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”

格局。《2025 研究前沿》报告遴选出十一大学科领域的 110 个热点前沿和 18 个新兴前沿，并对重要的前沿进行了解读 分析。在《2025 研究前沿》报告的基础上，《2025 研究前 沿热度指数》报告继续采用研究前沿热度指数来揭示世界主 要国家 / 地区在十一个学科领域的 110 个热点前沿和 18 个 新兴前沿的研究活跃程度，观察世界主要国家 / 地区在这些 研究前沿中的研究产出贡献和影响力表现，描绘全球科技前 18 新兴前沿 110 热点前沿 1. 方法论 研究前沿热度指数是衡量研究前沿活跃程度的综合评估指标。由于研究前沿本身是由一 簇共高被引的核心论文和后续引用核心论文的施引论文共同组成的，因此，在研究前沿热度 指数的设计中，分别从核心论文和施引论文的数量份额和被引频次份额的角度，设计贡献度 和影响度两个指标，二者加和构成研究前沿热度指数，逻辑模型如图 1 所示。 图 1 研究前沿热度指数逻辑模型 研究前沿热度指数逻辑模型 研究前沿 热度指数 贡献度 影响度 核心论文份额 施引论文份额 核心论文被引频次份额 施引论文被引频次份额 2025 研究前沿热度指数 01 利用研究前沿热度指数可以针对特定研究前沿、 特定学科或主题领域研究前沿乃至十一大学科领域研 究前沿整体，测度相关国家 / 地区、机构、团队以及 科学家个人等的表现。本报告利用国家 / 地区研究前 沿热度指数，从十一大学科领域整体、各学科领域和

世 界首富。 " Al 直接注册公司、研发黑 科技 、上市圈钱，你醒来发现银行卡多了 100 亿。 一、人工智能发展简史了解 OpenAl 的 5 级 AGI 量表 二、大模型：人工智能的前沿 2.1 大模型的概念 大模型通常指的是大规模的人工智能模型，是一种基于深度学习技术，具有海量参数、强大的学习能力和泛化 能力，能够处理和生成多种类型数据的人工智能模型 通常说的大模型的“大 境。这使得它们能够产生更准确、 更连贯的回答 可迁移性高 学习到的知识和能力可以在不同 的任务和领域中迁移和应用。这 意味着一次训练就可以将模型应 用于多种任务，无需重新训练 二、大模型：人工智能的前沿 语言生成能力 大模型可以生成更自然、更流利 的语言，减少了生成输出时呈现 的错误或令人困惑的问题 2.2 大模型的发展历程 萌芽期：模型小 ( 参数 <1 亿 ) 、任务单一、依赖人工设计规则。 LLaMA 、 DeepSeek 降低大模型使用门槛。 · 争议焦点：失业风险：编剧、设计师、客服等职业面临替代压力；监管博弈：中 美欧出台 Al 法案，要求透明度与内容审核。 二、大模型：人工智能的前沿 性 能 ( 参数、层数等 ) 萌芽期 迅猛发属期 53008 防个力 18 1950

联盟，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本 报告文字或者观点的，应注明“来源：中国信息通信研究 院、脑机接口产业联盟”。违反上述声明者，编者将追究 其相关法律责任。 前 言 当前，脑机接口技术正以其创新性、交叉性与前沿性，成为未 来产业发展的关键力量。当前，美国和欧洲等科技强国与地区均将 脑科学研究列为重点项目，投入巨额资金大力扶持并积极推进相关 研究。这一举措有力地推动了脑科学领域多学科交叉融合的进程， (一) 脑机接口分为脑感知与脑调控技术..........................................................1 (二) 脑机接口技术具有创新、交叉、前沿三个特性......................................4 (三) 美欧脑计划研究布局与投入...................................... 化、实时影像引导、药物递送协同发展，目前处于前沿研发探索阶段。 光调控技术包括经颅光生物调节（tPBM）、光遗传学无创调控 等技术。通过近红外光穿透颅骨，调节线粒体功能、氧化应激或神 经元代谢，实现无创脑调控。创新朝向多波长联合刺激、实施反馈 调控发展，目前处于前沿探索阶段。 (二)脑机接口技术具有创新、交叉、前沿三个特性 脑机接口作为一项变革性技术，具备创新性、交叉性及前沿性 三个特征。其创新性体现在为人机交互领域带来突破性变革，是未来

城市是技术创新、要素创新、业态创新、模式创新的策源地。从 创新爆发来看，城市是在一定范围内集聚人才、企业、科研基础设施 等创新要素最多的区域空间，知识溢出、产业集群水平、要素匹配效 率最高，为制造业创新爆发、前沿技术突破、新兴产业发展厚植根基。 如长三角 G60 科创走廊 9 城以全国 1/28 的人口和 1/120 的面积，汇 聚全球高被引科学家占全国比重达 9.5%，研发投入强度达 3.77%，高 基础研究到产业应用的全链条支撑。叠加当前创新资源配置已经从 “以生产者为中心”转向“以消费者为中心”，城市庞大的消费群体 和多元化需求创造了大量应用场景，尤其是无人驾驶、人工智能+等 科技与未来产业相关的前沿新兴消费需求将在城市区域率先涌现，倒 逼制造业创新技术加速市场化转化。 （二） 智能化绿色化融合化成为产业升级新方向，城 市制造业增量空间加速拓展 城市是制造业智能化绿色化融合化提升的核心承载空间。从制 全球产业科技创新竞争日益加剧，抢占科技前沿阵地的关键“窗口期” 变短。人工智能、集成电路、量子信息、生物技术等前沿科技领域竞 争白热化，对城市制造业的创新能力和市场适应性提出更高的要求。 城市作为我国参与全球科技产业竞争的核心战略支撑，城市制造业若 不能及时跟上技术迭代步伐，就可能丧失发展先机，在新一轮产业竞 争中处于被动地位，因此城市制造业发展需密切关注全球科技产业动 态，紧跟技术前沿趋势，为我国在全球竞争中赢得战略主动。如量子

