2025年2月17日，歐盟聯(lián)合研究中心發(fā)布《科技領(lǐng)域的弱信號(hào)-2024》報(bào)告，旨在通過分析2024年檢測到的221項(xiàng)新興技術(shù)“弱信號(hào)”，為歐洲政策制定提供科學(xué)依據(jù)，助力其把握未來技術(shù)趨勢、應(yīng)對(duì)潛在影響、提升競爭力。

一、核心結(jié)論

1、新興技術(shù)的發(fā)展趨勢

可持續(xù)發(fā)展導(dǎo)向：從先進(jìn)制造到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，眾多技術(shù)致力于減少環(huán)境影響、提升資源利用效率，如綠色氨生產(chǎn)技術(shù)和循環(huán)食品系統(tǒng)。

跨學(xué)科融合創(chuàng)新：不同領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)相互融合，推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步。例如，航空航天技術(shù)結(jié)合了材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程學(xué)原理，生物技術(shù)與環(huán)境科學(xué)的融合為解決環(huán)境問題提供了創(chuàng)新方案。

AI與機(jī)器學(xué)習(xí)的廣泛應(yīng)用：AI和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，從醫(yī)療影像分析到農(nóng)業(yè)邊緣計(jì)算，優(yōu)化了性能，提高了精準(zhǔn)度，挖掘了新的價(jià)值。

個(gè)性化與精準(zhǔn)化發(fā)展：在醫(yī)療和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，技術(shù)朝著滿足個(gè)體需求、實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)操作的方向發(fā)展。如個(gè)性化療法和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)，提高了醫(yī)療效果和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

非侵入式和微創(chuàng)化優(yōu)先：醫(yī)療和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域注重采用非侵入式或微創(chuàng)技術(shù)，提升用戶體驗(yàn)和安全性，例如新型醫(yī)療成像技術(shù)和農(nóng)業(yè)非侵入式傳感器的應(yīng)用。

數(shù)字化與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策：各領(lǐng)域借助數(shù)字化和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策方式提升效率和智能化水平，數(shù)字孿生技術(shù)在多個(gè)行業(yè)的應(yīng)用以及量子機(jī)器學(xué)習(xí)在數(shù)據(jù)分析中的潛力，都體現(xiàn)了這一趨勢。

強(qiáng)化安全與數(shù)據(jù)隱私保護(hù)：隨著數(shù)字化進(jìn)程加速，安全和數(shù)據(jù)隱私愈發(fā)重要。ICT領(lǐng)域的零信任架構(gòu)和AI領(lǐng)域的聯(lián)邦學(xué)習(xí)等技術(shù)，保障了信息安全和隱私。

2、全球創(chuàng)新格局

美國：在多數(shù)新興技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，科研成果和專利數(shù)量眾多，影響力廣泛；不過，其在多數(shù)領(lǐng)域的顯示性技術(shù)優(yōu)勢（RTA）并不突出，這表明美國在新興技術(shù)領(lǐng)域的投入與其他領(lǐng)域保持相對(duì)平衡。

中國：在科研和專利方面取得了顯著進(jìn)展，在多個(gè)領(lǐng)域表現(xiàn)出色，在11個(gè)新興技術(shù)集群的科學(xué)研究中展現(xiàn)出專業(yè)化優(yōu)勢。

韓國：在高科技領(lǐng)域具備較強(qiáng)的競爭力，在先進(jìn)材料與制造、航空航天、交通、ICT和數(shù)字健康等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大的專業(yè)化優(yōu)勢。

日本：在大多數(shù)新興技術(shù)領(lǐng)域雖未表現(xiàn)出明顯的專業(yè)化，但在ICT和量子與密碼學(xué)等特定領(lǐng)域保持戰(zhàn)略重點(diǎn)，憑借其在電子和電信領(lǐng)域的傳統(tǒng)優(yōu)勢持續(xù)發(fā)展。

印度：盡管研發(fā)產(chǎn)出規(guī)模相對(duì)較小，但在技術(shù)領(lǐng)域逐漸嶄露頭角，并且在電子健康和量子技術(shù)等領(lǐng)域表現(xiàn)出明顯的專業(yè)化趨勢。

英國：在12個(gè)集群的科學(xué)研究中發(fā)揮了重要作用，國際合作程度高，尤其在能源、量子與密碼學(xué)、航空航天和交通等領(lǐng)域的新興技術(shù)研發(fā)中表現(xiàn)突出。

歐盟：科研實(shí)力雄厚，在數(shù)字孿生、人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)、治療與生物技術(shù)、能源和環(huán)境與農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的科學(xué)出版物產(chǎn)出方面處于領(lǐng)先地位。然而，歐盟在大多數(shù)領(lǐng)域的專業(yè)化程度不高，且在專利申請(qǐng)和商業(yè)化方面與其他地區(qū)存在差距，反映出其在將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用方面有待加強(qiáng)。

二、研究方法

1、數(shù)據(jù)來源：主要使用了兩個(gè)數(shù)據(jù)庫來檢測弱信號(hào)。一是Scopus數(shù)據(jù)庫，由Elsevier提供，涵蓋1996年1月至2023年12月的科學(xué)出版物，包括近37000種科學(xué)期刊，其中約34500種為同行評(píng)審期刊，涉及生命科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、物理科學(xué)和健康科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域；二是Patstat數(shù)據(jù)庫，即歐洲專利局開發(fā)的全球?qū)＠麛?shù)據(jù)資源，其2023年冬季版匯總了全球100多個(gè)專利局的數(shù)據(jù)，為專利統(tǒng)計(jì)和分析提供了全面的信息。

