智能制造是基于大数据、物联网等新一代信息技术与制造技术的集成，能自主性地动态适应制造环境变化，实现从产品设计制造到回收再利用的全生命周期的高效化、优质化、绿色化、网络化、个性化等优化目标的制造系统或者模式，具体包括智能产品、智能生产、智能服务和智能回收等广泛内容。

近代以来，人类社会经历了3次重大科技革命。第1次是以蒸汽机的发明使用为标志的机械化革命，第2次是以电力的可控使用为标志的电气化革命，第3次是以计算机和互联网为核心技术的信息化革命。我们正迎来第4次科技革命，即基于人工智能、5G和新能源技术的智能化革命。一个国家若能很好地抓住科技革命的机遇，则往往能够乘势而上，迅速发展，反之亦然。英国、美国、日本等“老牌”资本主义国家自然不必多说，韩国就因很好地抓住了信息化革命的机遇成为发达国家。阿根廷曾经很发达，但因过于依赖自然资源，错失科技革命机遇，现已退为发展中国家。

着眼于中国南海油气工程技术与装备创新发展问题，通过专家咨询调研，梳理了深水油气工程技术与装备发展现状，并将其分成深水油气勘探技术与装备、深水油气田高效开发工程模式、深水钻完井关键技术与装备、深水油气生产与输送关键技术与装备4个领域，构建了相应的4级层次评价模型，运用德尔菲法和权值因子判断法对深水油气工程技术与装备进行了量化分析和重要性排序，并对相应的关键装备系统进行了风险分析。研究结果表明，在深水油气工程中比较重要的技术与装备内容包括：深水油气勘探技术、油气田开发先进井型技术、浮式钻井平台/钻井船总体结构设计制造技术、深水钻井隔水管安装与作业控制技术、水下井口系统设计制造技术及其安全高效安装技术、深水钻完井安全高效作业技术、浮式生产平台总体结构设计制造技术、水下采油树系统设计制造技术及其安全控制技术以及电液复合式控制系统设计制造技术等；深水油气工程装备组成复杂，海洋环境和作业工况恶劣，导致泥浆循环、深水钻井隔水管、水下井口与采油树、油气处理、水下管汇及水下生产控制等系统出现失效的风险较高，可通过优化设计控制降低装备失效概率。

通过对全球危机生成与治理困境的反思，分析了政府与社会在科学发展过程中扮演的角色，认为全球化、后工业化时代公众对科学家的信任危机，加剧了非科学因素对社会公共部门以及政治决策的影响与干扰，降低了科学对这些危机所带来的复杂后果的预见能力，使原契约关系受到了不确定性挑战。应努力重塑普通民众与政治决策者对科学的信任，以加强科学研究对政策制定的支持；应提高完善的科学教育机制及科学与政治之间的良序互动，以促进科学对国家繁荣和社会进步发挥积极作用。

概述了美国、苏联、德国、日本、冰岛、中国及其他国家科学钻探工程项目情况，指出了万米科学超深井钻完井存在的难题，主要包括地质条件复杂、地层温度高、钻井周期长、井斜控制难、井身结构设计困难、超长钻杆柱适应性等问题。针对存在的难题，分析了地质工程一体化技术、高效破岩技术、高温钻井液技术、高温固井技术、井身结构设计优化技术、精细控压钻井技术、复合钻柱设计技术、膨胀套管技术、井斜控制技术、激光钻进技术、钻井工程自动化及信息集成技术、钻井工程智能化技术、钻井工程无人化等关键技术在万米科学超深井钻完井中应用的发展趋势。

为提高机器人末端控制精度，围绕基于模型的工业机器人误差参数标定技术，总结了其应用在高精度机械加工制造领域时存在的误差参数不完整、标定成本高和标定精度不满足工业需求等关键问题；综述了误差参数标定模型建模方法、机器人末端位姿测量技术、误差参数辨识技术和误差补偿技术4个方面的进展，分析了处理复杂标定任务时基于模型的误差参数模型标定技术的主要难点进行总结，针对传统建模方法不再满足标定需求、现有自标定技术测量精度不够、传统线性辨识算法在辨识矩阵奇异或存在冗余参数时无法得到准确的辨识结果、如何高效获得和处理测量得到的误差数据等难题，提出了可行性解决方案及发展方向。

单链DNA探针-石墨烯场效应管（ssDNA-GFET）纳米生物传感器在可穿戴或可植入式临床应用领域有着广泛前景。介绍了现有ssDNA-GFET的应用、标志物检测性能提升方法、真实人体样本溶液中标志物检测，以及面向可穿戴或可植入式临床应用的柔性化研发现状，总结了ssDNA-GFET在投入实际可穿戴或可植入式临床应用前有待解决的问题。

