2025 研究前沿 RESEARCH FRONTS 中国科学院科技战略咨询研究院 中国科学院文献情报中心 科睿唯安 2025 001 2025研究前沿 目录 目 录 Contents 1. 背景 005 2. 方法论 006 2.1 研究前沿的遴选与命名 006 2.2 研究前沿的分析及重点研究前沿的遴选和解读 007 背景和方法论 农业科学、植物学 和动物学 1. 热点前沿及重点热点前沿解读 011 1.1 农业科学、植物学和动物学领域 Top10 热点前沿发展态势 011 1.2 重点热点前沿⸺“利用植物根际促生菌缓解植物的盐胁迫” 012 1.3 重点热点前沿⸺“基于深度学习的植物病害检测” 016 2. 新兴前沿及重点新兴前沿解读 019 2.1 新兴前沿概述 019 2.2 重点新兴前沿⸺“花青素在食品智能包装膜中的应用” 生态与环境科学 1. 热点前沿及重点热点前沿解读 021 1.1 生态与环境科学领域 Top 10 热点前沿发展态势 021 1.2 重点热点前沿⸺“行星边界突破与地球系统风险治理” 022 1.3 重点热点前沿⸺“基于生物质的活性多孔炭吸附剂制备及二氧化碳捕集性能” 026 2. 新兴前沿及重点新兴前沿解读 029 2.1 新兴前沿概述 029 2.2 重点新兴前沿⸺“污泥厌氧发酵产挥发性脂肪酸的微生物机制研究”

展望2026年，全球产业科技竞争将更加激烈，前沿技术加速突破，人 工智能技术加速赋能传统产业，与此同时我国在深化产业科技创新顶层战略、构建产业创 新生态，以及增强企业创新能力等方面持续发力。赛迪研究院认为，面对严峻复杂的国内 外形势，我国需锚定“十五五”时期关键任务目标，牢牢把握新一轮科技革命和产业变革 的窗口期，重点关注高质量科技供给不足、企业前沿技术创新能力不强，以及新兴产业治 理模式滞后等 （一）世界主要经济体持续推进产业科技合作，国际产业科技竞争延 续加剧态势 全球范围加快推进产业科技合作。2025年，美国与英国签署《跨 大西洋“科技繁荣协议”》，以加强两国在人工智能、量子计算和民用 核能等前沿技术领域合作，美国与日本达成双边贸易协定协议，深化在 供应链韧性、技术创新、投资安全和出口管制等领域的合作。同时，我 国与“一带一路”合作伙伴、金砖国家和上海合作组织成员国等经济体 围绕数字经 动计划》，欧盟的《人工智能大陆行动计划》《应用人工智能战略》， 以及日本的《统合创新战略2025》。预计2026年，美国、欧盟、日本等 世界主要经济体大概率将延续做法，持续增强人工智能、量子科技、生 物制造等前沿技术研发，我国将面临国际产业科技创新竞争进一步加剧 的形势。 045 （二）顶层产业科技创新战略持续深化，产业科技创新生态不断完善 创新政策支撑将更加有力。随着“十四五”规划收官和“十五五”

五、 技术应用：技术场景融合不足，前沿技术运用有限................................................. 78 (一) 技术工具与审计实战场景的融合不深..........................................................................78 (二) 前沿技术应用跟进缓慢.......... 2018-2019 年起步，已进入智能化应用阶段； 而第二梯队（五大发电集团等）则多处于从信息化向数字化深化的 探索期。 在具体实践中，电力行业已在高风险领域应用审计模型，并率 先探索大模型等前沿技术，审计模式正加速向持续、远程的智能形 态演进。各单位聚焦财务、物资采购等高风险领域，开发规则、统 计乃至机器学习模型，并实现了常态化批量应用。第一梯队已在审 计智能问答、文书自动生成等场景中应用大模型，并构建了一体化 行则处于“单点应用或起步”阶段，因科技力量薄弱，高度依赖外 部厂商或省联社进行统一建设。 全国内部审计数智化转型发展研究报告（2025） 51 在核心能力建设上，银行业已在模型应用上形成规模，并积极 探索以大模型为代表的前沿技术，但不同类型银行间的应用深度差 距显著。模型应用方面，六大行的模型数量庞大，股份制银行模型 建设活跃，类型已从规则类向统计和机器学习拓展。大模型应用整 体处于早期探索阶段，六大行及领先股份制银行（如平安、招行）

