中国科协2026重大科学问题、工程技术难题发布（含脑科学领域重点研究方向）- 大数跨境

中国科协2026重大科学问题、工程技术难题发布（含脑科学领域重点研究方向）

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2026-07-16

第二十八届中国科协年会主论坛7月15日在北京举行。主论坛上，发布了2026重大科学问题、工程技术难题和产业技术问题。

中国科协自2018年开始，持续组织开展重大科技问题难题征集发布活动。2026年活动，从前沿性、引领性、创新性、战略性四个方面严格把关，经过严谨规范的审读、评议、投票等程序，最终选出10个前沿科学问题、10个工程技术难题和10个产业技术问题，为持续性产出原创性、颠覆性科技成果树立“风向标”。

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深海环境智能感知关键技术研究

通过攻克深海极端环境下高动态范围自适应感知、声光信息融合建模、轻量化智能识别等深海环境智能感知关键技术，实现深海无人自主水下机器人“看得清、辨得明”，全面提升无人自主水下机器人在深远海复杂环境中的地形感知、典型目标检测识别等能力，显著降低深海机器人科考与作业的试验成本。构建“感知—决策—作业”全流程智能链路，推动我国深海探测装备从单一被动感知模式向自主智能感知模式转型升级，提升我国深海探测装备的智能化水平。

极端灾害性天气星地空新型机动平台协同观测试验及应用

本问题成功突破后，将打造国际领先的“星—地—空”机动协同观测业务能力，从根本上改变我国对台风等极端天气“看不清、测不准”的被动局面。其突破将直接支撑灾害系统致灾机理的原创性发现，并通过改进数值预报，将预报精度和提前量提升到一个新高度，社会效益巨大。最终，将使我国在重大气象灾害监测预警这一关键领域步入世界前列，对国家安全、科技进步和经济社会发展具有全局性、战略性意义。

高端装备中关键高分子材料的寿命预测与寿命调控

在航空航天、轨道交通、电子信息、新能源等关乎国家科研实力和科技发展水平的领域中，随着高分子材料在高端装备中的广泛应用，其在复杂和极端环境条件下的稳定性和可靠性已成为制约装备安全高效运行的新问题。“高端装备中关键高分子材料的寿命预测与寿命调控”对这一问题的背景、原因、研究现状和面临的挑战进行了充分的阐述。在我国新材料领域的发展从跟跑到并跑，并开始领跑的新形势下，对这一问题的持续深入研究必将为我国高端装备的高水平自主研发奠定坚实的材料基础。

太空计算中心构建技术

太空计算中心构建技术兼具前沿性、战略性和产业带动性，是“十五五”期间具有国际前瞻性布局的重要工程技术难题。该关键技术的突破将显著提升我国在天基智能处理、深空自主探测、空间态势感知、遥感实时服务和天地一体信息网络等领域的自主能力，并带动高可靠智算芯片、空间能源、热控材料、在轨组装、光通信、航天软件和商业航天服务等产业链协同升级，对培育新质生产力和实现高水平科技自立自强，具有长远引领作用。

场景驱动的全感官互联

场景驱动全感官互联一旦突破，将彻底颠覆远程医疗、工业控制、教育与娱乐等领域人机交互范式。医生可通过触觉反馈安全实施远程手术；在虚拟实验室中闻到气味并品尝物质味道，异地亲友可共享逼真的多感官聚餐体验。将推动新型传感器材料、边缘AI芯片、语义通信等产业链发展；在社会生活层面，人类将首次突破时空对感官束缚，实现真正意义上的亲身体验，推动教育、文旅、社交从二维视听迈入多维感知，重塑数字化生存方式。

超千米深井煤矿安全高效开采关键技术

我国浅部煤炭资源正在快速衰减，面临未来20~30年内可采资源枯竭的局面，埋深1000~1500m煤炭资源的释放是国家能源供应的基本保障。随着开采深度和强度增加，瓦斯、顶板、水害、冲击地压、地热等灾害不断加重，生产成本大幅度增加，现有煤炭开采技术装备难以支撑深部资源开采。研发超千米深部煤炭精细勘探、智能开采、安全防控技术和装备，推进深部煤炭资源的安全、高效开采，是向深部要资源、稳定能源供给的必然选择，具有重大战略意义。

大模型驱动的太空具身智能机器人自主探测作业技术

本难题是指以大模型为核心基座，赋予太空机器人跨模态感知、规划决策以及集群协同作业等自主能力。该难题的研究旨在解决地外天体探测、在轨服务与维护等复杂场景下机器人环境感知薄弱、自主决策受限、协同控制不足等问题，颠覆传统机器人操控模式，真正实现无人干预下的全场景自主智能作业。该技术攻关将支撑月球科研站等国家重大工程，破解“有硬件、无智能”困局，推进深空探测与在轨服务规模化应用，对构建太空机器人全时全域自主作业能力、打造太空新质生产力、抢占国际航天竞争制高点，具有重要意义。

