近年来，基于表面声波的微流控技术因为表面声波的产生与控制方式简单高效、表面声波与流体介质相互作用的形式多样，以及声波器件制备工艺简单、易于集成和检测等特点引起了广泛关注和研究。目前，基于表面声波的微流控技术在生化分析与疾病检测等领域中主要围绕细胞等微粒的排布、分离、混合与汇聚现象、声波加热、声波雾化、生物传感等方面展开研究，部分技术已接近成熟，具有发展成为便携式设备的巨大潜力，市场应用前景广阔。本文总结了近20年来表面声波微流控技术在微粒的排布、分离、混合与汇聚现象、声波加热、声波雾化、生物传感等方面的研究进展，并指出了相关研究正在由声力、声热、声电等单效应向多物理场效应转变，由二维、微米级操纵向三维、纳米级操纵转变、由平面型器件向柔性器件转变的趋势。

基于光流控技术，通过设计不同的芯片结构，可以制造出性能优异的光流控传感器。根据光流控传感器的芯片结构，可以将其分为4大类：前2类为基于光子晶体谐振腔的光流控传感器和基于回音壁模式的光流控传感器，流体在流经这2种传感器中的腔体结构时，产生的折射率改变会引起腔体耦合模式的变化，从而使光响应信号产生改变，起到传感作用；第3类为基于光波导模式的光流控传感器，光在波导中全反射产生的條逝场会与流体发生相互作用，令光信号产生变化；第4类为基于表面等离子体共振的光流控传感器，它利用表面等离子共振对金属表面区域折射率的敏感性实现传感功能，流体带来的折射率变化会令共振峰发生偏移。本文综述了以上4类光流控传感器芯片的结构、原理及应用。光流控传感器对于微小的折射率变化十分敏感，具有很高的灵敏度和精准度，同时，光流控系统本身具有低成本、小型化、结构简洁及实时调控的特征。随着未来被探测物体趋于微观，光流控传感器在物质探测和生物物质探测领域将发挥越来越强大的作用。

微流控技术可实现微量液体的精密操控和多种功能模块的微型化集成，在细胞操纵方面具有精确、高效和低成本等传统手段无法比拟的优点，近些年成为学科交叉领域的研究热点之一。从细胞操纵的原理方法及应用出发，综述了微流控细胞操纵领域的最新研究进展，探讨、总结了各种细胞操纵方法的优缺点，并展望了微流控细胞操纵技术的发展趋势。

单细胞捕获是单细胞水平研究的前提和重要组成部分。微流控芯片通常具有与细胞尺寸相当的微通道结构，并能操控纳升至皮升级的极小体积流体，非常适用于高通量的单细胞捕获，加上微流控芯片能够将其他多种操作单元集成在一起，为单细胞分析提供了一种效率高、消耗低的研究平台。概述并对比了多种涉及流体力学、光、电、磁、声等领域的微流控单细胞捕获技术的原理和应用，展望了其未来的研究方向。

含能化合物属于一类易燃易爆的危险化学物质，极易受到机械、热和静电等刺激而发生爆炸。传统的含能化合物合成、分离、提纯、细化和包覆等工艺采用本质安全性低的间断式反应釜工艺，缺点是安全性低和线上爆炸物留存量大。微流控反应器具有大面积/体积比和小尺寸微通道，能够在爆轰临界直径下合成，而且线上留存爆炸物很少，为本质安全型。本文对比了连续相微流控、嵌段流微流控技术在化学合成上的技术优势，得出嵌段流微流控解决了晶体产物堵塞微反应通道的难题，提高了反应物的混合效率，是高敏感性含能化合物合成和制备最有前景的创新技术。

科技智库是中国新型智库体系的重要组成部分。本文阐释了科技智库的内涵、特征和职能；以中国科学院、中国工程院和中国科学技术协会为代表，分析了中国科技智库发展的态势以及科技智库在国家创新驱动发展战略、国务院第三方评估与经济社会高质量发展科技供给中的作用；分析了新时代中国特色社会主义科技创新的主要特征和面临的挑战，提出了科技智库的使命和任务；剖析了中国科技智库建设存在的问题，围绕加强顶层设计、破除体制机制障碍、创新研究模式、提升研究能力、构建评价体系和开展全球治理6个方面给出了对策建议。

