰老。

• 大脑植入装置首次让人类有腔调地说话和唱歌

  2025年6月11日，美国加州大学戴维斯分校发表于《Nature》的研究显示，脑机接口（BCI）系统利用人工智能来解码使用者试图说话时的脑电活动，可以帮助一名患有严重言语障碍的男子能够富有表现力地说话和唱歌。

• 柔性应变传感器实时监测管道泄漏

  管道是城市与工业运行的“血管”，但泄漏问题却始终是安全与资源管理的顽疾。长期运行中，老化、腐蚀、地质变化乃至人为破坏都可能引发液体泄漏，造成巨大的能源浪费、公共安全风险及生态破坏。然而，当前主流的声学、光纤、红外与雷达等检测手段，在监测精度、成本和实时响应方面仍存在诸多局限，尤其难以捕捉微小或突发的泄漏事件。

• 基因组极小的微生物或将进化为病毒

  ChristieWilcox

  新发现的生物体DNA几乎完全专注于复制，模糊了细胞与病毒之间的界限

• 空气中DNA追踪生物多样性与人类踪迹

  WarrenCornwall

  这一技术有望为科学研究带来重大突破，但也引发了关于伦理的广泛关注

• 如何应对全球干旱变化

  陈亚宁, 李稚, 方功焕, 李玉朋

  干旱区占世界陆地面积的40%，承载了世界38% 的人口（约20亿人）。尽管干旱区资源禀赋相对较差，但其为人类社会赋予惠益的功能不可忽视，如供给服务、调节服务、社会文化服务和特殊生境服务等。全球变化对干旱区带来很多影响，如水资源短缺、自然灾害频发、荒漠化加剧、生物多样性丧失、基础设施受损等，严重挑战了干旱区的生产力，需要未雨绸缪，超前部署，开展研究，拿出相应对策。

• 《中国生物多样性保护战略与行动计划（2023—2030年）》的主要内容及其影响

  臧明月, 刘立, 刘燕*

  20世纪80年代以来，全球性和区域性环境问题凸显[1]，国际社会逐渐意识到保护自然资源的重要性与迫切性，推动了多个国际组织机构与多项政策协议的诞生。1992年，在巴西里约热内卢召开的联合国环境与发展会议上签署了一系列重要协议，其中就包括《生物多样性公约》。《公约》明确生物多样性的保护是全人类的共同关切事项，致力于实现保护生物多样性、持续利用其组成部分及公平合理分享由利用遗传资源而产生的惠益3大目标，迄今为止，已有196个缔约方，是签署国家最多的国际环境公约。

• 生物多样性智慧监测体系建设探索与实践—以浙江省丽水市为例

  吴翼, 张文文, 史杰, 梅金娟, 马方舟, 罗艳, 刘春龙, 崔鹏*

  由于栖息地破坏、过度开发、环境污染、气候变化和其他原因，地球目前正在经历“第六次生物大灭绝”[1]。因此，生物多样性保护已成为世界各地关注的热门话题[2]。生物多样性监测可用于识别衰退或濒临灭绝的物种[3−4]，评估保护措施的有效性，也可以为评估区域或国家相关战略和保护目标的实施进展，以及为保护管理政策制定提供及时准确的数据[5−6]。2022年，联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会（COP15）达成《昆明–蒙特利尔全球生物多样性框架》（简称《昆蒙框架》），对全球生物多样性监测和评估提出了更高的要求[7]。

• 基因组时代的植物迁地保护

  孙维悦, 宋以刚, 马永鹏, 罗世孝, 邱英雄, 郭亚龙, 谭向平, 刘保东, 严岳鸿*

  生物多样性是人类生存和发展的物质基础[1]，但随着人类经济活动的不断加剧以及现代农业和林业的飞速发展，生物多样性正在加速丧失[2]，全球超过40% 的物种面临灭绝风险[3−4]。中国是野生植物资源受到威胁较为严重的国家之一[5]。根据生态环境部发布的世界自然保护联盟（IUCN）濒危物种红色名录，中国共涵盖了14520种濒危物种。濒危物种保护是全球共同面临的重大挑战，物种一旦灭绝，其基因资源会永久性地消失，将直接威胁着人类社会的可持续发展[6]。

• 生物多样性保护的多组学数据资源进展—以国家基因组科学数据中心为例

  唐碧霞, 王钇博, 张思思, 张陌尘, 康海龙, 王彦青, 陈梅丽, 田东梅, 徐添翼, 李茹姣, 郝丽丽, 肖景发, 宋述慧, 章张, 鲍一明, 赵文明*

  生物多样性是人类生存和发展的物种基础，但随着全球气候变化和人类活动的加剧，自然界中野生动植物多样性急剧降低[1]，全球物种灭绝速度加快，这对人类生存和发展提出重大挑战[2]。中国是世界上生物多样性最为丰富的国家之一，也是最早加入《生物多样性公约》的国家之一[3]。中国在生物多样性编目、自然保护地建设以及生态建设方面取得了很好的进展[4]，构建了生物多样性与生物安全大数据平台、生物多样性检测网络等，实现对生物多样性的动态监测[5]。