74 75 76 79 59 63 61 56 57 01 量子技术加固金融信息安全防线 ——量子通信在金融领域的应用研究 量子科技是驱动人类认知跃迁与生产力重构的科学 前沿，是引领新一轮科技革命和产业变革的战略高地， 已成为全球科技博弈的核心焦点。2022 年诺贝尔物理 学奖表彰科学家“用纠缠光子验证了量子不遵循贝尔不 等式，开创了量子信息学”, 2023 年诺贝尔化学奖对获 行业提供强有力的安全保障。通过介绍各金融机构实际案例，本文展示了 量子通信在金融实用场景中的创新应用路径，展示了其在数据传输方面的 安全性与可靠性。文章最后展望了量子通信与区块链、隐私计算等前沿技 术融合发展的广阔前景，强调其在构建未来安全高效金融基础设施中的战 略价值。 俄罗斯自然科学院外籍院士 吴永飞 一、量子科技作为新质生产力代表已成为国 内外关注焦点 俄罗斯自然科学院外籍院士 AI 大模型高地，中小 城商行如何破局？作为一家扎根福建、服务“地方经济、 中小企业、城乡居民”的城商行，福建海峡银行选择了 一条轻量化、场景化、安全可控的技术落地路径。其核 心并非追求技术前沿的全面覆盖，而是聚焦区域特色金 融，以开源大模型为引擎，探索出一条高性价比的智能 化升级之路。 福建海峡银行清醒地认识到自身在 AI 人才储备和 算力资源上的局限。同时，其服务定位决定了必须优先

技术正从单点能力突破，迈向更通用、更智能的未来。全球 AI 大模型正朝着更大规模、更高效率、 更强自主性的方向迈进，这意味着人工智能大模型的发展已进入一个系统性竞争的新阶段。这不仅 定义了技术的前沿，也对底层基础设施提出了前所未有的要求。人工智能大模型对计算基础设施的 挑战是系统性的，涵盖了算力、通信、功耗和运维等多个维度。 然而，这些看似分散的挑战，其根源几乎都可以追溯到一个核心的驱动理论——“规模定律”。 系列”模型，满足更专业的市场需求。 趋势三：大模型训练成本倍数级增长趋势 根据 Cottier, B., et al. (2024) 的研究分析，大型语言模型（LLM）的训练成本正呈现出惊人 的倍数级增长趋势。前沿模型训练成本每年约 2–3 倍增长，至 2027 年或超 10 亿美元。成本构成 以加速器 / 服务器 / 互联折旧（47%–67%）与研发薪酬（29%–49%）为主，能源 2%–6%。这 迫使业界转向算法效率与底层架构的根本创新。 芯片到交换芯片带宽不小于 400GB/s，交换设备时延小于 500ns。超节点域内 AI 芯片支持内存统一编址，AI 芯片使用内存语义可直接访问其他 AI 芯片的内存。 在人工智能大模型训练和推理等前沿技术的算力需求驱动下，传统分布式集群在通信效率、资源 聚合能力上的局限性日益凸显，超节点凭借超高带宽互联、内存统一编址等技术特征，以及大规模 灵活组网、高可靠运行等系统优势，成为支撑复杂计算任务的关键底座。

TTS 领域内分析及处理 ASR 多领域对话状态分布 自然语言理解 文本或语音 文本或语音 状态更新 特征表示 特征表示 中间结果 终端 19 . . . 聊天技术的前沿研究点 Zhang et al. (2018) Oraby et al. (2018) Zhang et al. (2018) Mazaré et al. (2018) Mo et al (2018) Zhou et al. (2018) Asghar etal. (2018) Sun et al. (2018) Zhou et al. (2017) 情感对话 聊天技术的前沿研究点 Zhang et al. (2018) Luan et al. (2017) 机器人画 复质量 Zhang et al. (2018) 特色 功能 • M ：你今年多大了？ Wu et al. (2017) Tian et al. (2017) 上下文建模 Ghazvininejadetal. (2018) Ke et al. (2018) 聊天技术的前沿研究点 Zhu et al. (2018) Xing et al. (2017) Yu etal. (2017) Song et al. (2017) Li etal. (2017a,b)

聚焦重点场景，驱动人形机器人应用健康发展.........................18 世界互联网大会智库合作计划系列成果 前 言 Ⅰ 人形机器人作为人工智能与物理世界深度融合的前沿范式，正成 为智能技术突破虚拟边界的关键支点。人形机器人打破传统人工智能 的"离身认知"局限，通过独特的“人形”设计，使人工智能系统能够 无缝适应人类工作与生活环境，熟练操作为人类设计的工具与设备，实 各国人形机器人战略布局各有侧重 全球主要经济体均高度重视具身智能发展，不断出台政策支持具身 智能发展，提升全社会对机器人领域的关注和支持。美国紧抓人工智 能基础研究，保持具身智能领域的前沿领先地位。先后出台《国家机 器人计划3.0》和《国防部人工智能战略》，将AI技术竞争上升至国家 战略层面。欧盟方面，积极推进具身智能发展，强调具身智能的安全 与透明度，先后推出《欧盟机器人研发计划》、《欧洲人工智能战略 现“感知-决策-行动”闭环的高效运行。从成本视角看，高精度传感器、 仿生关节驱动器的微型化与成本下降，使人形机器人从“奢侈品”走向 “平民化”，产品转化周期大幅缩短，具备规模场景应用的经济基础。 10 来源：产业前沿 | 2025人形机器人产业发展十大趋势。2025年6月13日。 https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzUyMDc0MzI5Mw==&mid=

