科技导报杂志

科技导报杂志2025年第20期

• 人工智能大模型推动具身智能无人系统发展

  王耀南

  人工智能大模型的出现，为具身智能无人系统的发展注入了强大动力。大模型具有强大的学习能力和泛化能力，能够处理复杂的多模态数据，为无人系统的感知、决策和控制提供更高效、更智能的解决方案。

• 中国学者推动分子结构化学从1迈向100

  2025年10月8日，瑞典皇家科学院宣布，将2025年诺贝尔化学奖授予科学家北川进、理查德· 罗布森和奥马尔·亚吉，以表彰他们“开发了金属有机框架（MOF）”。这类材料具有较大空腔的分子结构，气体和其他化学物质可以在空腔中流动。通过改变MOF中使用的构建块，化学家可以设计它们来捕获和存储特定的物质。正如诺奖委员会评价：“他们为化学创造了新空间”——而让这片“新空间”从理论蓝图变为现实价值的，正是全球科研工作者数十年“从1到100”的脚踏实地。其中，中国团队以系统性突破构建起MOF领域的“应用支柱”，成为推动该领域获诺奖认可的关键力量。

• 光“手术刀”切开生命微观世界

  如何在不物理切片的前提下，看清整块组织里的纳米级结构？2025年10月16日，《Science》发表一项突破性成像技术——美国伊利诺伊大学芝加哥分校Ruixuan Gao团队研发的VIPS（光化学切片体积成像）技术，首次实现对完整生物器官的纳米级分辨率三维重建，为神经科学、病理学研究打开全新维度。

• 欧盟发布2项战略加快人工智能应用

  2025年10月8日，欧盟发布“应用人工智能”和“科学中的人工智能”2项战略，以加快欧洲工业与科学领域对人工智能的应用。

• 追踪大气中的“隐形铁”：气溶胶中的可溶性铁

  可溶性铁，这一看似微不足道的元素，正在连接起气候变化、海洋生态与人类健康的复杂链条。中国地质大学（武汉）环境学院孔少飞团队联合湖北省大气复合污染研究中心，在《地球科学》发表综述论文，总结了源排放大气气溶胶中可溶性铁的理化特性、形成机制与排放清单构建方法，为改进气候和大气化学模型提供了关键支撑。

• 未来诺贝尔物理学奖的中国方向

  2025年10月18日，诺贝尔物理学奖得主、理论物理学家杨振宁在北京逝世，享年103岁。一个时代的学术灯塔陨落的同时，关于“中国下一个诺贝尔物理学奖将从何处诞生”的追问再次被点亮。就在本月早些时候，瑞典皇家科学院把2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、米歇尔·德沃雷和约翰·马蒂尼斯，表彰他们在超导电路中揭示“宏观量子隧穿与能级量子化”的实验工作——把本以为只在微观世界发生的量子效应，清晰地带到了“可拿在手里”的宏观系统之中。

• “从矿到磁”的中国稀土体系与美国的重建之路

  2025年10月以来，围绕稀土与永磁体的全球博弈再度升温。国际能源署（IEA）最新数据表明，中国在稀土及永磁体生产上的主导地位依旧稳固。与此同时，中国对稀土资源的出口、技术转移和应用许可实施了更严格的规定与管理；而在大洋彼岸，美国则以国防部为主导，推动公私合营项目，加快建设从采选、分离到磁体制造的“端到端”产业链。

• 半导体单光子探测器体积更小、噪声更低

  2025年10月10日，安徽省量子信息工程技术研究中心发布消息，中国实现了全球首款4通道超低噪声半导体单光子探测器的量产落地。该设备在探测效率、暗噪声水平、集成度等多项关键指标刷新世界纪录，标志着中国单光子探测技术进入领跑阶段。

• 病毒竟变身植物进化加速器

  中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队与中国科学院微生物研究所邱金龙团队合作，对双生病毒复制子进行工程化改造，首次在植物底盘中构建了快速且通用的体内定向进化系统GRAPE，并利用该系统实现了植物免疫受体NRC3和Pikm-1的体内定向进化，为植物基因和蛋白的工程化改造提供了性能强大的高通量技术平台。2025年10月2日，相关研究成果发表于《Science》。