2、弱信號(hào)檢測流程

構(gòu)建文檔集：通過自動(dòng)查詢Scopus數(shù)據(jù)庫來構(gòu)建文檔集，查詢所依據(jù)的概念來自于文本挖掘生成的詞典。該詞典的生成是將2015-2021年Scopus數(shù)據(jù)庫中的約1100萬篇科學(xué)出版物作為語料庫，從中提取單字、復(fù)合詞及首字母縮寫詞等，再對(duì)這些提取的詞匯進(jìn)行處理，包括概念分組、去除不一致內(nèi)容、按相關(guān)性排序，最后存儲(chǔ)在詞典中。隨后，用詞典中的每個(gè)概念在Scopus數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行自動(dòng)查詢，構(gòu)建出從 1996 年到 2023 年的包含科學(xué)出版物的文檔集。

計(jì)算 “活躍度” 篩選原始弱信號(hào)：創(chuàng)建文檔集后，使用自定義的“活躍度”指標(biāo)對(duì)其進(jìn)行排序。“活躍度” 指某一時(shí)期檢索到的文檔數(shù)量與1996-2023年期間檢索到的文檔總數(shù)的比值，如activeness[2021-2023]代表2021-2023年發(fā)表的文檔數(shù)與1996-2023年發(fā)表的文檔總數(shù)的比例。活躍度得分高的文檔集被視為原始弱信號(hào)，因?yàn)檫@意味著在所選時(shí)期內(nèi)有大量相關(guān)文檔發(fā)表，可能與科學(xué)或技術(shù)的新興主題相關(guān)。

3、相關(guān)篩選流程

初步過濾：原始弱信號(hào)中存在一些誤判，需要進(jìn)行過濾。一方面基于文檔集的規(guī)模、人工評(píng)估和語義接近度進(jìn)行篩選，人工檢查可剔除因原始語料庫錯(cuò)誤（如拼寫錯(cuò)誤）產(chǎn)生的文檔集；另一方面，利用“語義緊湊性”進(jìn)行更精細(xì)的篩選，剔除語義上不相似的文檔集，避免將僅在一兩個(gè)語義概念上有共同之處但實(shí)際屬于不同概念領(lǐng)域的文檔集誤判為弱信號(hào)。

在TIM Technology系統(tǒng)中重構(gòu)：對(duì)于有潛力的原始弱信號(hào)，在TIM Technology系統(tǒng)中重新創(chuàng)建文章集。該系統(tǒng)除了包含科學(xué)出版物外，還涵蓋專利和歐盟研發(fā)資助項(xiàng)目信息。重構(gòu)過程通過優(yōu)化搜索查詢來提高文檔的召回率，并進(jìn)一步驗(yàn)證信號(hào)列表。在這個(gè)過程中，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些原本認(rèn)為是弱信號(hào)的實(shí)際是已知的趨勢或問題，例如新技術(shù)出現(xiàn)新名稱或語義概念導(dǎo)致的誤判。TIM Technology系統(tǒng)提供了相關(guān)關(guān)鍵詞、文章聚類、文檔語法、緊湊性、文檔列表和在線訪問等功能來支持搜索查詢的優(yōu)化。

主題分組：經(jīng)過基于Leuven社區(qū)算法的預(yù)聚類后，人工驗(yàn)證每個(gè)信號(hào)與主題集群的匹配情況，確保弱信號(hào)的分類準(zhǔn)確合理。此外，TIM系統(tǒng)中還運(yùn)用語義距離相關(guān)技術(shù)，如通過向量空間模型計(jì)算文檔間的語義相似度（如余弦相似度），用于聚類、文檔語法分析或緊湊性分析等，以輔助篩選和分析工作。同時(shí)，利用Scopus的原始數(shù)據(jù)計(jì)算期刊的影響因子，該指標(biāo)反映了期刊在其領(lǐng)域內(nèi)的相對(duì)重要性，計(jì)算時(shí)間范圍為1998-2023年。

三、新興技術(shù)分析

1、各領(lǐng)域技術(shù)概述

先進(jìn)材料和先進(jìn)制造：此領(lǐng)域技術(shù)多樣，涵蓋多功能材料，如能同時(shí)展現(xiàn)多種特性和功能的工程活材料、高熵碳化物和MXene納米片等；具備納米級(jí)設(shè)計(jì)和工程特點(diǎn)的材料，像聯(lián)苯網(wǎng)絡(luò)、Janus過渡金屬二硫?qū)倩锖蛦螌覯oSi?N?；具有自修復(fù)和環(huán)境適應(yīng)能力的材料，如自修復(fù)離子凝膠和可重構(gòu)智能表面。部分技術(shù)致力于提高能源效率、降低環(huán)境影響，如固態(tài)鋰金屬電池和鉀混合離子電容器電池。制造方面，增材制造技術(shù)如攪拌摩擦沉積、激光直接能量沉積等得到發(fā)展。Industry 5.0作為一種制造范式，強(qiáng)調(diào)將人類智慧與人工智能融合，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)、以人為本的工業(yè)生產(chǎn)。

航空航天：該領(lǐng)域新興技術(shù)具變革潛力，依賴跨學(xué)科專業(yè)知識(shí)。先進(jìn)通信系統(tǒng)是關(guān)鍵，如太空 6G 和天地空一體化網(wǎng)絡(luò)。邊緣計(jì)算在衛(wèi)星和無人機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析和決策優(yōu)化。自動(dòng)化也是重要發(fā)展方向，先進(jìn)空中mobility、電動(dòng)垂直起降（eVTOL）飛機(jī)和城市空中mobility等技術(shù)的出現(xiàn)，推動(dòng)了行業(yè)向自動(dòng)化運(yùn)輸解決方案發(fā)展。在可持續(xù)性方面，eVTOL飛機(jī)和可持續(xù)航空燃料的研發(fā)，致力于減少碳排放和環(huán)境影響。

