國科發(fā)資〔2017〕296號

各省、自治區(qū)、直轄市及計劃單列市科技廳（委、局），新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團科技局，國務(wù)院各有關(guān)部門科技主管司局，各有關(guān)單位：

    根據(jù)國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于深化中央財政科技計劃（專項、基金等）管理改革的方案》（國發(fā)〔2014〕64號）的總體部署，按照國家重點研發(fā)計劃組織管理的相關(guān)要求，現(xiàn)將“變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問題”重點專項2017年度項目申報指南予以公布。請根據(jù)指南要求組織項目申報工作。有關(guān)事項通知如下。

    一、項目組織申報要求及評審流程

    1. 申報單位根據(jù)指南支持方向的研究內(nèi)容以項目形式組織申報，項目可下設(shè)課題。項目應(yīng)整體申報，須覆蓋相應(yīng)指南方向的全部考核指標。項目申報單位推薦1名科研人員作為項目負責(zé)人，每個課題設(shè)1名負責(zé)人，項目負責(zé)人可擔(dān)任其中1個課題的負責(zé)人。

    2. 項目的組織實施應(yīng)整合集成全國相關(guān)領(lǐng)域的優(yōu)勢創(chuàng)新團隊，聚焦研發(fā)問題，強化基礎(chǔ)研究、共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和典型應(yīng)用示范各項任務(wù)間的統(tǒng)籌銜接，集中力量，聯(lián)合攻關(guān)。

    3. 國家重點研發(fā)計劃項目申報評審采取填寫預(yù)申報書、正式申報書兩步進行，具體工作流程如下：

    ——項目申報單位根據(jù)指南相關(guān)申報要求，通過國家科技管理信息系統(tǒng)填寫并提交3000字左右的項目預(yù)申報書，詳細說明申報項目的目標和指標，簡要說明創(chuàng)新思路、技術(shù)路線和研究基礎(chǔ)。項目申報單位應(yīng)與所有參與單位簽署聯(lián)合申報協(xié)議，并明確協(xié)議簽署時間；項目申報單位和項目負責(zé)人須簽署誠信承諾書。從指南發(fā)布日到預(yù)申報書受理截止日不少于30天。

    ——各推薦單位加強對所推薦的項目申報材料審核把關(guān)，按時將推薦項目通過國家科技管理信息系統(tǒng)統(tǒng)一報送。

    ——專業(yè)機構(gòu)在受理項目預(yù)申報后，組織形式審查，并根據(jù)申報情況開展首輪評審工作。首輪評審不需要項目負責(zé)人進行答辯。根據(jù)專家的評審結(jié)果，遴選出3～4倍于擬立項數(shù)量的申報項目，進入答辯評審。對于未進入答辯評審的申報項目，及時將評審結(jié)果反饋項目申報單位和負責(zé)人。

    ——申報單位在接到專業(yè)機構(gòu)關(guān)于進入答辯評審的通知后，通過國家科技管理信息系統(tǒng)填寫并提交項目正式申報書。正式申報書受理時間為30天。

    ——專業(yè)機構(gòu)對進入答辯評審的項目申報書進行形式審查，并組織答辯評審。申報項目的負責(zé)人通過網(wǎng)絡(luò)視頻進行報告答辯。根據(jù)專家評議情況擇優(yōu)立項。對于支持1～2項的指南方向，如答辯評審結(jié)果前兩位的申報項目評價相近，且技術(shù)路線明顯不同，可同時立項支持，并建立動態(tài)調(diào)整機制，結(jié)合過程管理開展中期評估，根據(jù)評估結(jié)果確定后續(xù)支持方式。

    二、組織申報的推薦單位

    1. 國務(wù)院有關(guān)部門科技主管司局；

    2. 各省、自治區(qū)、直轄市、計劃單列市及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團科技主管部門；

    3. 原工業(yè)部門轉(zhuǎn)制成立的行業(yè)協(xié)會；

    4. 納入科技部試點范圍并評估結(jié)果為A類的產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，以及納入科技部、財政部開展的科技服務(wù)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行業(yè)試點聯(lián)盟。