• 二维-硅基混合架构闪存芯片刷新存储速率

  当下，信息的存储速度极限，成为集成电路领域最为关键的基础科学问题之一。目前速度最快的存储器均为易失性存储器，速度为1~30 ns，但断电后数据会丢失。传统闪存不会轻易丢失数据，但存储速度比芯片工作速度落后10万倍以上。

• 富碘界面自动填充固态锂电池表面裂缝

  中国科学院物理研究所黄学杰团队联合华中科技大学、中国科学院宁波材料技术与工程研究所等组成的研究团队开发出一种阴离子调控技术，解决了全固态金属锂电池中电解质和锂电极之间难以紧密接触的难题，为其走向实用化提供了关键技术支撑。2025年10月7日，相关研究成果发表于《Nature Sustainability》。

• 中国“朱雀基地”打造地外居住新范式

  火星极端的环境条件——如高强度宇宙辐射、极端低温、沙尘暴与微陨石撞击等——对人类长期居住构成严峻挑战。如何在资源受限的火星表面实现安全、高效、可持续的居住，是深空探测与地外建造领域的关键课题。

• 长寿密码：环状GMP-AMP合成酶

  John C. Martinez, Andrei Seluanov, Vera Gorbunova

  胞质传感器中的DNA修复功能表明其在裸鼹鼠长寿中具有潜在作用

• 光拨动“隐藏的秩序”

  Zhiren He, Guru Khalsa

  圆偏振光：对铁轴性的直接调控

• 人工智能到底是一门什么学问？

  李国杰

  人工智能（artificial intelligence，AI）作为一门学问已经发展了近80年。现在人们常将1956年称为人工智能的元年，因为那一年召开的达特茅斯研讨会上，最先采用了“人工智能”这个术语，但实际上那次为期2个月的研讨会并没有留下里程碑式的文献。麦克洛克（Warren McCulloch）和皮茨（Walter Pitts）1943年在《Bulletin of Mathematical Biophysics》期刊上，发表了第一篇关于神经网络模型的论文《A Logical Calculus of the Ideas Immanent in Nervous Activity》[1]，这个经典的M−P（McCulloch−Pitts）模型对当今人工智能的发展仍然发挥巨大作用。因此，人工智能这门学科从1943年算起，可能更加合理。

• 光驱动微纳马达的机理及应用

  陈刚, 刘云龙, 张冰洋

  微纳马达是一种介于微纳米尺度、能够将外部环境能量转化为自身动能并执行特定功能的微型装置，在生物医疗、生物传感和水环境监测修复等领域[1−2]展现出巨大的应用潜力，已成为纳米科技和生物医学的前沿热点。微纳马达的核心在于其运动，目前主要驱动方式包括化学燃料驱动、电场驱动、磁场驱动和光驱动等。相较于其他驱动方式，光驱动具有独特优势，如将洁净、易获取的光能作为微纳马达的理想能量来源，通过改变光强、波长、光入射角度或光的启闭可实现微纳+马达运动的远程控制[3]。本文从光驱动微纳马达的驱动机理着手，探讨了其在材料科学、光能利用及驱动控制等方面的进展，并展望了光控驱动微纳马达的发展方向。

• 面向无人系统的具身社会感知智能：流程与框架

  范丽丽, 史光宇, 陈恺舸, 李创, 曾昌贤, 邓方

  在俄乌冲突这一智能化对抗的“试验场”上，多种新技术与新装备不断涌现并投入使用，无人系统与人工智能的深度融合不仅凸显了现代对抗的高科技特征，也在重塑传统对抗场格局。双方先后部署了数十种无人装备，涵盖无人机、无人车、无人舰艇等多种类型。乌克兰的“愤怒”“列雷卡”“惩罚者”“旁观者”等型号无人机具备情报、监视与侦察能力，能够对对方部队位置和动向进行精确感知；俄罗斯则主要依靠“奥兰−10”等中小型多用途无人机执行侦察监视任务。与此同时，人工智能在信息与认知领域的作用同样突出：交战双方广泛使用智能算法处理来自媒体与社交网络的开源内容，用于识别、传播甚至反制虚假信息，舆论与情绪信号由此直接嵌入博弈过程中[1]。更具象征意义的是，对抗场透明度已不再完全依赖前线侦察兵的数量。当一名乌克兰农民用手机拍摄对方车队并上传至Diia政务应用程序时，这一“全民传感器”便与无人机、卫星等具身感知手段，共同织就了前所未有的信息获取网络[1]。在此基础上，乌克兰依托Delta态势感知系统与Palantir Meta Constellation，将来自无人机、卫星、前沿传感器与盟友情报的多源数据整合进统一平台，生成数字化对抗场模型[2]，实时识别对方阵地并优化打击方案，从而显著提升了指挥与决策的效率与精度[1]。Meta Constellation等工具也被用来聚合商业卫星与热传感无人机图像，为目标位置预测与应对方案提供支持[3]。