对全球科技智库的学科领域、理论体系、具体方法以及实践成果进行了调研与分析。调研结果显示，经济管理、政治法律、安全社会、能源环境等学科领域是科技智库研究方法关系网的核心，交通建筑、天文地学、生物医药、材料化学、数学物理、信息通信等学科领域处于辅助地位。科技智库的研究理论经由科技规划、科技评估、科技路线图的实践，逐渐向DⅡS研究体系发展。科技智库研究的具体方法可分为数据收集方法、信息整合方法、综合研判方法、方案构建方法4类，具有多主体、多对象、多介质、多因子、多组合、多渠道、多层次、多维度、多阶段、多角色等特征。随着科学技术在公共服务和决策咨询中的应用，科技智库的研究方法以可视化平台、跟踪调查平台、综合检索平台为依托，将进一步深化、拓展、完善。

智库不断涌现，其竞争日趋激烈；智库影响力是智库的核心竞争力和建设成果，也是智库可持续发展的基石。以信息-解决方案链为引领，结合知识运用理论、精英理论和传播学理论，从影响力的构成要素着手，通过文献、网络调研和国外案例分析，构建了智库影响力形成及传播机制的5个阶段；分析了国外智库建设经验，提出智库应提高影响力建设意识，在增强自身实力的基础上关注受众需求，有计划地进行产品及服务的传导。

大数据时代为科技情报研究与服务带来了重大的机遇和挑战，迫切需要发展新的数据驱动型情报研究模式来变革数据治理和工作流程，提高情报研究和咨询服务的质量。本文概述了传统的人力驱动型科技情报工作模式，分析了存在的问题和局限性；综述了海量异构数据集成、数据管理与分析方法和工具的开发进展；提出了建设数据驱动型科技情报研究模式的整体架构，展望了未来研究的重点。

中国经济进入"高质量"发展的关键转型期，在国家需求、现实问题驱动和全球化背景下，中国环境与发展智库建设迎来发展机遇期，同时也面临巨大的挑战。基于智库研究建设的特点和关键要素，从中国环境领域智库建设的现状及问题出发，阐述了中国环境领域智库建设面临的关键问题和建设目标；作为实践案例，介绍了西部资源环境与区域发展智库的建设情况。

近年来，韧性城市逐步取代传统意义上的可持续性发展城市，成为城市规划、地理学和应急管理研究学术界新的热门领域。当前学界还没有形成针对中国城市的独特性构建系统、全面、可操作的韧性城市研究框架。针对韧性城市的恢复力评价模型进行了研究，界定了韧性城市恢复力的内涵，分析了韧性城市在遭遇外部扰动过程中不同阶段的演化机制，并提出了韧性城市恢复力演化过程中关键节点的社会意义。为韧性城市规划和管理所强调的城市长期适应能力和智慧性提供量化评价指标参考。

共享经济是近年来在中国蓬勃发展的一种新型经济模式，共享单车作为一种成功的产品，一方面极大地方便了都市人群的出行，解决了最后一公里的出行难题，但在另外一方面也带来诸如产能过剩，管理混乱等问题。本文针对共享单车，研究其全生命周期的碳排放量和使用情况，得到1辆单车抵消其能源消耗的最短使用时长。结果表明，北京拥有近350万辆共享单车，在当前每辆单车1天被使用1次，1次行驶里程为2.1 km的情况下，每辆单车至少使用625天，才能实现真正意义上的"零碳排"和"绿色出行"；目前北京将承担因共享单车过量投放带来的巨大环境风险。全生命周期碳排放核算成为基于环境角度制定合理的共享经济产品数量管控值的重要手段。

抗生素作为一类抗菌类药物被广泛用于医疗、农业和畜牧业等领域，因其使用量大并能诱导产生耐药菌株，对人类健康和生态环境造成巨大威胁。在梳理近年来地表水环境中抗生素相关研究的基础上，阐述了水环境中抗生素和抗性基因的污染来源和污染特征，分析了环境浓度水平下抗生素污染对人群和生态环境的影响，讨论了水环境中抗生素污染的控制措施及目前研究的主要问题，并对今后的研究进行了展望。

京津冀地区已连续多年被大气污染问题所困扰，产业结构调整能够协调经济发展和环境保护之间的关系。为分析产业结构调整对大气污染的影响效应，选取1999-2015年京津冀地区产业结构和大气污染物排放数据，分别建立第二产业比例与SO₂、工业烟（粉）尘排放量的向量自回归（VAR）模型，并进行脉冲响应函数（IRF）分析。研究发现，产业结构调整对不同地区不同污染物的影响方向、影响大小、影响持续时间均有所差异。为了保证产业结构调整政策的高效实施，京津冀应以3年为政策调整参考周期，对于不同的污染物采取不同的控制手段，并联系本地实际开展大气污染物减排工作。