    各推薦單位應(yīng)在本單位職能和業(yè)務(wù)范圍內(nèi)推薦，并對所推薦項目的真實性等負責(zé)。國務(wù)院有關(guān)部門推薦與其有業(yè)務(wù)指導(dǎo)關(guān)系的單位，行業(yè)協(xié)會和產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、科技服務(wù)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行業(yè)試點聯(lián)盟推薦其會員單位，省級科技主管部門推薦其行政區(qū)劃內(nèi)的單位。推薦單位名單在國家科技管理信息系統(tǒng)公共服務(wù)平臺上公開發(fā)布。

    三、申請資格要求

    1. 牽頭申報單位和參與單位應(yīng)為中國大陸境內(nèi)注冊的科研院所、高等學(xué)校和企業(yè)等，具有獨立法人資格，注冊時間為2016年6月30日前，有較強的科技研發(fā)能力和條件，運行管理規(guī)范。政府機關(guān)不得牽頭或參與申報。申報單位同一個項目只能通過單個推薦單位申報，不得多頭申報和重復(fù)申報。

    2. 項目（課題）負責(zé)人須具有高級職稱或博士學(xué)位，1957年1月1日以后出生，每年用于項目的工作時間不得少于6個月。

    3. 項目（課題）負責(zé)人原則上應(yīng)為該項目（課題）主體研究思路的提出者和實際主持研究的科技人員。中央和地方各級政府的公務(wù)人員（包括行使科技計劃管理職能的其他人員）不得申報項目（課題）。

    4. 項目（課題）負責(zé)人限申報1個項目（課題）；國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃，含重大科學(xué)研究計劃）、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）、國家科技支撐計劃、國家國際科技合作專項、國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項、公益性行業(yè)科研專項（以下簡稱“改革前計劃”）以及國家科技重大專項、國家重點研發(fā)計劃重點專項在研項目（含任務(wù)或課題）負責(zé)人不得牽頭申報項目（課題）。國家重點研發(fā)計劃重點專項的在研項目負責(zé)人（不含任務(wù)或課題負責(zé)人）也不得參與申報項目（課題）。

    項目骨干的申報項目和改革前計劃、國家科技重大專項、國家重點研發(fā)計劃在研項目總數(shù)不得超過2個；改革前計劃、國家科技重大專項、國家重點研發(fā)計劃的在研項目（含任務(wù)或課題）負責(zé)人不得因申報國家重點研發(fā)計劃重點專項項目（課題）而退出目前承擔(dān)的項目（含任務(wù)和課題）。

    計劃任務(wù)書執(zhí)行期（包括延期后的執(zhí)行期）到2017年12月31日之前的在研項目（含任務(wù)或課題）不在限項范圍內(nèi)。

    5. 特邀咨評委委員不能申報項目（課題）；參與重點專項實施方案或本年度項目指南編制的專家，不能申報該重點專項項目（課題）。

    6. 受聘于內(nèi)地單位的外籍科學(xué)家及港、澳、臺地區(qū)科學(xué)家可作為重點專項的項目（課題）負責(zé)人，全職受聘人員須由內(nèi)地聘用單位提供全職聘用的有效證明，非全職受聘人員須由內(nèi)地聘用單位和境外單位同時提供聘用的有效證明，并隨紙質(zhì)項目預(yù)申報書一并報送。

    7. 申報項目受理后，原則上不能更改申報單位和負責(zé)人。

    8. 項目的具體申報要求，詳見各重點專項的申報指南。

    各申報單位在正式提交項目申報書前可利用國家科技管理信息系統(tǒng)公共服務(wù)平臺查詢相關(guān)科研人員承擔(dān)改革前計劃和國家科技重大專項、國家重點研發(fā)計劃重點專項在研項目情況，避免重復(fù)申報。

    四、具體申報方式

    1. 網(wǎng)上填報。請各申報單位按要求通過國家科技管理信息系統(tǒng)公共服務(wù)平臺進行網(wǎng)上填報。項目管理專業(yè)機構(gòu)將以網(wǎng)上填報的申報書作為后續(xù)形式審查、項目評審的依據(jù)。預(yù)申報書格式在國家科技管理信息系統(tǒng)公共服務(wù)平臺相關(guān)專欄下載。

