北京理工大学：医工交叉全球尖端科学展望报告（106页）.pdf

1、1医工交叉：全球尖端科学展望?“今天不可能的事情，明天将变为可能。”现代航天学之父 齐奥尔科夫斯基科学发展史表明，生命科学、工程学和物理科学的交叉融合产生新的行业，并对人类生活产生重大影响。上世纪，来自遗传学、生物化学和生物物理学等不同领域科学家的探索性工作推动产生了一门新的学科分子生物学。1938 年，物理学出身的德尔布吕克选择噬菌体作为探索基因之谜的理想材料，1952 年他首创同位素标记的实验技术证实遗传信息的载体是 DNA，同年美国微生物学家赫尔希也用同位素示踪法再次确认 DNA 是遗传物质，德尔布吕克和赫尔希由此获得 1962 年的诺贝尔生理学和医学奖。1953 年，美国遗传学家沃森和

2、英国晶体物理学家克里克合作，提出 DNA反向平行双螺旋结构，从而开创了分子生物学的新纪元。学科之间的交叉融合已经成为本世纪科学技术发展的特点，面向未来的重大、颠2医工交叉：全球尖端科学展望覆性创新往往发生在跨学科跨领域的科学研究中。21 世纪以来，生命科学研究依旧延续着迅猛的发展势头，并与机械、光学、材料、电子和计算机等领域的突破性发明结合在一起，以应对当今医学、健康和生命领域的重大挑战。在科学杂志评选出的 2018 年度十大科技进展中，60%的突破性成果来自医学和生命科学领域，近年来，诺贝尔奖先后被授予“磁共振成像”（2003年）、“超分辨率荧光显微镜”（2014年）、”分子机器“（2015

3、 年）、“冷冻电镜”（2017 年）等革新性技术。2015 年 1 月，美国总统奥巴马发起“精准医学倡议”，提出未来疾病治疗和个性化健康的宏大远景和具体目标，拉开工程学与医学交叉融合直至边界消失的新时代。正如上个世纪分子生物学的兴起所创造的医学革命一样，以“大数据、云计算、智能机器人、数字影像”等前沿工程技术为代表的医疗相关产业，正以前所未有的力量推动医学技术的进步。可以看到，当下我国科技发展正处于从量变向质变转化的跃升期，我国在表征基础研究产出的论文和技术创新的专利上数量已经超过美国、欧盟、日本等科技强国，但依然面临关键核心技术受制于人、自主创新能力薄弱、多数热点领域的高新技术仍然落后一步的

4、状况。种种迹象表明，中国科学技术的崛起触动了美国的敏感神经，两国之间在高科技领域的较量激战正酣，中美贸易战的实质是“技术民族主义”，即美国处于希望在该技术领域占统治地位的考虑，将技术问题划作国家安全范畴之中，从华为到 5G，从人工智能到基因工程，从无人驾驶汽车到清洁能源，每个领域都可能是这场战略战争的焦点。因此，敏锐把握、识别和预测颠覆性技术、突破性研究和引领性科学前沿，是关乎国家竞争力和国际地位的重大问题。随着我国建设“世界一流大学和一流学科”的落地实施，中国大学应对世界科学做出原始性、引领性贡献，在世界科技竞争中占据主动，加快促进创新型国家和世界科技强国的建设。北京理工大学是首批列入世界一

5、流大学和一流学科建设名单的高校，建设雄厚的基础学科，强大的应用学科以及大量的交叉学科、边缘学科、综合性学科是一流大学成功的保障。为此，北京理工大学将医工融合作为重点发展的特色学科群，探索以医学健康为导向、将医学和工程技术特别是与高新技术的融合发展道路。3医工交叉：全球尖端科学展望2018 年 5 月，北京理工大学成立医工融合研究院，图书馆战略情报研究团队与爱思唯尔公司合作，综合利用领域专家的专业知识和基于大数据的科学计量学方法，聚焦医工交叉三个细分领域生物医学工程、脑科学和类脑计算、精准医学，从7000 万文献数据聚类形成的约 9.6 万个研究主题中计算识别出 784 个研究前沿，并从学术影响

6、力、论文增长速度、媒体关注度等维度最终遴选出 72 个尖端科学问题，分析国家和机构的竞争态势，以期为科技决策者和研究人员提供建议参考。报告由北京理工大学图书馆、北京理工大学医工融合研究院与爱思唯尔中国科技有限公司联合发布。报告由三部分内容组成。首先，简要说明研究方法和主要发现，包括医工交叉的领域界定、研究前沿的识别、尖端主题的遴选原则、相关术语和指标，并对报告的主要成果进行总结凝练；报告主体部分按照生物医学工程、脑科学和类脑计算、精准医学三个领域，分别从国家战略规划、全球竞争态势、十大热点研究主题、十大媒体高关注度主题、十大新兴研究主题等方面进行了详细解读。前言 研究方法与主要发现 生物医学工