• 基于景观分析法的生态安全状况评估

  岳贵杰, 张刚, 王涛

  察汗淖尔流域位于京津风沙源头区域，是建设中国北方生态安全屏障、阻挡风沙入侵的重要组成部分。生态安全是指人们赖以生存发展的生态环境系统处于一种不受污染和不受危害或破坏的良好状态，是人类生态安全的核心，同时也是国家可持续发展的基础[1−2]。察汗淖尔流域位于内蒙古自治区中西部，是典型的内陆干旱和半干旱地区，生态系统脆弱，生态安全状况长期以来备受关注。由于气候变化和人类活动(如农业灌溉、工业用水和城市化扩展)，流域内的水资源短缺问题加剧，导致湖泊萎缩甚至干涸。水资源过度开发直接影响了区域生态系统的稳定性。因此，对察汗淖尔流域生态安全进行有效的评估具有重要意义。

• 结合边缘增强的全局自注意力遥感建筑物提取网络

  李振, 张振鑫, 王涛, 彭雪丽, 岳贵杰, 张德宇, 刘先林*, 李建华

  随着航空航天遥感技术的发展，高分辨率对地观测系统逐渐形成，人们可以方便快速地获取大面积高分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率的对地观测数据[1]。遥感影像的建筑物自动提取作为遥感智能解译领域的一个重要研究课题[2]，如何快速、准确、稳定地从影像中提取建筑物，并基于此信息进行相关分析，是城市精细化管理[3]、高精度制图[4]、土地资源调查[5]等应用的基础。然而，遥感影像在采集中易受光照、阴影等因素的影响，且地球表面建筑物实体的尺度不一、周围环境多变，容易出现同谱异物、同物异谱的现象。这些情况造成了地物区分难、边缘模糊等问题，对遥感影像的精确建筑物提取提出了一系列的要求和挑战。

• 智能助行的人机交互策略发展

  王瀚升, 张艳瑜, 郭江真, 陶春静*, 樊瑜波*

  随着全球人口老龄化的加剧，老年人口比例不断上升。根据联合国《世界人口展望2024》报告，至2050年，全球60岁以上人口占比将从目前的12% 增至22%[1]。据国家统计数据报告，截至2024年，中国65岁以上人口数量已超2.2亿人，占全部人口的15.6%[2]，标志着中国已经进入中度老龄化时代。老年人因骨肌系统退变及平衡协调能力减弱，常面临行走困难与跌倒风险增加的问题，往往需要在辅助和保护下才能独立行走。此外，全球每年有数百万残障人士和其他运动障碍患者也面临行走困难的问题，仅中国目前就有残疾人8500万[3]。为帮助行动不便患者实现日常生活中的自主移动，多种助行设备应运而生，包括轮椅、假肢、外骨骼和助行器等。其中，助行器因能提供稳定支撑、扩大接地面积、适配场景广泛、操作简便等优点，成为老年人日常活动与康复训练的理想选择。因此，本文主要探讨助行器相关的研究进展。

• HER2低表达乳腺癌的诊治研究进展

  朱品璇, 殷文瑾*

  癌症是全球人类过早死亡的主要原因之一，且在57个国家中是首要致死原因。根据世界卫生组织（World Health Organization，WHO）2019年发布的全球死亡率数据，癌症可能在21世纪普遍超越心血管疾病，成为人类过早死亡的首要原因[1]。根据2024年2月WHO下属国际癌症研究机构发布的最新数据，2022年乳腺癌的新发病例数约为230万例，仅次于肺癌成为全球第二常见的恶性肿瘤[2]。在中国，乳腺癌的发病率和死亡率都在迅速上升，给医疗系统带来了巨大的负担。因此，研发针对乳腺癌的有效预防和治疗策略至关重要[3]。

• 海洋命运共同体理念的逻辑建构与路径指向

  张鸣亚, 李春林, 许鹤云, 陈慧, 程宗宇*

  “命运共同体”是中国特色大国外交理念的核心内容，彰显了中国与世界休戚与共的态度，而海洋命运共同体是人类命运共同体思想的重要组成部分。2019年，习近平总书记提出了构建海洋命运共同体的重要理念，为全球海洋治理指明了路径和方向，并得到国际社会的广泛认同。“海洋命运共同体”是中国对海洋未来发展乃至世界走向的前瞻性卓识。深入阐释其逻辑内容，剖析科学内涵，探索实现路径，是学术界值得研究的重要课题。

• 炼碱铸魂：侯德榜的科学实践与精神丰碑

  张艺凡, 王浪*

  “吃不起馒头，用不起玻璃”是20世纪初我国民间流传的一句话，因为制作馒头和玻璃所需的纯碱彼时被英国卜内门公司垄断。不过，侯德榜的出现打破了这样的局面。他提出：“无科学不能振兴工业，无工业无以促进科学”[1]的“科学、工业辅车相依论”，并为之奋斗终身。