    項目申報單位網(wǎng)上填報預(yù)申報書的受理時間為：2017年10月12日8:00至11月13日17:00。進入答辯評審環(huán)節(jié)的申報項目，由申報單位按要求填報正式申報書，并通過國家科技管理信息系統(tǒng)提交，具體時間和有關(guān)要求另行通知。

    國家科技管理信息系統(tǒng)公共服務(wù)平臺：http：//service.most.gov.cn；

    技術(shù)咨詢電話：010-88659000（中繼線）；

    技術(shù)咨詢郵箱：program@most.cn。

    2. 組織推薦。請各推薦單位于2017年11月18日前（以寄出時間為準），將加蓋推薦單位公章的推薦函（紙質(zhì)，一式2份）、推薦項目清單（紙質(zhì)，一式2份）寄送科技部信息中心。推薦項目清單須通過系統(tǒng)直接生成打印。

    寄送地址：北京市海淀區(qū)木樨地茂林居18號寫字樓，科技部信息中心協(xié)調(diào)處，郵編：100038。

    聯(lián)系電話：010-88654074。

    3. 材料報送和業(yè)務(wù)咨詢。請各申報單位于2017年11月18日前（以寄出時間為準），將加蓋申報單位公章的預(yù)申報書（紙質(zhì)，一式2份），寄送至科學(xué)技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心。項目預(yù)申報書須通過系統(tǒng)直接生成打印。

    咨詢電話及寄送地址如下：

    咨詢電話：010-68104460

    寄送地址：北京市三里河路一號9號樓，科學(xué)技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心，郵編：100044。

    附件：“變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問題”重點專項2017年度項目申報指南（指南編制專家名單、形式審查條件要求）

科 技 部

附件  “變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問題”重點專項2017年度項目申報指南

為落實創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，促進我國變革性技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，按照《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》部署，根據(jù)國務(wù)院《關(guān)于深化中央財政科技計劃（專項、基金等）管理改革的方案》，國家重點研發(fā)計劃啟動實施“變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問題”重點專項。根據(jù)本重點專項實施方案的部署，現(xiàn)發(fā)布2017年度項目申報指南。

變革性技術(shù)是指通過科學(xué)或技術(shù)的創(chuàng)新和突破，對已有傳統(tǒng)或主流的技術(shù)、工藝流程等進行一種另辟蹊徑的革新，并對經(jīng)濟社會發(fā)展產(chǎn)生革命性、突變式進步的技術(shù)。“變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問題”重點專項重點支持相關(guān)重要科學(xué)前沿或我國科學(xué)家取得原創(chuàng)突破，應(yīng)用前景明確，有望產(chǎn)出具有變革性影響技術(shù)原型，對經(jīng)濟社會發(fā)展產(chǎn)生重大影響的前瞻性、原創(chuàng)性的基礎(chǔ)研究和前沿交叉研究（如材料素化、碳基資源催化、超構(gòu)材料、太赫茲科學(xué)技術(shù)等方向）。在5類科技計劃中已有布局的研究內(nèi)容不在本專項重復(fù)支持。專項實施周期為5年（2017-2021年）。

2017年，變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問題重點專項將圍繞化學(xué)鍵精準重構(gòu)、超構(gòu)材料、精確介觀測量、新型太赫茲輻射源等方向部署13個研究方向，國撥總經(jīng)費約3.9億元。同一指南方向下，原則上只支持1項，僅在申報項目評審結(jié)果相近，技術(shù)路線明顯不同，可同時支持2項，并建立動態(tài)調(diào)整機制，根據(jù)中期評估結(jié)果，再擇優(yōu)繼續(xù)支持。

申報單位根據(jù)指南支持方向，面向解決重大科學(xué)問題和突破關(guān)鍵技術(shù)進行一體化設(shè)計。鼓勵圍繞一個重大科學(xué)問題，從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用研究全鏈條組織項目。鼓勵依托國家重點實驗室等重要科研基地組織項目。項目應(yīng)整體申報，須覆蓋相應(yīng)指南方向的全部考核指標。如無特殊說明，每個項目下設(shè)課題不超過5個，每個項目所含單位數(shù)不超過10家。項目申報需具備相關(guān)研究基礎(chǔ)，并曾獲得國家科技計劃支持且實施效果良好、具有重大應(yīng)用前景。申報項目負責(zé)人需具有承擔(dān)國家重大科技項目的經(jīng)歷。