交通運(yùn)輸：該領(lǐng)域主要利用人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）提升交通系統(tǒng)的功能和可持續(xù)性。AI和ML應(yīng)用廣泛，如AI智能充電、多模態(tài)傳感器融合用于自動(dòng)駕駛車輛以及行人軌跡預(yù)測等。自動(dòng)駕駛車輛的感知技術(shù)發(fā)展迅速，像激光雷達(dá)里程計(jì)、單目3D目標(biāo)檢測和定向目標(biāo)檢測等技術(shù)，對(duì)于車輛在復(fù)雜環(huán)境中的可靠導(dǎo)航至關(guān)重要。此外，還有針對(duì)環(huán)境挑戰(zhàn)的技術(shù)，如電動(dòng)公交車的智能充電策略和車輛集成光伏技術(shù)，旨在減少碳排放和促進(jìn)可再生能源的使用。

數(shù)字孿生（Digital Twin）：數(shù)字孿生技術(shù)的核心是整合多數(shù)據(jù)源，創(chuàng)建物理實(shí)體的動(dòng)態(tài)、自我更新的數(shù)字副本。在城市、建筑和房地產(chǎn)領(lǐng)域，通過集成多源數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、控制和預(yù)測。在農(nóng)業(yè)和醫(yī)療保健領(lǐng)域，該技術(shù)采用整體方法，考慮物理系統(tǒng)的整個(gè)生命周期及其與其他系統(tǒng)的交互。部分技術(shù)還具備預(yù)測能力，如建筑、房地產(chǎn)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的數(shù)字孿生技術(shù)，能夠模擬場景、預(yù)測未來趨勢。

人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)：該領(lǐng)域新興技術(shù)著重解決數(shù)據(jù)隱私、安全和可解釋性問題。采用去中心化和聯(lián)邦化方法，如聯(lián)邦機(jī)器學(xué)習(xí)、聯(lián)邦深度學(xué)習(xí)和垂直聯(lián)邦學(xué)習(xí)，在保護(hù)數(shù)據(jù)隱私的同時(shí)實(shí)現(xiàn)協(xié)作模型訓(xùn)練。注重可解釋性和透明度，像可解釋AI、可信AI和以人為本的AI，致力于提供透明的決策過程。利用先進(jìn)加密方法和安全多方計(jì)算，如隱私保護(hù)機(jī)器學(xué)習(xí)，確保數(shù)據(jù)安全和合規(guī)。同時(shí)，強(qiáng)調(diào)將領(lǐng)域知識(shí)和物理定律與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法相結(jié)合，以提高預(yù)測準(zhǔn)確性。

信息與通信技術(shù)：該領(lǐng)域新興技術(shù)呈現(xiàn)多個(gè)趨勢。AI和ML的應(yīng)用推動(dòng)了技術(shù)發(fā)展，如對(duì)抗防御、少樣本學(xué)習(xí)和單芯片神經(jīng)形態(tài)計(jì)算等技術(shù)，提升了計(jì)算和數(shù)據(jù)處理能力。在區(qū)塊鏈和去中心化技術(shù)方面，注重交易的安全性和可靠性，如區(qū)塊鏈在供應(yīng)鏈中的應(yīng)用、可編輯區(qū)塊鏈和安全去中心化金融等技術(shù)。安全和隱私保護(hù)至關(guān)重要，保密計(jì)算、多密鑰全同態(tài)加密和零信任架構(gòu)等技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。此外，互操作性和集成也是關(guān)鍵，如Open RAN和元宇宙等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了不同系統(tǒng)和設(shè)備之間的無縫交互。

醫(yī)學(xué)成像：這些新興技術(shù)旨在應(yīng)對(duì)醫(yī)學(xué)成像應(yīng)用日益增長的復(fù)雜性和多樣性挑戰(zhàn)。增強(qiáng)可視化和成像技術(shù)不斷發(fā)展，如紅二色成像、線場共焦光學(xué)相干斷層掃描和視網(wǎng)膜電圖等，提高了對(duì)各種醫(yī)療狀況的診斷和治療能力。利用機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的圖像分析技術(shù)，如Pix2Pix GAN、放射組學(xué)nomogram和MRI放射組學(xué)等，有助于識(shí)別傳統(tǒng)分析技術(shù)難以辨別的模式和標(biāo)記。多模態(tài)成像和數(shù)據(jù)集成技術(shù)，如全身正電子發(fā)射斷層掃描和氘代謝成像，提供了對(duì)復(fù)雜醫(yī)療狀況更全面的理解。同時(shí)，非侵入性和微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展，以及對(duì)個(gè)性化醫(yī)學(xué)和精準(zhǔn)診斷的追求，也是該領(lǐng)域的重要趨勢。

治療學(xué)與生物技術(shù)：該領(lǐng)域新興技術(shù)圍繞精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和個(gè)性化療法展開。免疫療法發(fā)展迅速，如CAR巨噬細(xì)胞療法和CAR NK細(xì)胞療法，利用人體免疫系統(tǒng)靶向和消除癌細(xì)胞。基因編輯技術(shù)如CRISPR - Cas12和CRISPR - Cas13，為基因治療和疾病診斷提供了新手段。再生醫(yī)學(xué)和組織工程取得進(jìn)展，如3D打印用于傷口管理和類胚體技術(shù)，為組織修復(fù)和再生帶來新希望。此外，還有注重非侵入性或微創(chuàng)治療的技術(shù)，如經(jīng)導(dǎo)管邊緣到邊緣修復(fù)，以及像mRNA疫苗這樣的創(chuàng)新療法，展現(xiàn)了生物技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的巨大潛力。