........................36 （三）抗量子加密迁移成为共识，我国启动标准研制...................................39 （四）量子信息网络前沿研究活跃，实用化仍有差距...................................43 四、量子精密测量研究与应用进展................................. 步实用化，样机产品与示范应用逐步落地，产业发展需推动产品服务提 质降本。未来发展方向是基于量子隐形传态、量子存储中继和量子态转 换等关键技术，构建连接量子计算机和量子传感器的量子信息网络， 当前仍处于前沿探索和原型实验阶段，距离实用化有很大差距。 量子精密测量通过对物理量变化引起的量子态演化进行调控与 观测，实现超越经典技术极限的高精度传感测量，测量分辨率、灵 敏度与稳定性等指标带来数量级提升，主要包括时频基准、电磁场 亿美元/年，如图 1 所示，投资范围主要 涉及五大领域：量子计算（QCOMP）和量子传感与计量（QSENS） 两个领域投资规模最高，占比近三分之二；量子网络（QNET）重点 支持连接量子计算机的量子信息网络前沿研究；量子基础促进 （QADV）包括量子信息科学研究项目资助和基础设施平台投资； 量子技术（QT）主要支持原型机工程化研发、供应链建设和应用场 景开发，还包括推动抗量子加密（PQC）研究与应用投资。此外，

党的二十大报告与“十四五”规划纲要明确指出，要“推动制 造业高端化、智能化、绿色化发展”“加快发展数字经济”。在国 家深入推进中国式现代化、构建新发展格局的宏大布局中，以人 工智能、工业互联网、大数据等前沿技术为引擎的智能制造，不 仅是一个产业方向，更是我国从“制造大国”迈向“制造强国”的主 攻方向，是保障产业链供应链安全、构筑国家长远竞争新优势的 战略核心。不仅为产业发展擘画了宏伟蓝图，也为包括人民法院 定工业场景）的 转化。这一过程并非简单的技术部署，而是伴随着权利义务关系的 重构与法律风险的转移，由此衍生出以下主要问题。 （1）人工智能决策不透明，企业行为预期不明朗。以深度 学习为代表的前沿人工智能技术，其决策逻辑往往呈现出不易被 直接理解的“黑箱”特征，当其应用于智能制造关键环节时，企 业在面对潜在损害的责任认定时面临显著风险。一是归因与因果 12 关系梳理难度大。当人工智能决策出现偏差并导致损害时，其原 契约在前” 的规则导向，引导创新主体通过前瞻性的合同设计规避未来风险。 三、下一步工作思路方向 智能制造作为发展新质生产力的主阵地和推动高质量发展 的关键引擎，其产业生态的复杂性与技术迭代的前沿性，对人民 法院的司法服务保障工作提出了全新的、更高的要求。面对产业 界在理念更新、规则供给、审判能力和协同治理等方面的核心期 盼，为更好回应产业需求，护航智能制造产业行稳致远，人民法 院应

金融行业数字化需求刚性，投入巨大，是大模型应用落地的大舞台 ：根据艾瑞咨询的数据， 2022 年，以银行、保险、证券为主的金融机 构 技术资金投入预计将超过 4000 亿元。 2022 年中国银行与保险机构前沿科技采购支出将达到 170 亿元。 相关行业已有大量应用案例： Bloomberg GPT 、 Morgan Stanley 、 Lemonade 、苏黎世保险、度小满、瑞穗金融集团等。 u 政治局会议提出“要活跃资本市场”，金融科技迎来强催化 证监会召开 2023 年系统年中工作座谈 会 资料来源：新华社、华西证券研究所 4 u AI+ 金融并非单纯的技术累加，而是针对不同业务场景需求，运用前沿技术成果推出的创新金融产品、经营模式、业务流程，以及推动金融业 务高质量发展的一系列配套解决方案。 u Al+ 金融更侧重于为传统行业的模式创新和流程再造提供新的思路和方法，促进新经济形态的演 AI 金融应用的底层设施建设。 u 与此同时，政策扶持增强，金融科技核心技术不断迭代且与金融业务场景进一步融合，金融机构间科技竞争愈发激烈，前沿技术采购不断 增长。以国内银行与保险机构为前沿科技采购代表， 2022 年中国银行与保险机构前沿科技采购支出将达到 170 亿元。 u 金融机构在科技领域投入的持续增长将为 AI 金融企业的长远发展带来源头活水，推动 AI+ 金融市场持续发展，促进金融业数字化转型升级提