• VLA架构下的智能体演化：从机理建构到应用拓展

  张慧, 谢东锦, 梁姝彤, 李明轩, 贾晓丰, 田永林, 马思吉, 李浩然, 李浥东

  人工智能正经历从“感知智能”“认知智能”向“具身智能（embodied intelligence）”的深刻演进。传统的人工智能系统能够识别图像、理解语言，但往往止步于“知”的层面，无法进一步完成“行”的环节。实现从“能感知”“会思考”到“可行动”的跃迁，是智能体走出虚拟空间、进入真实世界的关键所在。正如Brooks在1991年所提出的“智能源于与环境交互”的经典观点[1]，具身智能的本质是通过感知、认知与行动三大能力的闭环融合，使智能体能够在开放环境中自主感知世界、理解意图并执行任务。围绕这一目标，视觉−语言−动作（vision−language−action，VLA）模型的提出成为支撑具身智能落地的核心技术路径。

• “物−人−场”交互视域下的数字孪生技术研究进展

  游佳莉, 邓佳文, 焦子韵, 罗阿理, 宋轶晗, 邱波, 任福继

  新一代信息技术的集群式突破与融合创新，促使数字孪生（digital twin，DT）技术迈入变革的新阶段。该技术作为数字化转型进程中的关键驱动力，其发展历程呈现出显著的阶段性演化的特点。它的发展历程可追溯到美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）航天器维护的初步实践，随后在工业4.0时代实现大规模应用，再到当前智慧城市、智能制造等领域的深度融合，这一技术发展历程展现了持续演进的轨迹。特别值得关注的是，人工智能、物联网、5G（第5代移动通信技术）、云计算与边缘计算的协同发展，推动数字孪生技术实现了从“静态建模”到“动态交互”、从“单向映射”到“自主进化”的实质性突破，这些变化正在重塑数字经济时代的技术生态体系。

• 无人船系统中的具身智能：关键技术与发展

  范丽媛, 王兆杰, 杨战, 刘鹏, 吴笑风

  海事无人化装备持续演进，其中无人船是当前最具应用成熟度与验证基础的水面无人平台形态；与大型商船受限于技术就绪与合规要求、以辅助自动驾驶和自主避碰为主的路线不同，无人船在港池与近岸等多任务场景中积累了更丰富的实践土壤，聚焦无人船领域的具身智能研究与工程实现，旨在推动无人船从主要依赖操作者与预设脚本的远程操控平台升级为在复杂海情中可自适应运行的自主海洋智能体，这一方向已在海洋无人系统研究中被明确为未来演进的关键路径[1]。早期的传统的无人船（unmanned surface vehicle，USV）多以岸基和舰载人员远程操控，或按既定航线执行为主，因此在决策与控制上，其对操作者与先验程序存在强耦合[2]。一旦进入涌浪、洋流、风浪耦合与移动障碍频现的非结构化海上环境，这类系统常在姿态稳定、路径跟踪与避碰鲁棒性上暴露短板，所以需要以更强的建模与制导导航控制（guidance navigation and control system，GNC）能力来对抗扰动与不确定性[3]。具身智能（embodied AI）主张在真实环境中以感知—决策—行动闭环涌现稳健、通用的行为能力[4]；其在机器人、无人机与自动驾驶等领域已用于提升不确定环境下从感知到控制的适应性，并支持仿真到现实（Sim2Real）迁移与在线自校准。将具身智能引入无人船，可把感知、学习决策与推进操纵等物理结构深度耦合，贯通感知—推理—控制全链路，形成可在线学习与自我校准的闭环体系[5]。其目标是让无人船像经验丰富的船长那样进行情境理解、风险评估与自主管控，以应对海浪、洋流、移动障碍及突发故障等多源不确定性，进而实质性提升自主性、可靠性与任务完成率[6]。