AI驱动实现营养功能因子精准设计及功能食品智能制造

在人口老龄化加速与精准营养需求增长背景下，我国高附加值营养功能因子的产业转化能力不足的问题日益凸显。针对食品营养功能因子结构复杂、构效关系解析困难、制备工艺依赖经验试错等核心瓶颈，传统模式已难以满足现代食品营养与健康产业的精准化发展，必须采用变革性方式，提升营养功能因子的精准设计与开发效率。AI技术可实现从营养功能因子筛选、结构设计、生物合成、配方优化到工艺调控的全流程精准设计与智能制造，有望突破高附加值营养功能因子自主开发与高效制造瓶颈，推动功能食品产业向精准营养与智能制造方向转型升级，为实现关键功能因子自主可控及“健康中国”战略提供核心技术支撑。

全脑精细结构驱动的高仿真智能

本问题若取得突破，将重塑人类对智能本质的科学认知，推动人工智能由“数据驱动”迈向“结构驱动”的新范式，建立统一解释生物智能与机器智能的理论框架。科学认知上，揭示智能的本质与起源，为意识起源等终极问题提供可计算、可验证的实证基础。技术产业上，催生高能效类脑计算、新型芯片与脑机接口等颠覆性技术，有望形成千亿级新兴产业集群。社会效益上，将为认知障碍等重大脑疾病的早期诊断与精准干预提供新路径，提升人口健康水平。

全息数字仿真动态人体模型构建

全息数字仿真动态人体模型的构建对应了《Science》杂志提出的125个重大科学问题之一：“如何从海量生物数据中重构生命全貌”。该模型利用人体生命表型组大数据及不断迭代升级的算法对人体生命微观、介观、宏观运行规律进行解构；再利用解构获取的真实世界数据，通过数字仿真重构人体微观、中观和宏观网络化动态生命活动过程，这是一个能实时呈现人体生命活动的生理、病理、疾病转归、康复过程的AI大模型。该模型基于海量多模态数据、创新算法架构和超大规模算力，最终通过多元化的场景应用，推动生物医学研究从传统实验驱动向“AI+”智能驱动模式转变。随着该模型的不断迭代升级，有望实现更高效的靶点发现、药物研发以及个性化治疗方案，彻底重塑生命科学研究范式。属生物医学工程、计算机科学、基础医学、临床医学及数学物理学等多学科交叉的前沿领域。

一起来看2026前沿科学问题有哪些→

Hodge猜想

霍奇猜想的突破将彻底革新人类对几何本质的认知，揭示拓扑自由度与代数刚性之间的深刻统一。其核心断言意味着复杂拓扑结构可被精确编码为多项式方程的几何构造。这一突破将推动代数几何、拓扑学与表示论的深度融合。此外，该猜想与另一千禧问题BSD猜想也有本质相联，其解决将为数论与几何提供交叉验证，加速这些难题的攻克，重塑现代数学的整体疆域。

磁约束核聚变燃烧等离子体

可控核聚变是解决未来经济社会发展能源需求的终极途径之一。磁约束聚变研究正在迈向氘氚聚变阿尔法粒子自持加热主导的“燃烧等离子体”、产生净聚变功率输出的关键期。解决燃烧过程中能量与粒子平衡、宏观与微观稳定性控制难题，发展先进运行方案和氚燃料高效利用对策，实现聚变反应堆在阿尔法粒子加热主导下的长时间稳定高约束运行，并攻克其伴随的极端热负荷、氚燃料自持等一系列科学和工程技术难题，将直接推动聚变能走向商业化应用。

电解液微环境演化机制

电解液中的离子配位微环境决定了电化学反应过程的动力学和长期稳定性，对提升电池功率密度、循环稳定性、电催化反应效率、选择性等方面发挥着重要作用。厘清电解液中离子的体相、界面配位环境及演化机制，有望对电极表面双电层、离子传输调控等带来颠覆性的变革，重塑传统基于稀溶液体系的电化学基础理论。

