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一年一度的北京市两会已经闭幕科技资讯社，《政府工作报告》在闭幕会上获得通过。来看有哪些重大科技专项写进了北京市今年的政府工作报告科技资讯社？
文/记者 吉菁菁 新媒体编辑/ 陈炫之
“超前布局脑科学、人工智能…… 积极承接国家实验室、‘两机’专项等重大项目……开工建设地球系统数值模拟等2个国家重大科技基础设施……”在今年的北京市政府工作报告中科技资讯社，出现了一长串重大科技专项的名称。咱们一起来看看今年北京市科技舞台上将上演哪些重头戏科技资讯社？
报告原文：……主动对接国家科技创新面向2030年的重大项目和重大工程，超前布局脑科学、人工智能、生物技术、石墨烯和第三代半导体等基础前沿研究，着力提升原始创新能力，打造世界知名科学中心
脑科学：“中国脑计划”项目已启动
作为将改变人类生活方式的前沿科技趋势之一，新兴的脑科学研究当前正处于飞速发展的阶段，相关成果的论文发表数量也一直呈指数级增长。
脑科学近来的热点研究中，除了fMRI（功能性磁共振成像）技术，还有EEG（脑电图描记器）和机器学习的结合。后者可以对癫痫病人发作进行自动监测和预警，也能对酒后或情绪波动的脑波进行数据分析。完全“黑科技”的脑机接口（BCI）算法，主要研究如何用神经信号与外部机械直接交互的技术。
Facebook甚至在去年新成立了一个“神秘”部门，专门负责研发“脑机接口”技术来进行“读心”。而随着各种各样的可穿戴式设备的兴起，无论是脑波遥控或脑波感应的猫耳朵等“小玩具”，还是各种健康类辅助产品，也都掀起了一轮热潮。
在国内，以解析复杂数据，模拟脑工作，探究记忆、学习、决策等原理，模拟智能交互，大数据挖掘，智能医疗诊断等方面为目标的“上海脑计划”已于2015年3月启动。由中国科技部、国家自然基金委牵头成立，全称为“脑科学与类脑科学研究”的“中国脑计划”项目，经过了专家在2年时间内的数次讨论及论证在去年启动。项目主要研究方向是以探索大脑秘密、攻克大脑疾病为导向的脑科学研究以及建立发展人工智能技术为导向的类脑科学研究。
作为我国面向2030年的六个长期科学项目工程中的一个重要项目，该项目可促进提升我国基础脑科学技术研究平台发展，技术体现在神经标记和神经环路示踪技术、大脑成像技术、神经调节技术、神经信息处理平台等方面。此外，该项目还有望建立一个脑图像国家平台、一个有关大脑功能失调的血液生物库和大脑生物库以及大脑健康训练和教育中心。未来我们有望通过分子、影像以及相关标记物，在大脑疾病的早期诊断和干预上发挥重要作用。常见的脑功能障碍疾病，如自闭症、心理障碍、抑郁症、上瘾以及神经衰退性疾病阿尔茨海默综合征、帕金森等疾病都是这项计划首先要攻克的目标。
人工智能：我国将尽快编制专项规划
如果说2016年是人工智能主流化发展的元年，那么新的一年，随着各类资本和技术的投入力度，人工智能大概会以更锐不可当的姿态朝我们涌来。2017开年仅仅一个月，谷歌的AI挑战了号称是“人类最后的智慧堡垒”围棋，碾压多名国际顶尖高手后大胜而归；亚马逊的语音助手Alexa也以深度学习算法和流畅的智能交互在2017 CES上大放异彩。
当AI已经能够轻松地识别人脸，在1秒内写出流畅的春运报道，甚至可以在驾驶汽车过程中预判前车事故，从而提前制动，我们翘首期盼的“强人工智能”发展，好像也已经影影绰绰地渐行渐近。北京时间1月17日，国家主席习近平在达沃斯经济论坛的演讲中，提到传统增长引擎对经济拉动作用有减弱的现象，他在谈到新增长点的时候，特地点名了人工智能领域。科技部部长万钢也在2017全国科技工作会议上指出，“科技创新2030-重大项目”将尽快编制完成实施方案，并编制完成人工智能专项规划，加快推进人工智能等重大项目的立项论证。”
据工业和信息化部赛迪研究院发布的《2016中国人工智能产业演进及投资价值研究》报告显示，2015年全球人工智能市场规模达到1683.9亿元，预计2018年将达到2697.3亿元，复合增长率达到17%。在整体政策的规划和指引下，人工智能领域带动的云计算、物联网、大数据、机器人等产业的迭代与发展规模更是不可估量，更有望逐步打开万亿级别市场。
石墨烯：北京市已编制科技创新专项规划
作为世界上目前已知的最薄材料——在可见光下透明，仅仅只有一个碳原子的厚度，拿它制作的显示屏会薄如蝉翼；因为只有一层原子，电子的运动被限制在一个平面上，运动速度达到了光速的1/300，远远超过了电子在一般导体中的运动速度，它也具备了全新的电学属性。