室外空气污染和污染空气中的颗粒物是一类致癌物，而近年中国的大气颗粒物污染仍然维持在较高浓度水平。通过综述中国近年大气颗粒物污染现状和开展的颗粒物致癌机制研究，分析中国研究中颗粒物有关实验动物致癌性的证据和颗粒物致癌的人群流行病学线索，阐述大气颗粒物与癌症的关系，提出中国亟需开展相关研究。

从大气臭氧（O₃）天然分布、人为活动对O₃变化的影响（臭氧层空洞和O₃生成潜势）O₃污染对人类健康的危害（O₃污染对人体呼吸系统和心血管系统的影响）3个方面综述了近年来有关大气O₃的研究进展，其中在O₃生成潜势方面重点介绍了O₃生成效率、光化学O₃生成潜势和增量O₃活性3种主要模型。通过了解本区域O₃污染形成的主要来源和变化过程，引起人们对于O₃污染的重视，并据此制定合理的控制政策和措施。

人们在日常生活中经常接触辐射，却又因为辐射的不易感知等特性对医疗辐射等低剂量电离辐射产生恐惧心理。介绍了电离辐射的来源、生物效应和对健康的影响，讨论了低剂量电离辐射诱导的兴奋效应和适应性反应。通过引导人们正视电离辐射，并采用适当的防护措施，使电离辐射在人类生活中产生的危害作用降低到人体可接受的水平，可让辐射在医学、工业和科研等领域造福人类。

分析了中国海洋可再生能源开发利用在资源、政策、技术、经费支持、从业规模等方面的现状和取得的成绩；提出了在海洋强国建设背景下，中国海洋可再生能源开发利用作为战略性新兴产业面临的机遇与挑战；总结了发展海洋可再生能源产业急需解决的激励政策和产业引导、稳定发电的技术、公共服务平台建设三方面问题。

海浪灾害是海洋灾害的重要组成部分，是各种海洋灾害中导致人员死亡或失踪的最主要致灾因素，是各种涉海工程设计、施工和运维工作必须考虑的动力因素，是中国海洋安全与保障工作必须面对的自然灾害。通过讨论灾害性海浪的常用定义和分类，评述了有关典型灾害性海浪特性的主要研究成果，总结了主要灾害性海浪预报业务化现状，提出了灾害性海浪研究尚存的主要问题和未来的研究方向。

总结了国内外对潮滩剖面形态和演变研究上取得的进展，以全球最典型、潮滩资源最丰富的江苏为研究对象，分析了潮滩观测量测方法、潮滩剖面形态及沉积过程，潮滩演变特征及其物质和动力响应等，并讨论了潮滩发育与演变的主要影响因素。

在总结国内外云计算发展及应用现状的基础上，结合海洋环境信息系统的特点，对海洋环境信息云计算的体系架构及相关技术进行了研究，设计了海洋环境云平台；针对海洋环境信息联机分析处理、海洋环境数据挖掘服务、海洋遥感影像处理与关键因子反演、乘潮水位预报系统等典型应用开展了示范服务的实践。

分析了海洋信息化发展现状与新时期海洋事业发展需求；运用系统论方法，提出统筹规划海洋综合感知、海洋信息通信和海洋信息资源，推动涉海信息化基础设施共建共用和信息资源整合共享；优化创新海洋信息应用服务模式，构建面向海洋权益维护、海洋经济发展、海洋生态环境保护、海洋资源开发利用、海洋政务服务等开放式的海洋信息服务集群；围绕信息安全、关键技术、标准规范、政策机制、人才队伍、发展经费等方面，提出海洋信息发展技术支撑和环境保障的具体措施。

国家海洋局现有国家海洋行政管理专网、国家海洋局行政管理专网、国家海洋非实时业务专网和国家海洋实时业务专网4套专网， 4套专网独立运行且对不同的海洋业务提供支持。国家海洋局启动信息化整合工作，网络整合作为信息化整合的基础性工程率先启动。整合后的海洋信息通信网为后续离岸网络和涉海部委网络的统一接入、数据资源和业务系统整合奠定基础。介绍了现有各海洋业务专网情况、整合后的海洋信息通信网的情况；结合海洋数据多渠道获取的特点，分析了现有网络离岸数据获取方面的不足；针对海洋离岸数据的获取需要，结合现有海洋无线网络接入模式，提出了海洋无线网络整体建设规划思路。