數(shù)字醫(yī)療（e - Health）：數(shù)字技術(shù)在醫(yī)療保健領(lǐng)域的應(yīng)用不斷拓展，AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)揮著重要作用。從疾病診斷到治療規(guī)劃，如 AI 分類組織病理學(xué)圖像、AI 驅(qū)動(dòng)的神經(jīng)退行性疾病檢測和 AI 輔助腹部病變檢測等技術(shù)，提高了醫(yī)療數(shù)據(jù)的分析效率和診斷準(zhǔn)確性。物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈技術(shù)推動(dòng)了數(shù)字健康和遠(yuǎn)程醫(yī)療的發(fā)展，如醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程患者護(hù)理和醫(yī)療數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析，區(qū)塊鏈用于電子健康記錄，保障了數(shù)據(jù)的安全性和隱私性。

環(huán)境與農(nóng)業(yè)：部分技術(shù)依賴新的先進(jìn)材料和制造工藝提升性能，如 PFAs 去除、尿素電解和半球形太陽能蒸餾器。一些技術(shù)強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，考慮不同系統(tǒng)間的復(fù)雜相互作用和相互依存關(guān)系，如再生農(nóng)業(yè)、循環(huán)食品系統(tǒng)和建筑脫碳。數(shù)字技術(shù)應(yīng)用廣泛，如農(nóng)業(yè)邊緣計(jì)算、e - DNA 宏條形碼和食品升級(jí)再造。此外，公眾接受度和教育對(duì)于一些新技術(shù)很重要，如培養(yǎng)肉和 e - DNA 宏條形碼。該領(lǐng)域還體現(xiàn)了多學(xué)科融合的特點(diǎn)，以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)方法在部分技術(shù)中的應(yīng)用。

能源：該領(lǐng)域所有技術(shù)都關(guān)注可持續(xù)性，通過減少溫室氣體排放、提高能源效率和促進(jìn)可再生能源利用來實(shí)現(xiàn)。許多技術(shù)涉及能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換，如氫生產(chǎn)、電池回收和超級(jí)電容器。部分技術(shù)依賴先進(jìn)材料和制造技術(shù)提升性能，如電致變色儲(chǔ)能、滲透能收集和鋅離子混合超級(jí)電容器。此外，還有強(qiáng)調(diào)集成和系統(tǒng)思維的技術(shù)，如正能量區(qū)、智能本地能源系統(tǒng)和第五代區(qū)域供熱，以及對(duì)可再生能源的整合，凸顯了可再生能源在向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型中的重要性。

量子和密碼學(xué)：該領(lǐng)域新興技術(shù)涵蓋量子計(jì)算和模擬、量子抗性密碼學(xué)、量子機(jī)器學(xué)習(xí)和優(yōu)化、量子通信、量子硬件和材料以及量子算法和軟件等多個(gè)方面。共同創(chuàng)新點(diǎn)包括利用量子力學(xué)特性超越經(jīng)典計(jì)算系統(tǒng)，如疊加、糾纏和干涉；應(yīng)對(duì)量子計(jì)算的內(nèi)在挑戰(zhàn)，如量子噪聲和錯(cuò)誤校正；開發(fā)量子材料和硬件，以構(gòu)建可擴(kuò)展和強(qiáng)大的量子系統(tǒng)；探索混合和量子啟發(fā)的方法，整合經(jīng)典和量子計(jì)算的優(yōu)勢 。

2、技術(shù)發(fā)展特征

先進(jìn)材料與先進(jìn)制造：多數(shù)技術(shù)專利份額低，處于早期發(fā)展階段。不過，“體積增材制造”“高熵碳化物” 和 “柔性鋅離子電池” 的專利份額相對(duì)較高，顯示其發(fā)展更為成熟，商業(yè)價(jià)值更受關(guān)注。這些技術(shù)平均研發(fā)時(shí)長約十年，但 “可重構(gòu)智能表面” 的研發(fā)時(shí)間超二十年，近期其活躍度達(dá) 95%，表明部分技術(shù)在長期積累后才迎來研究和商業(yè)關(guān)注的爆發(fā)，體現(xiàn)出該領(lǐng)域新技術(shù)發(fā)展的漸進(jìn)性。

航空航天：該領(lǐng)域技術(shù)在雷達(dá)的四個(gè)維度上無明顯規(guī)律，發(fā)展模式差異顯著。例如，“先進(jìn)空中機(jī)動(dòng)性” 表現(xiàn)出低持續(xù)性和高活躍度，反映出近期研究熱度快速上升；“星載計(jì)算” 和 “垂直起降機(jī)場” 則是高持續(xù)性、低活躍度，說明研發(fā)時(shí)間長但近期關(guān)注度有所下降。“eVTOL 飛機(jī)” 專利比例較高，活躍度較低，意味著其在技術(shù)成熟度和商業(yè)化方面進(jìn)展較好，但當(dāng)前研究熱度有所降低。這體現(xiàn)了航空航天技術(shù)發(fā)展受技術(shù)成熟度、創(chuàng)新速度、商業(yè)化潛力和監(jiān)管框架等多種因素的綜合影響。