可做超级电容、感光元件、信息存储器件、3D打印材料，又能“肩抗”催化剂载体、防腐涂料、药物输送的重任，甚至被植入人体骨骼，用来催化治理黑臭污染水体，还能帮助检验癌细胞……虽然在2016年石墨烯经历了几轮炒作和夸大的风潮，但不可否认的是，这种2004年被发现，由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，完全称得上是当之无愧的“新材料之王”。
国家在"十二五"规划中明确将石墨烯列为重要的战略性新兴产业，在国家战略指引下，我国此种新材料的研发和专利持有也已在全球占据一席之地。 2016年8月，北京市科委牵头组织石墨烯领域专家编制了《北京市石墨烯科技创新专项（2016年-2025年）》，提出了北京石墨烯材料制备、应用技术及产业发展方向和目标，在石墨烯创新平台建设、石墨烯薄膜、粉体规模化绿色化制备及石墨烯材料应用技术、装备与检测等方面布局了重点工作任务。
第三代半导体：我国碳化硅晶元制备尚空缺
半导体产业的发展先后经历了以硅(Si)为代表的第一代半导体材料，以砷化镓(GaAs)为代表的第二代半导体材料，如今，以碳化硅(SiC)、氮化镓（GaN）、氧化锌、金刚石、氮化铝为代表的宽禁带半导体材料以巨大优势力压第一、二代半导体材料，被统称第三代半导体材料。可做固态光源、电力电子、微波射频器件的“核芯”，以及光电子和微电子等产业的“新发动机”，尤其是作为新一代半导体照明关键的器件，第三代半导体材料在许多应用领域拥有前两代半导体材料无法比拟的优点。通过第三代半导体材料技术，可使笔记本电脑适配器的体积减少80%，甚至能将一个变电站的体积缩小至一个手提箱的大小规格。
第三代半导体材料中，以碳化硅(SiC)、氮化镓（GaN）“双雄”发展最为迅猛，其他材料研究尚在起步阶段。业界普遍看好碳化硅（SiC）的市场发展前景，未来50%的节能效果被认为需要通过它来实现。由碳化硅材料制作成的功率器件会作为节能设备最核心的部件，从而带来一个清洁能源的新时代。另外，目前新能源汽车与充电桩对于电源转换的强烈需求，也成为发展碳化硅产业的主要拉动力量之一。根据预测，至2022年碳化硅(SiC)市场规模将达到40亿美元，年平均复合增长率可达到45%，届时将催生巨大市场应用空间。
美、日等发达国家已将第三代半导体材料列入国家计划划，并展开全面战略部署。我国在该领域的发展的最大瓶颈就是对碳化硅晶元的制备尚为空缺，大多数设备靠国外进口，碳化硅(SiC)原材料的质量、制备问题亟待破解。大力发展第三代半导体材料技术，可以解决制约我国能源可持续发展的高效节能电力电子核心器件产业滞后情况，带动相关材料、模块和装备的发展，为相关上下游产业和相关战略性新兴产业提供强有力的支撑。
报告原文：进一步拓展和优化中关村科学城发展空间，积极承接国家实验室、“两机”专项等重大项目，在前沿科学技术创新、成果转化、双创平台建设和环境服务提升等方面实施一批项目，发挥中关村科学城的引领、辐射和带动作用。
国家实验室：重大科研成果的主要诞生地
国家实验室一般代表国家战略创新的最高水平，是抢占国际前沿制高点的主力军，其影响力和成效将成为评估考量一国综合国力的重要因素。其研究成果对于新兴产业发展具有重要的影响力，往往是重大科研成果主要诞生地。国家实验室规模巨大，人数众多，综合性强，鼓励学科协作和创新，如美国的洛斯阿拉莫斯国家实验室、橡树岭国家实验室。国家实验室体现国家战略意图，必须由政府提供高强度的支持，并指定研究方向，配套庞大的大科学装置群，同时向社会开放，直接支持国防建设和经济领域各个方向的发展。
目前国内国家实验室项目工作重点是要做好管理机制设计和领域的选择。据科技部部长万钢在去年“展望十三五”系列报告会上介绍，我国2030年重大项目和面向2020年的重大专项已形成了相互衔接、梯次有序的战略布局。在电子信息领域，2020年中国将实施核心电子器件、高端电子芯片、基础软件、极大规模集成电路制造技术的成套工艺、新一代宽带无线移动通信等项目；2030年将实施量子通信与量子计算机、国家网络空间安全、天地一体化信息网络、大数据等等项目。
“两机”专项：航空发动机和燃气轮机
去年年末我国完成了圆珠笔钢国产化的难题突破，但你知道“两机”——航空发动机和燃气轮机目前也亟待实现自主制造吗？