項目執(zhí)行期一般為5年，申報項目特別需提出明確、有顯示度的5年總體目標和2年階段目標和考核指標（或研究進度）。項目實行“2+3”分段式資助，在項目執(zhí)行2年左右對其目標完成情況進行評估，根據(jù)評估情況確定項目后續(xù)支持方式。

1. 電-熱耦合催化能源小分子化學(xué)鍵的精準重構(gòu)

研究內(nèi)容：能源小分子的活化和轉(zhuǎn)化是化石能源高效利用的核心，常規(guī)轉(zhuǎn)化過程存在高耗能、高耗水、低選擇性等瓶頸；發(fā)展基于電-熱耦合催化分子選鍵活化新方法，促進甲烷和二氧化碳等碳基小分子中碳-氫、碳-氧和碳-碳鍵精準重構(gòu)，實現(xiàn)溫和條件下甲烷無氧活化和轉(zhuǎn)化的變革性方式，發(fā)展甲烷與二氧化碳以及甲烷與煤碳中性轉(zhuǎn)化的原子煉制新過程。

考核指標：利用電場等外場激發(fā)與納米和單原子活性中心催化相耦合，實現(xiàn)溫和條件下甲烷的活化和轉(zhuǎn)化，闡明自由基反應(yīng)和外場增強活化等非常規(guī)甲烷活化機制；突破甲烷利用的傳統(tǒng)方式，與煤轉(zhuǎn)化或二氧化碳轉(zhuǎn)化過程相耦合，實現(xiàn)轉(zhuǎn)化過程的碳、氫、氧自身平衡（碳中性），有效降低碳基能源利用中的二氧化碳排放和水的消耗；發(fā)展外場作用下表界面反應(yīng)的原位表征技術(shù)和方法，對表面催化反應(yīng)的初生產(chǎn)物、中間物種以及過渡態(tài)進行有效探測，實現(xiàn)在原子分子層次上對變革性反應(yīng)過程的理解。

2. 數(shù)字編碼和現(xiàn)場可編程超構(gòu)材料

研究內(nèi)容：超構(gòu)材料是物理和信息領(lǐng)域的前沿方向，但現(xiàn)有的基于等效媒質(zhì)超構(gòu)材料屬于模擬體系，很難實時地調(diào)控電磁波。本項目建立數(shù)字編碼和現(xiàn)場可編程超構(gòu)材料新體系，包括：數(shù)字編碼超構(gòu)材料對電磁波近遠場的調(diào)控理論；數(shù)字編碼超構(gòu)材料的信息論操作及數(shù)字信號處理運算；高比特位數(shù)字編碼和現(xiàn)場可編程超構(gòu)材料的設(shè)計方法及物理實現(xiàn)。

考核指標：建立數(shù)字編碼超構(gòu)材料對電磁波近遠場的調(diào)控理論并探索其高效求解方法，挖掘信息論操作和數(shù)字信號處理給數(shù)字編碼超構(gòu)材料調(diào)控電磁波帶來的新物理特征和新應(yīng)用潛力，制備高比特位數(shù)字編碼和現(xiàn)場可編程超構(gòu)材料（編碼切換時間小于30 ms，工作頻率覆蓋X、Ku、Ka波段，編碼狀態(tài)誤差小于10%）；發(fā)展雙頻數(shù)字編碼和現(xiàn)場可編程超構(gòu)材料、各向異性數(shù)字編碼和現(xiàn)場可編程超構(gòu)材料、頻（時）空聯(lián)合數(shù)字編碼超構(gòu)材料、以及幅相聯(lián)合數(shù)字編碼超構(gòu)材料；研制基于數(shù)字信號處理、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）控制模塊和數(shù)字編碼超構(gòu)材料軟硬件一體化的現(xiàn)場可編程信息系統(tǒng)原型。

3. 多能流綜合能量管理與優(yōu)化控制

研究內(nèi)容：針對類互聯(lián)網(wǎng)能源網(wǎng)絡(luò)具有的多能協(xié)同互補、多端供需互動、信息能量融合等核心挑戰(zhàn)，突破多能流綜合能量管理與優(yōu)化控制瓶頸問題。包括：特性各異多能流統(tǒng)一建模與多時間尺度狀態(tài)估計；多主體在線多能流分析與動態(tài)安全評估；含高維復(fù)雜約束的多能流動態(tài)優(yōu)化與協(xié)同控制；信息能量融合系統(tǒng)安全機理；多能流綜合能量管理原型系統(tǒng)。

