日本产业与科技创新的重点发展方向

　　本文由创新研究（ID:naiscast)授权转载，来源:中国科协创新战略研究院《创新研究报告》，编译：曾乐融

　　编者按：为针对日本目前面临的老龄化、人口减少、地球变暖等问题和挑战，创造环境适应型新产业。2016年6月28日，日本产业技术综合研究所（National Institute of Advanced Industrial Science and Technology，AIST）基于对2030年产业和社会发展趋势的预测，发布了《2030年研究战略》，提出了日本产业与科技创新的重点发展方向，本文将这些重点发展方向做简要介绍。

一、发展超智能产业

　　随着信息通信技术的发展与普及，研究者可以从大量收集的情报和数据中创造出新的知识和价值。日本发展超智能社会，希望通过电脑空间和物理空间的高度融合，使人类从单调的工作中获得解放，使生活更加丰富。该领域主要战略性研究包括：

　　1.实现人类知觉、控制的扩展

　　信息物理系统（cyber physical system，CPS）指融合人类的知觉与控制能力、电脑空间以及物理空间的系统。通过开发CPS与发展测量人类内部（感情、胜利、生理心理）的技术，不仅能够在康复工作、体育训练上实现个性化，还可以实现自动驾驶，开发智能机器人。

　　2.人工智能硬件和软件的创新

　　通过人工智能（artificial intelligent，AI），系统能够实现服务自动升级。此外，还需开发能从大量情报中高效率抽取有用信息的人工智能硬件技术。

　　3.数据流通保密技术

　　开发电脑空间内利用人工智能进行自动进化的保密技术，例如能够自动解析病毒、生成防毒程序的技术。

　　4.情报交换设备和高效率网络

　　开发在物理空间和电脑空间之间高效传输信息的设备以及低耗能、高传输效率的网络。

　　5.新一代制造系统

　　开发能应对不同生产期、不同规模、不同加工难度、耗能低、成本低的信息物理系统对应型制造系统技术。

　　6.针对数码化制造业的创新测量技术

　　开发能够实时应对加工现场的测量技术，以及能够精准测量和分析内部形状的技术。

二、实现社会的可持续发展

　　日本希望通过发展可再生能源，减少对化石燃料的需求，在2050年之前削减80%的温室气体排放量。同时，也希望减少对稀缺资源依赖，通过普通资源制造出新功能材料，开发更有效的回收循环利用技术，实现清洁型社会。该领域主要战略性研究包括：

　　1.加强再生能源的普及

　　加强对高效率低成本能源（如太阳光发电技术、适应当地调节的风力发电技术、大规模深部地热发电）的普及，促进这些能源的利用率，开发智能电网技术。

　　2.开发新能源

　　开拓如地热和海洋中未利用的资源，并投入使用。

　　3.开发节能储能技术

　　开发低成本燃料电池技术，如，直接利用液体燃料的燃料电池，从而大幅减少贵金属的使用。

　　4.实现氢能源社会

　　氢能源取自于水，并可再生。通过低温活性催化剂、高效率低成本的水电解膜和电极材料，开发氢能源的储藏、运输和利用技术。

　　5.推进环保资源开发和循环利用

　　在开发、测量、生产海陆的能源时，不能忽视环境评估和生物多样性。除了节能减排，还应利用都市矿山和生物资源，建立起环保的资源循环体系。

　　6.开发环保的新催化剂、新化学合成技术

　　为了达到零件的轻便化和高强度化，开发能够连接异种材料的复合材料以及接合技术。开发能够将生物质原料加工为高机能素材的催化剂以及高效率的磁力冷冻技术。

三、活用物质和生命构造

　　在解析物质和生命构造的基础上，对其进行重新构造和利用。通过发展此项技术，可以开发出高性能材料、设备、生理活性物质、细胞制造技术，创造新产业和健康长寿的社会。该领域主要战略性研究包括：

　　1.超显微测量技术

　　电子、光子、原子层面上的超显微测量技术能够应用在超敏感度检测器和医疗检测仪器上，实时观察细胞机能，反映实际的生物构造。

　　2.新机能材料

　　计算物质的原子结构与机能，改进设计方法，提高机能性材料的开发效率。同时，利用大量的材料数据与人工智能，开发高机能材料和制造工艺。

　　3.高附加值材料

　　开发能够根据环境、使用状况进行自我学习、改变形状的材料，进一步开发纳米级的有机、无机材料、有飞跃特性的纳米碳等高附加值材料。

　　4.新原理、新机能设备

　　应用原子分子控制带来的新现象，开发能够高速处理大规模数据的设备和超低耗电传感器、分子聚合执行器等新原理、新机能设备。

　　5.合成技术创新

　　基于遗传物质的机能发现和结构理解，确立转基因等生物合成技术。通过生物资源，开发高效生产医药品和高价值物质的合成技术。

　　6.生理构造解析

　　开发能够分析从DNA到器官个体形成的相关技术，并以此为基础，探索研发高效率的医药合成和个性化医疗技术。

　　7.生物芯片与健康可视化

　　基于细胞物质间相互作用、细胞分化的原理和干细胞加工技术，开发生物芯片，应用于健康分析。并且，开发高速、高感度设备以应对大规模流行病。

四、增强社会的安全性

　　为了提早回避各种风险、减少灾害和环境变化的损失以及促进灾后恢复，要提升科技综合实力。该领域主要战略性研究包括：

　　1.评估和降低自然灾害风险

　　正确预测巨大地震和火山喷发等自然灾害，开发减低灾中损失和提高灾后恢复速度的技术。应对火山喷发、海啸和大地震的连锁灾难，强化提升国家和企业的风险管理能力。

　　2.新测量技术

　　为了评估健康风险，开发多级、实时监测环境粒子和精确迅速测量食品成分和环境污染物的测量技术。此外，为了解决社会基础设施老化问题，需开发放射线、超音波、量子射线等全球先进测量技术。

　　3.地质信息的可视化

　　推进地质图和地球科学图的完善，并将其作为国家重点项目。同时，根据最新知识进行旧数据改进，利用观测卫星信息推进国土可视化。利用钻探技术，使地下信息可视化，并开发能根据实际情况削减风险的技术。

　　4.保障稳定供水供粮的新系统

　　开发新材料以及食品的生产、保存、管理和运输系统，以保障全球变暖等巨大环境变动下的稳定供水供粮的能力。

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