人与自然互馈的地域分异机制及系统演变规律

人与自然的互馈过程深刻塑造区域可持续发展格局，但不同地理单元中人地耦合的驱动机制、地域分异规律与系统演变轨迹至今缺乏系统科学认知。研究突破将推动人地系统理论跃升，引领地理科学与生态、信息、管理等学科深度交叉，构建兼具预测能力与地域适应性的新范式。成果将为气候适应、粮食安全、生态保护与国土空间优化提供科学依据，支撑差异化空间管控；促进大数据、AI与空天地一体化观测在智慧治理与绿色转型中应用，服务因地制宜发展新质生产力。该研究还将助力联合国可持续发展目标，为应对区域发展失衡、生态系统退化贡献中国方案，兼具科学、战略与社会价值。

城市绿色空间与人类健康相互作用机理研究

城市绿色空间作为城市自然生态系统的主要载体，其发挥的多种生态系统服务已经逐渐被广泛承认，然而与污染防控，气候调节等功能不同，城市绿色空间的健康效应与人类福祉的关系更为直接和紧密，其实际需求与价值也更大。相关研究的突破将推动生态城市建设从现有的“生态环境保护”导向转向“人群健康促进”导向，形成以人类健康为核心目标的生态城市建设新模式，进而催生一系列生态城市建设的新理论、新方法和新规范，以及以生态健康为核心的城市新生活方式与新产品消费市场，加速基于自然解决方案在全球可持续城市治理中的落地。

具身自主智能的度量与演化

具身自主智能度量与演化统一理论的探索，将显著推动“如何定义与度量智能”这一人工智能领域长期未解核心问题的突破，引领人工智能系统分析由基于任务表现的经验范式迈向以能力结构与演化规律为核心的科学度量范式，奠定智能系统可比较、可优化与可预测的理论基础。在工程与产业层面，该理论将为自动驾驶、人形机器人等具身系统的准入与监管提供统一科学依据，加速规模化应用与技术迭代。在更广泛层面，有望形成面向具身智能的通用度量框架与演化技术体系，带动测试装置、标准体系与产业生态发展，对推动人工智能发展范式突破、加快形成我国智能化新质生产力，具有重要而深远的战略意义。

类生物计算范式的第一性原理与介观尺度实现机制

冯·诺依曼“存算分离+复杂节点”范式面临“算力尽头是电力”的不可持续危机。回归生物计算第一性原理，揭示“简单节点+复杂连接”以极低功耗涌现高智能的科学机理，发展以复杂网络为中心、与先进工艺弱相关的类生物计算范式，是突破这一危机的根本路径。该范式以介观尺度可重构复杂网络为物理载体，有望以成熟工艺实现3—5个数量级能效提升，开辟绿色、普惠、安全的计算新路径，重塑计算科学基础理论并催生万亿级新型计算产业。

“AI+”构建6G通信智能体网络的机理探究

从3G跟跑、4G并跑到5G领跑，中国通信人走过了一条波澜壮阔的超越之路。但“领跑”意味着前方的理论荒野中再也没有路标。美国的《赢得6G竞赛备忘录》，已将6G视为关乎大国博弈的基础性力量。面对这种较量，“语义信息论”不仅是对经典理论的挑战，更是我国在基础原理层面重构移动通信发展范式、提供“中国方案”的战略支点。“人工智能+”中的“+”，不是简单的物理叠加而应是产生质变的化学反应。当通信与人工智能从“相加”走向“相乘”，6G将真正成为赋能千行百业驱动时代跨越的超级引擎。

生物组织仿生类器官芯片

类器官芯片生物医用材料的科学问题突破，将实现从动物源性随机基质向人源性按需微环境的根本转变，显著提升药物筛选与疾病模型的预测准确性，减少对动物实验的依赖。产业化方面，自主研发生物墨水与芯片耗材将打破国外产品垄断，形成千亿级类器官和精准医疗业态。在再生医学层面，可灌注、可编程的仿生材料支架有望推动血管化组织构建和器官修复，为终末期疾病患者提供治疗希望，产生巨大的经济与社会效益。

阿尔兹海默症与脑类淋巴及淋巴循环动力学变化相关性

本问题旨在回答一个核心链条问题，在AD病理演进过程中，脑类淋巴-脑膜淋巴循环动力学是如何发生时空演变的？这种动力学衰退是AD的“因”还是“果”？其分子细胞机制及双向互作网络是什么？该系统研究体现了三个维度的创新：视角创新——突破“神经元中心论”，建立“流体动力学—微环境—神经退行变”的系统研究框架。方法创新——跨尺度融合（分子级AQP4极性—细胞级淋巴管形态—组织级荧光示踪—活体级多模态磁共振影像），实现结构与功能的闭环验证。转化价值——不依赖于直接靶向Aβ/Tau，而是通过恢复机体自身的“排污系统”来达到疾病修饰的目的，避开了传统靶向药物引发的炎症风暴等瓶颈。