考核指標：構(gòu)建面向類互聯(lián)網(wǎng)能源網(wǎng)絡(luò)的多能流綜合能量管理與優(yōu)化控制理論體系。實現(xiàn)以下關(guān)鍵技術(shù)的原創(chuàng)性或變革性突破：提出冷、熱、電、氣、交通等特性各異多能流統(tǒng)一建模方法，突破多能流多時間尺度狀態(tài)估計技術(shù)；實現(xiàn)多主體在線分布式多能流分析與動態(tài)安全評估技術(shù)；突破含高維偏微分-微分代數(shù)方程組約束的多能流動態(tài)優(yōu)化，實現(xiàn)能量“發(fā)輸配用儲”各環(huán)節(jié)、多主體的互動協(xié)調(diào)；揭示在信息擾動條件（含惡意網(wǎng)絡(luò)攻擊）下信息能量融合系統(tǒng)的動態(tài)行為特征和安全性機理；提出多能流綜合能量管理的自律協(xié)同算法，研發(fā)多能流綜合能量管理系統(tǒng)原型，涵蓋冷、熱、電、氣、交通等至少3種能源鏈，實現(xiàn)10個以上能量管理自律子系統(tǒng)的協(xié)同互動，能源網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)大于1000個。在典型運行場景下，通過仿真驗證多能流協(xié)同優(yōu)化后綜合用能成本下降8%以上。

4. 完整器官三維結(jié)構(gòu)與功能信息的精準介觀測量

研究內(nèi)容：針對生物醫(yī)學(xué)前沿科學(xué)問題，發(fā)展精準介觀測量新原理和方法，突破現(xiàn)有研究手段在大體積樣本中難以進行高分辨率三維測量的瓶頸問題，實現(xiàn)重要器官內(nèi)多維生命科學(xué)大數(shù)據(jù)的高精度獲取、重建與可視化。進而，在具有代表解剖結(jié)構(gòu)、組織特征和生理病理狀態(tài)的輔助坐標或注釋中，可視化展現(xiàn)完整器官內(nèi)不同類型細胞的結(jié)構(gòu)與功能圖譜。

考核指標：以完整器官三維結(jié)構(gòu)與功能信息的精準介觀測量為關(guān)鍵科學(xué)問題，通過對通量標記、示蹤、成像與檢測及與之配套的圖像信息處理原理和方法的變革性發(fā)展，建立全新技術(shù)體系，具體包括，1）建立全器官（厘米級生物大樣本）的原位穩(wěn)態(tài)成像檢測方法，具有微米量級的體素分辨和空間定位能力，實現(xiàn)多尺度測量范圍（單個細胞、組織微環(huán)境、結(jié)構(gòu)功能區(qū)等）和多參數(shù)（形態(tài)、表型、轉(zhuǎn)錄組或蛋白組等）并行測量與精準匹配；2）建立活體瞬態(tài)的超高靈敏原位活體成像檢測方法，具有生物組織中重要分子納摩爾（nM）量級的檢測能力；3）海量空間信息的高效并行處理與整合，對大于10 TB高維數(shù)據(jù)進行多維重建與可視化。由此，為在重要器官的細胞綜合圖譜繪制中取得引領(lǐng)性成果提供創(chuàng)新性研究手段。

5. 人體器官芯片的精準介觀測量

研究內(nèi)容：探索人體器官芯片生化特征介觀測量與表征新原理與方法，從分子、細胞到組織、器官甚至系統(tǒng)的多個層次，建立具有多參數(shù)、多維度、多模態(tài)的高分辨率在線精準檢測手段，以實現(xiàn)對微器官的實時監(jiān)控和對微結(jié)構(gòu)仿生狀態(tài)的客觀評估，并研究器官芯片的模型特征，驗證其與人體組織的相似性，為藥物篩選和疾病治療提供技術(shù)支撐。