以中国"数字海洋"工程建设为背景，介绍了该工程由最初的概念、理论研究到实体建设和应用服务的历程，分析了中国"数字海洋"工程的现状、基础与成果；对比了美国、日本等国家的海洋信息工程在海洋信息数据的获取、处理及应用服务等方面的现状及优势，提出了中国海洋信息工程在领域的发展趋势。

泥沙输运过程是研究海洋环境问题的一个基础课题，水流挟沙力是近岸海域泥沙输运研究的一个关键技术。通过对国内外海洋水流挟沙力研究成果的分析，分析了各类水流挟沙力公式应用的可能性和局限性，综述了波、流共同作用下的挟沙力研究进展。

眼组织具有鲜明的生物力学特性，运用生物力学和力学生物学研究手段从多尺度探索眼组织结构与功能之间的关系，揭示眼组织生理及病理过程以及各种眼疾的发病机理，将有助于眼科疾病诊断与治疗。眼生物力学与力学生物学研究属于生物力学领域，基于学科交叉研究思路，生物力学工作者对常见、疑难疾病的发病机理、量化诊断及个性化医疗进行了探讨和研究，建立眼组织生物力学计算仿真模型，探讨眼科疾病的力学生物学机制，将为现代眼科向“精准医学”方向发展打下坚实的精准量化基础。

作为眼屈光系统的重要组成部分，角膜组织在眼内压的作用下，受到复杂载荷作用，角膜细胞能够感受力学刺激并做出积极响应。本文通过分析角膜组织的受力情况，综述了力学刺激下角膜细胞的生物学响应及其与角膜损伤修复和相关眼疾患之间的关系。

角膜的光学功能与其形态结构紧密相联，角膜形态的异常可导致近视、远视、圆锥角膜等眼部疾病。细致研究角膜的力学特性，建立有临床用途的生物力学模型已成为一个重要研究领域。本文以首都医科大学眼生物力学研究团队的研究工作为基础，综述在角膜力学特性研究中的实验测试方法和本构参数获取方法等方面的进展。

青光眼是全球第一位不可逆性致盲眼病，高眼压是视功能损伤的主要危险因素，降眼压是目前青光眼治疗的主要手段。生物力学问题是青光眼致病机制、预防和治疗研究的重要内容。小梁网房水外流阻力增大是眼压升高的主要因素，眼压升高将导致虹膜变形、瞳孔阻滞、眼前房房水流场改变、视神经纤维层及筛板厚度变薄、视功能损伤等。本文从眼压测量、房水流场测量、视功能损伤等方面综述了近年来青光眼生物力学的研究进展。

近视是一种最为常见的具有致盲可能性的眼部疾患，其发病机制目前尚不完全明晰。巩膜可直接决定眼轴的长度，是近视形成的最终效应器。本文以巩膜为切入点，综述近视发生时巩膜组织生物力学性质的变化、相应巩膜组织成分的改变与原因，以及目前临床上针对性的近视治疗方案，展望了该研究领域的发展方向和趋势。

眼的结构复杂，内部组织十分脆弱，即使是轻微的损伤，如果处理不当往往会对患者造成严重的视力障碍甚至失明。数值仿真技术作为一种有效的研究手段，不仅可以描绘冲击状态下眼内组织结构的动力学响应，同时可以在虚拟环境下实现实验手段无法提供的力学条件。本文梳理近20年国内外相关研究文献，综述了数值仿真技术在直接性和间接性眼外伤的应用，分析其研究现状以及未来的发展趋势。

脑机接口在脑与外部环境之间建立一种全新的不依赖于外周神经和肌肉的交流与控制通道，从而实现脑与外部设备的直接交互。脑电因具有非侵入式、易于使用及设备价格低廉等特点而被广泛应用于脑机接口。本文回顾了基于脑电的无创脑机接口的研究历史，从脑机接口的类型、应用及面临的挑战3个方面综述了脑机接口的研究现状，并展望了脑机接口的未来发展前景。