航空发动机被誉为“现代工业皇冠上的明珠”，是保证国家安全、彰显强国地位的航空武器装备的“心脏”。假如按照产品单位重量创造的价值计算，船舶为1，则小汽车为9、电视机为50、大型喷气飞机为800，航空发动机高达1400。作为当今世界上最复杂的、多学科集成的工程机械系统之一，航空发动机制造涉及气动热力学、燃烧学、传热学、结构力学、控制理论等众多领域，不但要满足在高温、高压、高转速和高载荷的严酷条件下的工作，并且还要满足推力／功率大、重量轻、可靠性高、安全性好、寿命长、油耗低、噪声小、排污少等众多十分苛刻而又互相矛盾的要求。据统计，全新研制一型跨代航空发动机，一般需要二十几年，比全新研制同一代飞机时间长一倍。航空发动机不仅要创新设计制造，还需经历无数次的试验和试飞。航空发动机产业链长，覆盖面广，涉及机械、材料、电子、信息等诸多行业，如能实现国产化，将对我国的基础工业和科学技术的发展带来有巨大带动作用和产业辐射效应。
燃气轮机出现在大至大型发电装置、小到窄体民用客机的最“核心”处，其作为能源动力装备领域的最高端产品，涉及国家能源和国防安全的战略性产业，也反映一个国家先进制造业技术水平的标志。如今，高效低碳燃气轮机的研发，已经成为欧洲和美国等发达国家和地区的研发重点。目前国家发改委和科技部也已将我国燃气轮机市场发展的思路和对策纳入“十二五”及长期发展规划中，重型燃气轮机被作为国家优先发展的10项重大技术装备之一。
报告原文：全面落实怀柔科学城发展规划，细化完善各专项规划，推进综合性国家科学中心建设，开工建设地球系统数值模拟等两个国家重大科技基础设施和材料基因组研究等一批前沿交叉研究平台，推进高能同步辐射光源等3个国家重大科技基础设施立项前期工作，努力打造科学综合实力新高地。
地球系统数值模拟装置可助力大气污染治理
将于今年上半年在怀柔科学城开工的“地球数值模拟装置”项目集高性能计算机、软件工具、支撑技术、地球数值模拟应用软件等于一体。建成后，可以模拟地球表面全圈层和长期气候系统变化，对地球环境系统中各类物理、化学和生物过程进行精细描述。“地球数值模拟装置”项目将建立面向地球科学的高性能计算机原型系统和地球系统数值模拟可视化系统两个平台。借助该装置，科学家可以实现对大气、洋流、地壳、生态等的仿真研究，用于还原或预测地球自然变化过程的应用，除了能应对地球变化、防灾减灾等问题，当前全国人民最关心的防治大气污染等环境治理难题也能借助该装置。
材料基因组：实现从发现材料到定制材料
在材料研究中，最小功能单位是组分，通过不同组分间的相互组合、配比，可以形成数以万计不同性能性状的材料。从这点来说，材料基因组工程与人类基因组工程类似，都是通过高通量计算，结合已知的可靠实验数据，用理论模拟去尝试尽可能多的真实或未知材料，建立其化学组分、晶体和各种物性的数据库，并利用信息学、统计学方法，通过数据挖掘探寻材料结构和性能之间的关系模式，为材料设计师提供更多的信息，多快好省地开发新材料。
在未来，也许可以像搭积木一样直接定制特定功能的材料，这与“搭建”生物性状的基因片段有异曲同工之妙。合成不同元素占比的材料，在极端条件试验装置中收集该种材料在不同外界条件下的数据，从而做出不同材料的“家谱”。材料基因组项目建成后，将大大加快材料图谱的信息收集，实现从“发现材料”到“定制材料”。
高能同步辐射光源装置：落户怀柔科学城
同步辐射光源是指产生同步辐射的物理装置，其已成为众多学科前沿领域不可或缺的大科学装置。第一代同步辐射光源是寄生于高能物理实验专用的高能对撞机的兼用机，第二代同步辐射光源是基于同步辐射专用储存环的专用机，第三代同步辐射光源为性能更高且储存环之直线段可加装插件磁铁组件之同步辐射专用储存环的专用机，现在正在研究的自由电子激光器则为新一代的高强度光源设施。
我国现有的同步辐射光源都是中、低能光源, 然而与国家重大需求和工业核心创新能力相关的研究急需高性能的高能同步辐射光源支撑。该装置应用领域包括物理学、化学、生命科学和医学、材 料科学和工程、能源科学和技术、地球和环境科学、 纳米科技、计量学、考古学等。目前高能同步辐射光源装置也落户怀柔科学城，该项目是研究前沿基础科学、工程物理和工程材料等不可或缺的手段，建成后将填补我国此前在这方面的空白。
（本文由北京科技报全媒体中心采编制作，转载授权请下载“科学加”客户端，在本文底部评论区留言申请同意，违者必究）
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