考核指標：從分子、細胞到組織、器官甚至系統(tǒng)的多個層次，建立可與肝臟、心臟等器官芯片集成的多模態(tài)精準介觀測量與表征全新技術(shù)體系，具體包括：1）發(fā)展在毫米量級的三維空間視場下空間分辨率達到亞細胞量級的快速成像技術(shù)；2）發(fā)展成像范圍在毫米量級的高分辨率多模態(tài)檢測，空間分辨率亞微米水平；3）發(fā)展復(fù)雜環(huán)境下分子水平的超高時空分辨率檢測新技術(shù)，實現(xiàn)對人體芯片中生物表界面的介觀測量；4）發(fā)展三維智能仿生支架材料，原位構(gòu)建人體芯片在線檢測技術(shù)，檢測指標不少于5個。實現(xiàn)對可用于藥物篩選與疾病療效評價的人體組織／器官芯片進行示范性的篩選評估。

6. 面向智能制造的軟件自動構(gòu)造

研究內(nèi)容：研究智能制造系統(tǒng)的領(lǐng)域模型和運行機理，建立面向物聯(lián)制造、定制化柔性生產(chǎn)、供應(yīng)鏈協(xié)同優(yōu)化以及智能服務(wù)的創(chuàng)新型信息化支撐體系架構(gòu)。研究部分知識下的軟件刻畫方法，研究非完備定義下的目標軟件行為推理與預(yù)測方法，研究面向領(lǐng)域的軟件自動構(gòu)造技術(shù)。研究面向智能制造軟件的正確性確保和性能優(yōu)化技術(shù)，為自動構(gòu)造軟件提供可信保障。

考核指標：研制面向智能制造的軟件自動構(gòu)造平臺，要求具備領(lǐng)域知識建模的能力，模塊級工業(yè)控制軟件自動構(gòu)造的能力，以及軟件形式化分析與驗證的能力，顯著提高軟件開發(fā)生產(chǎn)力和軟件質(zhì)量。在3-5家制造領(lǐng)域企業(yè)進行示范應(yīng)用，在應(yīng)用企業(yè)實現(xiàn)提質(zhì)增效、轉(zhuǎn)型升級，為本領(lǐng)域服務(wù)型制造業(yè)和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)的變革性發(fā)展做出表率。

7. 界面調(diào)控與構(gòu)筑實現(xiàn)材料素化的原理及演示驗證

研究內(nèi)容：跨尺度界面（晶界、相界）結(jié)構(gòu)的形成、演化、調(diào)控規(guī)律；界面數(shù)量及分布、結(jié)構(gòu)、成分與材料力學(xué)性能和物理性能間的關(guān)系；界面調(diào)控實現(xiàn)高溫合金素化原理驗證；界面調(diào)控實現(xiàn)熱電材料素化原理驗證。通過界面調(diào)控與構(gòu)筑實現(xiàn)材料素化，突破材料發(fā)展過度依賴合金化的瓶頸，減少稀、貴、毒元素的使用，促進回收再利用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

考核指標：研究晶界調(diào)控方法以及合金元素在晶界與相界的偏析規(guī)律，在三種典型不同材料中實現(xiàn)材料的低能晶界含量超過50%以上，發(fā)展出高穩(wěn)定性相界控制方法。建立不同類型界面與材料的力學(xué)性能、物理性能之間的關(guān)系。圍繞高溫結(jié)構(gòu)素化，在鑄造高溫合金中實現(xiàn)合金不含錸和釕，合金密度≤8.6g/cm3、高溫強度高于1100℃/137MPa，持久壽命≥120h；在變形高溫合金中實現(xiàn)Co含量≤20%，特殊晶界含量>30%，760°C的σ0.2>900MPa，760°C/480MPa持久壽命>450h。降低高溫合金對稀貴資源的依賴，降低高溫合金成本。在Bi2Te3合金體系中通過界面調(diào)控實現(xiàn)現(xiàn)有無機熱電材料優(yōu)值系數(shù)（ZT）值提升20%以上。發(fā)展環(huán)境友好型和資源節(jié)約型新型熱電材料。

8. 下一代深度學(xué)習(xí)理論與技術(shù)