结构调整、政策引导等因素影响，场景建设在创新性、实用性、可持续 性方面将面临较大考验，高价值场景成为稀缺品，以人为本、“投资于 人”的消费型场景需加大挖掘。一是部分场景建设陷入“伪创新”误 区，过度追捧前沿技术和新兴技术，忽略了技术创新是否触达行业的核 心痛点与人们生活的本质需求，这种创新模式是由技术供给方单向驱 动，而非与用户、市场共同演进。二是部分场景缺乏大规模推广的基础 和条件，数字产业的 （三）数智经济“泡沫论”甚嚣，不确定性增长仍将持续 当前数智经济发展面临“内部泡沫积聚”与“外部环境动荡”的双 重压力，不确定性显著增加。一方面，内部泡沫化风险持续显性。概念 性项目扎堆涌现，元宇宙、量子计算、通用AI等前沿领域部分企业脱离 实际产业需求，仅依托技术概念进行炒作估值，缺乏可持续盈利模式， 导致企业估值与营收、利润水平严重脱节，形成“空转式”产业泡沫。 同时，技术落地转化效率偏低，大量智能技术成果停留在实验室阶段， 透。建立动态迭代机制，保持模式活力。支持企业根据制造业客户生产 数据反馈迭代优化算法，或结合数字消费趋势调整智慧民生服务套餐内 容，紧跟6G研发、AI技术升级等趋势适配技术迭代方向，确保商业模式 始终贴合市场需求与技术前沿。 本文作者：数字经济形势分析课题组 18612033366 hanjian@ccidthinktank.com

在智算大模型训练、超算科学计算与工程仿真等前沿领域，海量 数据集是驱动创新的关键要素。传统的数据传输方式，如机械化运载 海量硬盘甚至整个存储机柜，在效率、安全性和成本方面面临诸多挑 战。例如，运输过程易受物理环境影响，数据丢失或损坏风险高；运 输时间长，无法满足快速迭代的业务需求；高昂的运输和人力成本也 给企业带来沉重负担。而传统互联网同样难以支撑这些前沿领域对数 据传输的严苛要求。其网络带宽有限，在面对海量数据洪流时，传输 的传输机制，无法 为特定任务提供有保障的传输质量，难以契合前沿科研和创新应用对 数据传输确定性、可靠性的需求。 随着确定性广域网的发展，其高带宽和确定性传输能力为数据传 ●输带来新的解决方案 。借助信息化手段，实现海量数据的高速、安全 传输，如同搭建一条数据高速公路，有效提升数据传输效率，降低成 本，增强数据安全性，为前沿科研和创新应用提供有力支撑。 4.2.2 目标效果  准确迁移定位 但在诸多方面存在显著差异。在应用场景上，数据快递聚焦于智算大 模型训练、超算科学计算与工程仿真等前沿领域，这些领域对数据处 理时效要求极高，需快速获取和传输海量数据以驱动创新；而东数西 存主要针对众多行业客户日常运营中产生的大量具有长期保存价值、 当前使用频率较低的数据，旨在解决本地数据中心存储容量不足的难 题。从数据特点来看，数据快递涉及的是在前沿科研和创新应用中用 于实时计算、迭代的数据，数据量庞大且更新频繁；东数西存的数据

场前景三个角度，分析 “机器人+人工智能”工业应用的发展背景；其次，从技术趋势的角 度，回顾人工智能与机器人融合的三大技术方向，分析在人工智能大 模型推动下，以人形机器人为代表的具身智能技术的前沿进展；接着， 从应用场景的角度，通过全球 88 个案例分析“机器人+人工智能”在 典型场景、行业中应用情况；最后，从技术、产品和应用三个方面， 展望“机器人+人工智能”在工业场景中的应用前景。 .......... 3 （一）工业领域的机器人正在从中等智能走向高度智能 ...... 3 （二）三大融合方向及其组合推动智能机器人产品涌现 ...... 5 （三）具身智能尤其是人形机器人前沿研究持续火热 ........ 8 三、“机器人+人工智能”在工业领域的应用 ................. 10 （一）应用场景：从生产操作向其他高附加值场景拓展 ..... 10 1、生产操作：从操作精度提升到自适应学习 别 类+复杂操作类”模型的分拣机器人、质检机器人；搭载“识别类+ 自主导航类”模型的巡检机器人、配送机器人等。 图 2 机器人产品智能化的三个方向及组合 8 （三）具身智能尤其是人形机器人前沿研究持续火热 1、大模型为具身智能提供模拟人类的“大脑” 具身智能是人工智能与机器人技术的结合，是“具身化的人工智 能”。相较于前文提到的特定目标导向的智能机器人，具身智能更强 调在环境中的