脑机接口（BCI）是脑认知神经科学与工程技术的一种新型人机信息交互方式，可无需依赖常规外周神经肌肉便能实现人意念思维与外界环境和设备的信息交互及操作控制，使“思想”直接变成“行动”，现已成为大脑认知机制解密、智能人机交互开发的全新“窗口”，也是未来人-机交互式混合智能发展的核心。本文综述了脑机接口在助力人工智能的科技背景、研究现状、应用领域及未来发展趋势。

随着神经科学对人脑信息编码和加工机制的深入揭示以及脑机接口技术的日益革新，脑机接口的范围和精度得到了快速扩大和提升，应用场景也越来越广泛。伴随着技术与应用的发展，潜在的伦理问题逐渐暴露。本文结合脑机接口研究进展，分析其可能存在的安全、隐私、公平及自由意志等问题，提出降低伦理风险、让脑机接口更好地服务人类的建议。

在复杂系统研究领域，一直存在着对经验、直觉等认知建模的需求，由于缺乏对认知进行有效建模和仿真的手段，这一问题已成为对复杂系统整体涌现性、混沌、不确定性等特性深入理解的主要瓶颈。分析了“阿尔法狗”在认知智能上的突破，阐述了认知仿真的基本内涵，探讨了经验直觉捕捉对复杂系统建模的重要意义，提出了认知仿真方法依然需要深入思考的问题。

概述了复杂性科学的兴起与发展历程，论述了复杂系统的主要研究方法，以及复杂系统难以理解和管控的根源；分析了认知智能的突破性进展与关键技术；提出了面向复杂系统理解和管控的认知仿真方法，以及认知仿真的基本理念；指出了目前认知仿真研究中存在的问题和不足。

分析了神经网络模型的特点、复杂系统的特征与建模方法论要求，表明神经网络应用于复杂系统建模可行且适用。探讨了当前神经网络在复杂系统建模中应用的文本语言处理、语音识别、图像处理、故障诊断等，针对所存在的不能很好地描述系统结构与演化、不能同时处理多个任务、不能很好解决非重复性问题等主要不足，提出了解决这些问题的初步思路。

智能无人作战系统是国际军事竞争新焦点，美国居于前茅。分析了智能无人作战系统基本特点、重要影响，归纳了美军在智能无人作战系统建设方面的总体性构想和规律性模式；针对智能无人作战系统的发展，探讨了作战概念设计、能力/效能评估、规模结构预测、智能标准体系编制与技术产业战略布局。

农业资源环境是保障食物供给的物质基础。改革开放以来，随着土地承包制和市场经济的发展，中国农业生产快速增长，农产品生产规模和产品多样化达到前所未有的水平。然而高投入、高消耗、高污染的农业生产使中国付出了巨大的资源环境代价。本文从区域尺度分析了4种颇为突出的区域农业资源环境问题：1）东北地区旱田改水田规模的持续扩大加剧了区域水资源压力并产生了负面生态影响；2）华北平原农业生产中水资源和化肥等大量投入导致地下水位下降和水环境污染等资源环境问题；3）在工业化和城镇化快速发展进程中，南方土壤酸化和重金属污染问题突出并对食品安全产生影响；4）西北干旱半干旱地区生态屏障维护与粮食生产之间的关系协调问题。最后提出了农业资源环境可持续利用的建议，即加强区域农业资源优化配置和高效利用、系统推进农业环境污染治理与生态修复、强化全球农业资源利用战略。

通过对215家国内外农业信息科技类初创企业的业务及应用的信息技术进行国别、产业环节、所应用技术等多角度的综合分析，探讨了当前中美等国家农业信息科技的发展趋势。结果显示，物联网、大数据、云计算、人工智能、图像处理等技术及无人机、机器人等新型设备将会成为现代农业产业发展的重要驱动力；当前农业信息科技创业创新的主要产业环节是农产品生产管理服务，其中精准种植、生产决策建议及农事安排是种植业生产管理服务企业主要提供的3大类服务；美国等发达国家在农业信息科技领域仍是领跑者，尤其注重于精准种植、动物健康养殖与监测等方面；中国当前在农业信息科技的应用上以产业体系完善为主，企业技术实力上与美国等发达国家仍有较大差距。为此，建议现阶段中国需要充分发挥信息科技的潜力，加快完善现代农业产业体系和生产体系，尤其是农业信息科技创新创业的金融服务体系和技术成果转化服务体系；同时还要进一步加大对农业信息科技的支持力度，重点聚焦于农业生产管理环节的物联网、大数据、人工智能和机器人等高端信息技术与装备的研发和应用，以加速缩小与美国的差距。