研究內(nèi)容：面向泛在（如移動計算）、高風(fēng)險（如精準醫(yī)療）、高可靠性（如智能交通）等應(yīng)用場景，突破深度學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)薄弱、模型結(jié)構(gòu)單一、資源消耗過高、數(shù)據(jù)依賴性強的瓶頸。研究下一代深度學(xué)習(xí)基本理論；非神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、資源節(jié)約型深度學(xué)習(xí)模型、方法及高效優(yōu)化技術(shù)；適于小樣本/無監(jiān)督樣本、強化/博弈學(xué)習(xí)的深度學(xué)習(xí)方法與技術(shù)。  

考核指標：針對深度學(xué)習(xí)模型高度非線性、參數(shù)空間分層且巨大等復(fù)雜特性，建立一套揭示深度學(xué)習(xí)工作機理的理論框架、形成一組深度學(xué)習(xí)模型分析工具與方法；研制出一系列基于非神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的新型機器學(xué)習(xí)模型、方法與技術(shù)，在深度學(xué)習(xí)模型可解釋性、高擴展性、易配置性上取得突破；提出存儲和計算資源消耗低的多種深度學(xué)習(xí)模型與方法，設(shè)計快速高效、適用于非凸深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練的新型梯度與非梯度優(yōu)化技術(shù)，大幅提升深度學(xué)習(xí)技術(shù)部署能力；研制面向小樣本、無監(jiān)督樣本、弱標記樣本、非單標記樣本的深度學(xué)習(xí)方法與技術(shù)，降低深度學(xué)習(xí)對于大規(guī)模高質(zhì)量標注數(shù)據(jù)的嚴重依賴；研制多事件觸發(fā)的深度學(xué)習(xí)模型和技術(shù)，適應(yīng)信息社會的開放環(huán)境和快速涌現(xiàn)的新現(xiàn)象；拓廣深度學(xué)習(xí)應(yīng)用領(lǐng)域，提出適用于在線學(xué)習(xí)、強化學(xué)習(xí)、博弈學(xué)習(xí)的深度學(xué)習(xí)方法與技術(shù)。

9. 深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器的新原理、新結(jié)構(gòu)和新方法

研究內(nèi)容：深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已在多種云端和終端應(yīng)用中起到了關(guān)鍵性支撐作用。然而，現(xiàn)有芯片遠遠難以滿足深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的速度和能效需求，有必要探索能高效處理大規(guī)模深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的新型處理器的設(shè)計原理、體系結(jié)構(gòu)、指令集和編程語言；探索深亞微米工藝（≤16nm）及新型器件對深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器設(shè)計方法的影響。研制新型深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器芯片，探索全異步特征的極低功耗神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

考核指標：研制能處理大規(guī)模深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（包含一億神經(jīng)元和十億突觸）的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器樣片。該樣片支持國產(chǎn)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)指令集，集成硬件神經(jīng)元/突觸作為其運算部分，支持硬件神經(jīng)元的時分復(fù)用，支持Caffe、TensorFlow和MXNet等主流深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)編程框架，能完成多層感知機（MLP）、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）、長短時記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTM）、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNN）、生成對抗網(wǎng)絡(luò)（GAN）和更快速的基于區(qū)域的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Faster-RCNN）等主流深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的使用，實測能效和性能超過英偉達圖形處理單元（NVidia GPU）產(chǎn)品M40的20倍。設(shè)計深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器的基準測試集，覆蓋語音、圖像和自然語言理解等應(yīng)用。設(shè)計高效的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器核和片上互聯(lián)結(jié)構(gòu)。研制面向深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器的編程語言、編譯器和匯編器。研制面向深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器的驅(qū)動和系統(tǒng)軟件。完成深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器在超過100萬部移動終端中的應(yīng)用部署，實現(xiàn)原來需要云計算才能處理的智能任務(wù)在移動終端本地處理。

10. 面向生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究的新型太赫茲輻射源

研究內(nèi)容：面向太赫茲波生物效應(yīng)及檢測等生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，探索自由電子與新興材料及新型結(jié)構(gòu)互作用產(chǎn)生太赫茲輻射的物理機制，揭示變革性太赫茲輻射的基本規(guī)律，突破傳統(tǒng)太赫茲輻射源的技術(shù)瓶頸，產(chǎn)生寬頻帶可調(diào)諧、大功率、連續(xù)波小型化和具有一定無衍射長度的相干太赫茲輻射。