交通運(yùn)輸：大多數(shù)技術(shù)的平均持續(xù)時(shí)間在 6 - 12 年，活躍度高，科學(xué)出版物占比大。這表明該領(lǐng)域?qū)ψ詣?dòng)駕駛和高效出行解決方案的研究持續(xù)推進(jìn)且熱度不減。其中，“無人機(jī)無線充電” 和另一項(xiàng)未提及技術(shù)的專利比例較高，顯示出其具有較大的商業(yè)潛力。“無人機(jī)無線充電” 雖近期活躍度較低，但因其專利和科學(xué)出版物分布呈現(xiàn)兩個(gè)峰值，且專利峰值先于出版物峰值，符合具有商業(yè)潛力的新技術(shù)特征，所以仍被視為新興技術(shù)。

數(shù)字孿生（Digital Twin）：所有相關(guān)新興技術(shù)都呈現(xiàn)高活躍度和低持續(xù)性的特點(diǎn)，專利比例在 1% - 25% 之間波動(dòng)。這說明數(shù)字孿生技術(shù)整體處于快速發(fā)展階段，研究熱度高，但技術(shù)成熟度尚有待提升，各技術(shù)在專利、研究持續(xù)時(shí)間和活躍度等方面未呈現(xiàn)明顯的相關(guān)性。

人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)：該領(lǐng)域技術(shù)在雷達(dá)圖上形狀相似，平均專利份額較低。這是由于該領(lǐng)域開源協(xié)作氛圍濃厚，技術(shù)發(fā)展迅速，算法專利申請(qǐng)難度較大，企業(yè)多通過商業(yè)秘密保護(hù)技術(shù)，僅針對(duì)特定應(yīng)用進(jìn)行專利申請(qǐng)。不過，“聯(lián)邦機(jī)器學(xué)習(xí)” 和 “異步聯(lián)邦學(xué)習(xí)” 的專利份額超過 20%，顯示出相關(guān)應(yīng)用的市場潛力。除 “大語言模型” 外，多數(shù)技術(shù)的研發(fā)時(shí)間在 8 - 9 年左右，“大語言模型” 雖研發(fā)時(shí)間可追溯到 1996 年，但近期活躍度接近 100%，表明其在近期獲得了極高的關(guān)注。此外，還有 11 項(xiàng)技術(shù)的活躍度超過 90%，反映出該領(lǐng)域整體發(fā)展迅速，創(chuàng)新活躍。

信息與通信技術(shù)：ICT 領(lǐng)域的新興技術(shù)呈現(xiàn)出多樣化的特征，雷達(dá)圖四個(gè)維度之間沒有明顯的相關(guān)性。部分技術(shù)，如 “多密鑰全同態(tài)加密”“保密計(jì)算” 等，研發(fā)時(shí)間長（高持續(xù)性）且專利份額大，顯示出行業(yè)對(duì)構(gòu)建安全、透明和互聯(lián)虛擬環(huán)境的長期規(guī)劃，以及這些技術(shù)在商業(yè)化應(yīng)用方面的成熟度。而 “深度偽造檢測”“入侵檢測 BoT - IoT” 等技術(shù)則是專利份額低、持續(xù)性低但活躍度高，這與行業(yè)應(yīng)對(duì) AI 和 ML 發(fā)展帶來的安全威脅的迫切需求相關(guān)，表明這些技術(shù)雖處于初期階段，但因現(xiàn)實(shí)需求而受到高度關(guān)注。“Open RAN” 和 “零信任架構(gòu)” 等技術(shù)具有短持續(xù)性、高活躍度和顯著專利份額的特點(diǎn)，體現(xiàn)了創(chuàng)新的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案和開放通信標(biāo)準(zhǔn)的市場潛力，盡管其研發(fā)時(shí)間相對(duì)較短。

醫(yī)學(xué)成像：該領(lǐng)域 9 項(xiàng)新興技術(shù)在雷達(dá)分析中，專利份額均極低，其他三個(gè)維度處于相似范圍，相互間無明顯相關(guān)性。這種一致性可能暗示醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域更注重研發(fā)，對(duì)專利保護(hù)的重視程度相對(duì)較低。不過，由于該類別技術(shù)數(shù)量有限，還需進(jìn)一步研究來確定這一趨勢是否具有普遍性。

治療學(xué)與生物技術(shù)：大多數(shù)技術(shù)呈現(xiàn)低持續(xù)性、高活躍度、高文章比例和低專利比例的特征。“mRNA 疫苗” 和 “后生元” 的持續(xù)性高于平均水平，但依然保持高活躍度，其中 “mRNA 疫苗” 的活躍度極高。“CAR NK 細(xì)胞” 的專利比例相對(duì)較高（25%），且持續(xù)性較高、活躍度較低，表明該技術(shù)在商業(yè)應(yīng)用方面具有潛力。

數(shù)字醫(yī)療（e - Health）：除 “AI 用于醫(yī)學(xué)診斷”“AI 疾病預(yù)測” 和 “AI 實(shí)例分割” 外，其他新興技術(shù)的專利比例普遍較低。這可能反映出該領(lǐng)域在技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí)，專利保護(hù)意識(shí)或轉(zhuǎn)化能力有待進(jìn)一步提高，或者是由于行業(yè)特性導(dǎo)致部分技術(shù)暫未達(dá)到專利申請(qǐng)的成熟階段。

環(huán)境與農(nóng)業(yè)：此類別涵蓋多個(gè)領(lǐng)域的新興技術(shù)，技術(shù)雷達(dá)呈現(xiàn)多樣性，四個(gè)維度之間無明顯相關(guān)性。多數(shù)技術(shù)的專利比例較低，其中 “培養(yǎng)肉” 的專利比例最高，為 15%，這可能與該技術(shù)在商業(yè)化探索方面相對(duì)其他技術(shù)更為深入有關(guān)，但整體上該領(lǐng)域技術(shù)在專利成果轉(zhuǎn)化方面還有較大提升空間。