• 非结构化环境下人形机器人行走规划与控制

  曹屹峰, 何俊鹏, 李炳贤, 范丽丽, 田永林, 文伟松, 曹东璞

  人形机器人作为最接近人类形态与运动方式的自主系统，一直被认为是未来人工智能与机器人技术的重要方向[1]。与轮式或履带式机器人相比，人形机器人能够在以人为中心设计的环境中自然行走和操作，具备穿越狭窄通道、攀登楼梯、通过障碍、操作人类使用的工具，以及与人类共处的独特优势[2]，这些特性使其在灾害救援、医疗护理、家庭服务和工业制造等场景中具有广阔的应用前景[3]。

• 面向高速移动通信的多普勒频移在线智能预测方法

  白新哲, 于周源, 胡小玲, 刘晨熙, 彭木根

  随着移动通信技术[1]的持续演进，第6代移动通信系统（6th generation mobile networks，6G）已成为未来通信发展的核心方向[2−3]。与此同时，车联网[4−5]、高速铁路[6−7]与无人机[8]等新兴应用场景迅速发展，推动了高速移动环境[9−11]中无线通信需求的急剧增长。以车联网为例，在高速行驶过程中，无人驾驶汽车需与周围车辆及道路基础设施保持低时延、高可靠的通信，以实现快速响应并规避潜在安全风险。然而，传统通信系统在实时性、稳定性与通信效率方面难以满足上述严苛需求。因此，针对高速移动环境下的可靠通信保障已成为亟需解决的关键问题。

• 中文版吞咽生命质量量表在认知功能障碍患者中信度和效度研究

  王懿萱, 乔雨晨, 杨昆, 陈哲, 唐毅, 秦琪

  中国人口老龄化趋势日渐明显，根据2020年第七次全国人口普查数据显示，60岁以上老人占比18.70%[1]，在老龄化社会背景下，中国老年群体中轻度认知障碍发病率在过去10年间持续攀升，虽在不同省份、区域间存在差异，但整体增长幅度为11%~28%[2]。

• 纳米生物材料前沿进展与未来挑战

  彭邹君, 吴爱国

  对微观世界奥秘的探索是中华文明生生不息的科学追求。早在1800年前，《易经》提出的“穷理尽性以至于命”已折射出对物质本质的哲学思考，而古老的“百炼成丹”工艺更暗合纳米尺度物质重构的原始智慧。20世纪90年代，中国科学院率先布局纳米材料基础研究，在国际上首次实现一维纳米材料的大规模可控合成；至21世纪初，国家纳米科学中心的建立使中国跻身全球纳米科技研究核心阵营；进入新10年，“纳米前沿”重点专项更推动中国在生物医药领域取得系列突破。自主研发的紫杉醇白蛋白纳米粒（克艾力®）打破进口抗肿瘤纳米药物垄断，国产生物可吸收冠脉支架（NeoVas®）实现临床普及，新型量子点体外诊断试剂获欧盟CE认证。这些基于纳米生物材料的成果不仅铸就了守护人民健康的“纳米长城”，更在全球生物经济竞争中刻下了鲜明的中国坐标。

• 让中国碗盛满中国粮—李振声的农业科技自强之路

  高文静, 王以芳, 孟令耘, 王传超

  “民以食为天，食以粮为主”，这一贯穿中华五千年的重农思想，奠定了粮食安全在治国理政中的核心地位。党的十八大以来，党和政府将传统重农思想的精髓与当代国情相结合，把粮食安全提升为“国之大者”。习近平总书记高度重视农业农村工作，对解决好吃饭问题，时时念兹在兹，强调“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己手中”[1]。作为中国著名的遗传学家、小麦育种专家，李振声（中国科学院院士）多年来的工作正是这一嘱托的实践缩影。他取得的一系列成就，不仅是对“以农为本”传统的科技践行，更直接呼应了党的二十大“全方位夯实粮食安全根基”的部署，为种业振兴、盐碱地综合利用等新国策提供了实证支撑。