相对于传统的矫形鞋垫制作方法，3D打印矫形鞋垫具有集约高效的特点，但目前在设计、打印、材料等方面仍存在一些问题，且缺乏系统的研究综述。以矫形鞋垫的制作方法为切入点，综述了3D打印矫形鞋垫的打印工艺、打印材料及研究现状，分析了目前3D打印矫形鞋垫研究存在的问题，并结合矫形鞋垫性能的提升和现代科学技术的发展，预测了3D打印矫形鞋垫的未来发展趋势。

从历史发展和运行表现2个角度，对比了中日两国的对撞机工程建设与运行情况。分析表明，建设相对更早的中国对撞机的参数受限于资金、技术等条件，其研究方向为能区较低的粲物理领域；有工程技术基础的日本在确立对撞机建设方向时更具针对性，瞄准了物理前景更为丰富的B物理领域。中日两国对撞机皆取得了重要的科学成果，日本在科研成果产出方面更为突出，国际合作程度更高；中国近年来的成果产出量提升明显，且在粲物理领域的研究方面保持了领先水平。

梳理了智慧国土规划管理的概念与内容演进，总体框架、数据体系、技术体系的进程，相关政策导引和规范标准支撑状况，以及部、省、市三级实践探索成果进展；明确了中国智慧国土空间规划管理在数据整合、技术集成、平台构建、标准支撑、应用探索等多维度的发展进程中存在的问题；提出了包括优化完善规划管理信息平台、探索实现规划从二维向三维的转变、实时感知国土空间的动态变化与管控需求、深化完善体制机制和规范标准的支撑、集成运用云边端及区块链技术5个方面的展望。

随着新一代基因测序技术以及癌生物学的迅猛发展，基于基因组生物标志物的抗肿瘤精准药物开发成为药物研发的重要方向。介绍了抗肿瘤精准药物在非小细胞肺癌、乳腺癌、黑色素瘤以及白血病等肿瘤领域表现出的优异治疗效果，剖析了目前已上市以及处于研发阶段的“泛癌种”药物，表明基于生物标志物而非肿瘤组织的治疗药物将成为抗肿瘤药物研发的方向之一。介绍了以“篮子试验”和“雨伞试验”为代表的抗肿瘤药物新型临床试验设计以及PROTACs药物开发新技术，指出新理念新技术的出现将进一步推动抗肿瘤精准药物发展，促进针对耐药或“不可成药靶点”的靶向药物的开发。

选取四川盆地金沙江下游对流性降水个例（记为CR_2013）和稳定性降水个例（记为SR_2015），利用格点统计插值分析系统（GSI）同化全球定位系统（GPS）大气可降水量（PWV）资料，并结合天气研究与预报模式（WRF）对2次不同类型降水过程的初始场和模拟降水进行同化效果对比分析。结果表明，降水发生前，四川盆地已有较多水汽积聚，水汽分布东多西少，2个降水个例的强降水中心分别位于南侧和北侧的GPS水汽梯度带上。同化GPSPWV资料在改善初始湿度场的同时对初始温度场和风场也有不同程度的改善。控制实验的降水大小和分布总体都与实况较相似，但存在局部模拟偏强的情况。同化GPS-PWV对降水模拟的改进作用明显：CR_2013模拟的强降水中心范围与实况更接近，而SR_2015则明显减弱了虚假降水中心的强度和范围。降水调整最显著的区域与实况降水中心一致，都在GPS水汽梯度带上。同化GPS-PWV能持续影响模拟的累积降水，对流性降水调整幅度要高于稳定性降水。

为研究低氧预适应（HPC）对小鼠海马神经保护作用的机制，采用Western Blot方法检测对照组、低氧组、低氧预适应组3组实验小鼠的TSC1、mTOR和磷酸化mTOR及LC3蛋白的表达，验证TSC1/mTOR/自噬通路是否参与HPC对小鼠海马的神经保护作用。通过体外HT22细胞转染TSC1-peGFP，给予低氧刺激后，采用MTS法检测细胞活性，进一步确定TSC1在低氧条件下的神经保护作用。结果显示，HPC可增加小鼠低氧耐受时间；与对照组相比，HPC组TSC1蛋白表达升高，磷酸化mTOR蛋白表达下降；体外转染eGFP-TSC1质粒组与空载组相比，细胞活性增强。结果表明HPC可能通过上调TSC1表达，下调mTOR磷酸化水平激活自噬对小鼠海马发挥神经保护作用。

戴维·朱利叶斯和阿尔登·帕塔普蒂安因发现TRPV1、TRPM8离子蛋白通道和PIEZO基因，“揭开了人类温度和触觉感受器的‘神秘面纱’”，荣获2021年诺贝尔生理学或医学奖。通过回顾2位科学家的成长经历、科研历程及在人类感知领域的研究成果，探讨了“痛感”对人体的利弊，分析了新科学仪器的应用与基础科研的关系。