能源：除 “重力儲(chǔ)能” 外，該領(lǐng)域其他技術(shù)的雷達(dá)特征相似，表現(xiàn)為高活躍度、低至極低的專利百分比，以及 5 - 15 年的持續(xù)性。“重力儲(chǔ)能” 的專利占比達(dá) 75%，且主要由中國機(jī)構(gòu)在過去兩年大量申請(qǐng)，這顯示出中國在該技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位和對(duì)其商業(yè)化應(yīng)用的積極推動(dòng)。

量子和密碼學(xué)：該領(lǐng)域新興技術(shù)在雷達(dá)圖上呈現(xiàn)出多種形狀，各維度之間無明顯相關(guān)性。不同技術(shù)在專利份額、持續(xù)性和活躍度等方面差異較大，反映出量子領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的復(fù)雜性和多樣性，各項(xiàng)技術(shù)處于不同的發(fā)展階段，面臨著不同的技術(shù)挑戰(zhàn)和市場機(jī)遇。

3、區(qū)域優(yōu)勢對(duì)比

利用 RTA 指數(shù)評(píng)估區(qū)域技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)果顯示中國和韓國在多個(gè)領(lǐng)域優(yōu)勢突出；歐洲在部分領(lǐng)域有一定優(yōu)勢，但在先進(jìn)材料與制造、航空航天等領(lǐng)域存在不足。各領(lǐng)域主要參與者和國際合作情況也有所不同，中國、美國和歐洲在多數(shù)領(lǐng)域處于核心地位。

（1）RTA 指數(shù)反映的區(qū)域優(yōu)勢

先進(jìn)材料和先進(jìn)制造：中國和韓國在該領(lǐng)域表現(xiàn)出很強(qiáng)的專業(yè)化，RTA 指數(shù)較高，反映出這兩個(gè)國家在該領(lǐng)域的戰(zhàn)略重點(diǎn)和投資力度。歐洲、日本和美國的 RTA 指數(shù)低于 1，說明這些地區(qū)在該領(lǐng)域的專業(yè)化程度相對(duì)較弱，資源分配可能更為分散。

航空航天：韓國和中國在多數(shù)技術(shù)上具有較強(qiáng)的專業(yè)化優(yōu)勢，美國也有一定的專注度。歐洲在可持續(xù)航空燃料方面有一定優(yōu)勢，可能專注于航空的環(huán)境方面研究；日本則在空間 - 空 - 地一體化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和太空 6G 方面表現(xiàn)突出，體現(xiàn)其在先進(jìn)通信技術(shù)領(lǐng)域的戰(zhàn)略重點(diǎn)。

交通運(yùn)輸：中國和韓國在多數(shù)新興技術(shù)上的專業(yè)化，體現(xiàn)了他們?cè)谧詣?dòng)駕駛領(lǐng)域的戰(zhàn)略投入。歐洲在 “15 分鐘城市” 和 “城市微出行” 等整體城市規(guī)劃概念上的專注，反映出其通過綜合方法解決交通和出行挑戰(zhàn)的理念，盡管這些信號(hào)并非傳統(tǒng)意義上的技術(shù)進(jìn)步，但體現(xiàn)了歐洲在可持續(xù)和宜居城市發(fā)展方面的特色。印度在能源高效利用和可再生能源相關(guān)技術(shù)上的專業(yè)化，與該國推廣電動(dòng)汽車和低碳交通系統(tǒng)的目標(biāo)相符。

數(shù)字孿生（Digital Twin）：韓國、中國、歐洲和印度在相關(guān)新興技術(shù)上的專業(yè)化程度相似。令人驚訝的是，美國在這一領(lǐng)域的專業(yè)化程度較低，與美國在數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域通常的優(yōu)勢地位不符，可能是由于該領(lǐng)域的特殊性或樣本數(shù)量的影響。

人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)：中國在 11 項(xiàng)技術(shù)上表現(xiàn)出專業(yè)化，體現(xiàn)了其對(duì)高科技領(lǐng)域發(fā)展的廣泛關(guān)注。美國和歐洲的研究社區(qū)更關(guān)注人工智能的倫理方面，如在以人為本的 AI 和可信 AI 等技術(shù)上具有優(yōu)勢。歐盟在安全相關(guān)應(yīng)用以及去中心化和聯(lián)邦化機(jī)器學(xué)習(xí)方法方面也有較強(qiáng)的專業(yè)化表現(xiàn)。印度在部分技術(shù)上的專業(yè)化，顯示出其利用現(xiàn)有 IT 基礎(chǔ)拓展先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域的戰(zhàn)略。

信息與通信技術(shù)：印度、韓國和中國在該領(lǐng)域多數(shù)新興技術(shù)上表現(xiàn)出較強(qiáng)的專業(yè)化，反映出這些國家在 ICT 領(lǐng)域的大量研發(fā)投入和戰(zhàn)略重點(diǎn)。歐盟和美國的參與較為平衡，沒有明顯的專業(yè)化傾向，日本則明顯表現(xiàn)出專業(yè)化不足。

醫(yī)學(xué)成像：中國在五項(xiàng)技術(shù)上具有較強(qiáng)的專業(yè)化，美國和歐盟分別在三項(xiàng)和五項(xiàng)技術(shù)上表現(xiàn)突出，日本和韓國也在特定技術(shù)上有優(yōu)勢。印度在紅二色成像技術(shù)上的高 RTA 指數(shù)，表明其在該領(lǐng)域的集中努力。