考核指標：研發(fā)出頻段可調(diào)諧、連續(xù)波、室溫工作、瓦級功率輸出、具有一定無衍射長度的相干太赫茲輻射源。

11. 類生物體靈巧假肢及其神經(jīng)信息通道重建

研究內(nèi)容：圍繞“再造人手功能”的科學(xué)目標，探索操作感知一體化類生物體靈巧假肢設(shè)計、制造、神經(jīng)接口編碼解碼算法和神經(jīng)接口硬件系統(tǒng)，及其與神經(jīng)系統(tǒng)的信息通道重建方法，及神經(jīng)智能與人工智能的融合與交互。重點研究基于軟體材料的靈巧假肢機構(gòu)設(shè)計制造原理，神經(jīng)信號的提取與解碼，人手運動信息的神經(jīng)編碼規(guī)律與新一代神經(jīng)控制模型，傳感信號的神經(jīng)傳入機制及假肢的自然感覺功能再造方法，實現(xiàn)閉環(huán)的雙向神經(jīng)接口，完成穩(wěn)定和可以持續(xù)學(xué)習(xí)改善功能的能力。

考核指標：建立基于主動功能材料的軟體機構(gòu)設(shè)計、制造與運動控制原理，研發(fā)具有類生物體機械特性的新一代靈巧假肢機構(gòu)；研制神經(jīng)信號的高分辨率無創(chuàng)或植入式微創(chuàng)測量系統(tǒng)，揭示肢體運動信息在神經(jīng)單元中的編碼規(guī)律，建立假肢多自由度運動的神經(jīng)控制模型，實現(xiàn)10~15種離散動作模式的準確控制及2~4個自由度的連續(xù)運動控制；建立非侵入式或植入式微創(chuàng)電觸覺系統(tǒng)的刺激編碼與控制方法，重建假肢觸覺傳感信號的神經(jīng)傳入通道，解決觸感位置及觸覺模式的有效分辨問題，實現(xiàn)假肢觸覺信息的自然反饋。完成操作感知一體化類生物體靈巧假肢的樣機研制與功能驗證。

12. 多復(fù)雜曲面共體光學(xué)元件納米精度制造基礎(chǔ)

研究內(nèi)容：多復(fù)雜曲面共體光學(xué)元件將為自由曲面在下一代大視場、高分辨率成像系統(tǒng)中的應(yīng)用帶來變革性影響。瓶頸難題是多復(fù)雜曲面共體元件的控形、控位、控性制造，需研究制造約束的共體自由曲面光學(xué)元件設(shè)計理論、納米精度形位檢測方法和形、性智能可控的加工方法等，形成光學(xué)智能制造新理論、新工藝與新方法。

考核指標：形成制造約束的共體自由曲面光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計方法，建立該類光學(xué)系統(tǒng)可靠描述的精確表達模型；揭示多復(fù)雜曲面共體光學(xué)系統(tǒng)的像差形成機理，建立面形與位姿誤差協(xié)同的測量模型和像差解耦機制；建立復(fù)雜曲面多方法檢測的統(tǒng)計檢驗與推斷模型，形成納米精度復(fù)雜光學(xué)表面誤差信息的表征方法與理論；揭示共體復(fù)雜曲面多物理特性再構(gòu)機理和光學(xué)制造過程精度演進規(guī)律，創(chuàng)新智能可控柔體光學(xué)制造工藝；建立形位誤差測量感知智能、工藝決策認知智能以及可控柔體制造智能的方法與裝備，形成光學(xué)智能制造理論與方法。光學(xué)自由曲面面形精度優(yōu)于10nm RMS，位置精度優(yōu)于3μm。

13. 有望培育變革性技術(shù)的重大科學(xué)問題研究

目前已在科學(xué)前沿取得國際公認的重大創(chuàng)新，經(jīng)過3~5年研究，在科學(xué)上取得重大原創(chuàng)突破，有望培育形成對產(chǎn)業(yè)變革和經(jīng)濟社會發(fā)展具有重大影響的技術(shù)原型。

（本條指南由教育部、中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委員會作為組織申報的推薦單位）

“變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問題”重點專項2017年度項目申報指南編制專家組名單