治療學(xué)與生物技術(shù)：美國在 13 項(xiàng)技術(shù)上具有廣泛而強(qiáng)大的專業(yè)化，體現(xiàn)了其在醫(yī)療創(chuàng)新領(lǐng)域的全面投資。中國和歐盟分別在 8 項(xiàng)和 9 項(xiàng)技術(shù)上有顯著表現(xiàn)，反映出他們對(duì)醫(yī)療保健創(chuàng)新的高度重視。日本、韓國和印度則在特定技術(shù)集群上表現(xiàn)出專業(yè)化。

數(shù)字醫(yī)療（e - Health）：印度和韓國在多數(shù)相關(guān)新興技術(shù)上表現(xiàn)出很強(qiáng)的專業(yè)化，中國在部分利用 AI 和機(jī)器學(xué)習(xí)的技術(shù)上有優(yōu)勢。歐洲、美國和日本在這一領(lǐng)域大多表現(xiàn)出專業(yè)化不足。印度在電子健康研究和發(fā)展方面的專業(yè)化，可能與其通過技術(shù)提高醫(yī)療可及性和可負(fù)擔(dān)性的努力有關(guān)。

環(huán)境與農(nóng)業(yè)：中國、韓國和印度在該領(lǐng)域有一定的專業(yè)化表現(xiàn)，歐洲的 RTA 指數(shù)為 1.09，有非常輕微的專業(yè)化。各國在不同技術(shù)上領(lǐng)先，沒有明顯的主導(dǎo)者，這可能與各國的政策倡議和優(yōu)先事項(xiàng)相關(guān)。

能源：中國和韓國在新興能源技術(shù)方面的平均專業(yè)化程度高于其他地區(qū)，歐洲的 RTA 值為 1，沒有明顯的專業(yè)化。中國在 8 項(xiàng)技術(shù)上 RTA 最高，韓國在 6 項(xiàng)技術(shù)上更具優(yōu)勢，這與兩國的綠色技術(shù)政策和產(chǎn)業(yè)支持有關(guān)。

量子與密碼學(xué)：歐洲在量子相關(guān)新興技術(shù)上的專業(yè)化程度略低于中國和美國。印度雖然在量子技術(shù)領(lǐng)域起步較晚，但由于政府的積極舉措和投資，其平均 RTA 最高。美國在量子技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，尤其在量子計(jì)算和量子密碼學(xué)方面；中國也是強(qiáng)有力的競爭者；歐洲通過量子旗艦計(jì)劃進(jìn)行合作研究，在量子研究領(lǐng)域也有一定的地位。

（2）主要參與者情況

不同領(lǐng)域的主要參與者分布廣泛。在一些領(lǐng)域，如先進(jìn)材料和先進(jìn)制造、航空航天、Mobility and Transport 等，中國的大學(xué)和企業(yè)表現(xiàn)活躍，在產(chǎn)出數(shù)量上占據(jù)優(yōu)勢；而在研究影響方面，美國、歐洲和其他國家的機(jī)構(gòu)也具有重要影響力。在數(shù)字孿生領(lǐng)域，歐洲的組織發(fā)揮了重要作用；在人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域，美國的組織處于領(lǐng)先地位，歐洲的研究機(jī)構(gòu)在科研方面也有一定貢獻(xiàn)，但在專利方面相對(duì)較弱。在醫(yī)療成像、治療和生物技術(shù)等領(lǐng)域，美國的組織在科學(xué)文章產(chǎn)出和專利申請(qǐng)方面表現(xiàn)突出，歐洲的組織在研究影響方面有一定表現(xiàn)。

（3）國際合作情況

在大多數(shù)領(lǐng)域，中國和美國是主要的合作伙伴，反映出它們?cè)谌蜓邪l(fā)格局中的重要地位。歐洲在知識(shí)傳播方面起著關(guān)鍵作用，許多歐洲組織參與了不同技術(shù)領(lǐng)域的研究和開發(fā)合作。例如，法國國家科學(xué)研究中心（CNRS）在多個(gè)領(lǐng)域促進(jìn)了知識(shí)流動(dòng)，在先進(jìn)材料、人工智能、治療和能源等領(lǐng)域都有重要貢獻(xiàn)。不同領(lǐng)域的國際合作程度有所差異。在某些領(lǐng)域，如量子和密碼學(xué)，英國的國際合作率最高；在醫(yī)療成像領(lǐng)域，英國和美國的合作程度也較高；而在一些領(lǐng)域，如先進(jìn)材料和先進(jìn)制造，中國的國際合作比例相對(duì)較低 。

四、討論與分析

1、科學(xué)知識(shí)產(chǎn)出

科研貢獻(xiàn)與專利申請(qǐng)的地區(qū)差異：歐洲組織在多數(shù)新興技術(shù)領(lǐng)域的科學(xué)知識(shí)生產(chǎn)中貢獻(xiàn)顯著，尤其在數(shù)字孿生、人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)、治療與生物技術(shù)、能源以及環(huán)境與農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，其科學(xué)出版物數(shù)量與中國和美國相當(dāng)。然而，在專利申請(qǐng)方面，歐洲與美國、韓國和中國存在差距。中國在幾乎所有技術(shù)領(lǐng)域的專利申請(qǐng)中占據(jù)主導(dǎo)地位，僅在 ICT 領(lǐng)域韓國領(lǐng)先，這顯示出歐洲在科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際專利方面的不足。

各地區(qū)在頂級(jí)期刊的文章發(fā)表情況：通過對(duì)各地區(qū)在頂級(jí) 1% 同行評(píng)審科學(xué)期刊上發(fā)表文章份額的分析，發(fā)現(xiàn)美國和中國在 8 個(gè)新興技術(shù)集群中交替占據(jù)領(lǐng)先地位。美國在人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)、電子健康、治療與生物技術(shù)以及量子與密碼學(xué)領(lǐng)域表現(xiàn)突出；中國則在先進(jìn)制造與先進(jìn)材料、航空航天、ICT、環(huán)境與農(nóng)業(yè)、移動(dòng)與運(yùn)輸、醫(yī)學(xué)成像、能源和數(shù)字孿生等領(lǐng)域領(lǐng)先。歐洲雖未在任何集群中位居榜首，但在各個(gè)領(lǐng)域都有重要貢獻(xiàn)，在部分領(lǐng)域如數(shù)字孿生、能源等排名第二或第三，體現(xiàn)了其在全球科研領(lǐng)域的重要地位。

2、顯示性技術(shù)優(yōu)勢（RTA）

歐洲的 RTA 表現(xiàn)：歐洲僅在人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)這一領(lǐng)域顯示出較高的專業(yè)化程度（RTA>1.5），表明歐洲在該領(lǐng)域的研究投入相對(duì)集中且具有一定優(yōu)勢。在移動(dòng)與運(yùn)輸、數(shù)字孿生、醫(yī)學(xué)成像、治療與生物技術(shù)、環(huán)境與農(nóng)業(yè)以及量子與密碼學(xué)等領(lǐng)域，歐洲有輕微的專業(yè)化表現(xiàn)。然而，在先進(jìn)材料與制造、航空航天領(lǐng)域，歐洲的專業(yè)化程度較低，在 ICT 和電子健康領(lǐng)域也存在一定程度的專業(yè)化不足。

其他地區(qū)的 RTA 優(yōu)勢領(lǐng)域：中國和韓國在先進(jìn)制造與材料、航空航天、環(huán)境與農(nóng)業(yè)、能源和移動(dòng)與運(yùn)輸?shù)榷鄠€(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出較強(qiáng)的專業(yè)化；中國和日本在 ICT 和醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域優(yōu)勢明顯；中國和歐洲在人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域表現(xiàn)突出；美國在治療與生物技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢；印度和韓國在電子健康領(lǐng)域表現(xiàn)顯著；印度、中國和美國在量子與密碼學(xué)相關(guān)新興技術(shù)方面具有優(yōu)勢。這種區(qū)域間的差異反映了不同國家和地區(qū)在新興技術(shù)研發(fā)上的戰(zhàn)略重點(diǎn)和資源投入方向。

3、國際合作

中美在科研合作中的關(guān)鍵地位：在科學(xué)出版物方面，中國和美國作為主要合作伙伴，在多數(shù)新興技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，凸顯了它們?cè)谌蜓邪l(fā)格局中的核心作用。這兩個(gè)國家在科研合作上的活躍度和影響力，對(duì)推動(dòng)新興技術(shù)的發(fā)展起到了重要作用。

歐洲在知識(shí)傳播中的樞紐作用：歐洲聯(lián)盟在全球知識(shí)傳播中扮演著關(guān)鍵的樞紐角色，在所有技術(shù)集群中均作為重要的知識(shí)轉(zhuǎn)移中心。通過其廣泛的國際合作網(wǎng)絡(luò)，歐洲促進(jìn)了不同地區(qū)間的知識(shí)交流與共享。此外，歐洲內(nèi)部的一些機(jī)構(gòu)，如法國國家科學(xué)研究中心（CNRS），在多個(gè)領(lǐng)域，如先進(jìn)材料、人工智能、治療與生物技術(shù)和能源等，發(fā)揮著核心作用，積極推動(dòng)知識(shí)在歐洲乃至全球范圍內(nèi)的流動(dòng)，進(jìn)一步鞏固了歐洲在全球科研合作中的重要地位。

4、專利情況

歐洲專利轉(zhuǎn)化比例較低：從科學(xué)出版物到專利的轉(zhuǎn)化比例來看，歐洲組織明顯低于中國和美國。排除醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域（該領(lǐng)域?qū)＠麛?shù)據(jù)有限），中國的轉(zhuǎn)化比例在 2.30% - 36.51% 之間，美國為 2.67% - 13.84%，而歐洲僅在 0.31% - 2.05% 的范圍內(nèi)，韓國組織的專利轉(zhuǎn)化傾向也高于歐洲。這表明歐洲在將科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)際專利方面面臨挑戰(zhàn)，存在科研與商業(yè)應(yīng)用之間的差距。

IP5 專利的地區(qū)分布差異：在 IP5 專利（在世界五大專利局申請(qǐng)的專利家族，用于衡量具有全球重要性的創(chuàng)新技術(shù)）方面，各地區(qū)呈現(xiàn)出不同的分布格局。美國在多數(shù)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，包括先進(jìn)制造與材料、數(shù)字孿生、人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)、ICT、醫(yī)學(xué)成像、治療與生物技術(shù)、環(huán)境與農(nóng)業(yè)、電子健康和能源等。中國僅在移動(dòng)與運(yùn)輸領(lǐng)域領(lǐng)先；在航空航天領(lǐng)域，韓國、日本、歐盟和美國各占約 20%；在量子與密碼學(xué)領(lǐng)域，中美各占 30%，共同領(lǐng)先。歐洲在多數(shù)領(lǐng)域排名第二或第三，在環(huán)境與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域占比超過 25%，顯示出其在該領(lǐng)域的創(chuàng)新實(shí)力，但在先進(jìn)制造和 ICT 領(lǐng)域占比低于 5% ，反映出在這些領(lǐng)域歐洲與領(lǐng)先地區(qū)存在差距。

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