王曉迪,詹同敘,劉彥君
(北京市科學技術情報研究所 北京100044)
2017年1月23日,英國政府科技辦公室(Office of Science and Technology,OST)發布《技術與創新的未來 2017》(Technology and Innovation Futures 2017)報告文件,對包括生物醫藥、智能交通、工程建筑、信息通訊等領域的新興技術的發展潛力、機遇和挑戰進行了全面的闡述。其目標是支持英國的經濟增長、提高居民的生活水平、改善公共服務設施、規劃政策發展。該份報告側重于現有技術與新興技術的融合及相互作用發展。
1.1.1 技術創新發展歷程
《技術與創新的未來》報告文件于2010年發布第一版,于 2012年進行第一次修訂,并確定了英國重點發展的 8大技術領域,包括先進材料、航空航天、衛星技術、能源儲存、智能機器人與自主系統、農業科技創新、可再生醫學、大數據和合成生物學。自2012年,英國政府獲得了6億英鎊的公共資金支持,此外,還在量子技術與物聯網發展領域投資了3億 500萬英鎊,旨在促進重點領域創新技術的發展。2017年發布的第三版報告文件中提到,將通過公共科研機構和社會團體的合作關系,共同探索新興技術的發展機遇。對超過1,000個來自學術界和工業技術人員的發展建議進行評估,對英國研究理事會(RCUK)和創新英國(Innovate UK)中超過 2萬個專利情況進行比較分析,對來自行業、學術界和投資界80余名專家意見進行匯總,并對50多種技術的市場潛力進行了分析,最終構建英國技術優勢發展藍圖,使研究成果實現商業應用最大化效益。
1.1.2 技術融合互動的影響力
新興技術的相互作用,技術的融合將推廣研究成果的應用領域,如生物醫學、基因組科學、信息技術、人工智能、物聯網和量子技術的網絡技術融合,可以使分析技術取得重大進展;技術的相互作用可以進一步提供實際性解決方案,如人口老齡化問題,可以通過人類、機器人、傳感器和軟件技術操作的相互融合為老人獨立生活提供幫助;農業科技更是綜合了生物學、傳感器和地理位置共享技術的相互作用,可以更有效地控制蟲害、保證糧食生產量,進而更有效地進行土壤分配,使農作物種植在最佳環境中。利用大數據的分析,以配合土壤類型。農民還可以通過數據傳輸、存儲和連接方式遠程監控作物生長,實時了解生產力差異的驅動因素,并改進他們的商業計劃。
1.1.3 技術融合的驅動力
《技術與創新的未來 2017》報告文件實施后,人民的生活正日益受到創新技術密切相關的影響。具體體現在:
①電池創新技術發展:隨著技術的進步,新型可穿戴設備運用到智能手機、筆記本電腦和平板電腦中,電池技術的進步對這一趨勢發展起到至關重要的作用。為滿足電動汽車、無人駕駛飛機和機器人操作的應用需求,各種遠程傳感器的使用將不受限制。目前,電池創新技術來自電池與化學、燃料電池、天然晶體等材料技術的融合,應用于電動汽車,比原有電池成本降低了30%,。
②量子技術安全:下一代光子學可以利用量子效應為數字網絡提供更大的線上安全性。量子計算的研究進展對英國物聯網安全起到至關重要的作用。量子效應在其他創新技術領域應用中也創造著發展機遇,例如更精確的時間測量將提高精確的地理位置,英國發達經濟體依賴于全球 GPS定位系統及傳感器的應用。
③智能機器人與自主系統(RAS):英國將智能機器人應用于許多國防安全、核退役或基礎設施維護等領域。下一代 RAS技術將廣泛應用于自動化工程技術領域,包括勞動力替代、現代化教育和社會性服務等。
2017年11月12日,英國政府公布2017年秋季預算報告,表明英國面向全球化發展將成為創新中心的核心目標,計劃將在機器人自主系統、5G時代創新和網絡寬帶、智能交通、電動汽車、量子技術等領域發展投資5億英鎊。該報告中對2018—2019年間英國政府公共費用支出與收入、及財政支出總額(TME)近8,090億英鎊進行了預算分配(見圖1)。

圖1 2018—2019年英國政府公共部門支出預算(單位:十億英鎊)Fig.1 The appropriation budget of the British government’s public sectors during 2018 — 2019(Unit:Billions of pounds)
2017年 11月 27日,英國政府公布了《產業戰略:建設適應未來的英國》(Industrial Strategy:building a Britain fit for the future)產業戰略白皮書,對提高英國產業生產力及全民收入水平制定了一項長期規劃。該報告中提出一系列的政策建議,指出英國經濟轉型影響未來的4大挑戰包括:人工智能和大數據經濟,清潔能源產業發展,塑造未來流通性和滿足人口老齡化社會的需求。英國面臨經濟轉型需要5個基本條件(見圖 2)來推動轉型進程,政府將投資7.25億英鎊用于支持工業戰略挑戰基金發展項目,重點創新技術發展領域有工程建筑、電動汽車、生命科學和人工智能技術等。預計到 2027年,英國科研發展總投入資金占GDP的比例將提升至2.4%。

圖2 英國面臨經濟轉型需要5個基本條件Fig.2 The 5 basic conditions of British economic transformation
2017年 6月,英國女王宣布英國將參與全球太空產業競爭的規劃,未來將大力推動英國航天發射設施的建設。在過去 10年間,英國航天產業一直保持著較高的經濟增長率,空間技術研發也有著深厚的產業積累,英國薩里衛星技術公司(Surrey Satellite Technology Limited,SSTL)多年來一直為歐洲伽利略衛星導航系統提供研發實體技術支撐。
2017年8月,英國航天局(UK Space Agency)設立“國家航天科技計劃項目(NSTP)”,該計劃方案支持英國航天產業發展,鼓勵太空技術創新,為工業界、學術界和其他非營利政府機構提供資金支持。
英國政府于2017年7月宣布,將投資1億多英鎊用于興建兩個衛星的設計、制造及發射系統研究項目,即“國家衛星測試設施”和“國家太空推進系統設施”,旨在推動國家級航天系統測試研究與設施開發,促進公共科研機構和企業的核心技術和產業發展。
2017年 11月,英國能源產業相關部門表示,清潔能源是一個巨大的經濟發展機會,將對未來的發展起著關鍵作用,因此為應對英國能源產業發展戰略,英國政府將通過政策及制度約束實現提高能源利用效率的目標。既要確保節能減排、清潔運輸,又要提高居民家庭和企業的能源效率,這是促進綠色能源未來發展的必要條件。未來幾年間,政府計劃出臺減少二氧化氮的具體措施,確定淘汰煤電使用的實施時間表,并通過撥款等措施加快新一代核能技術的研發。政府還將通過資助科學、技術、工程和數學(STEM)領域人才項目,培養專業領域科技人才發展,從而更好地提高數字化和技術教育。
英國人工授精與胚胎學管理局 2017年 3月宣布,已批準首例使用細胞核移植“三父母”嬰兒技術的申請,使這項爭議性技術在生育治療中的應用邁出了實質一步。同月,英國生物銀行還宣布,將對該銀行擁有的 50萬名志愿參與者樣本進行基因測序,預計將歷時3~5年,耗資1.5億英鎊。
英國政府目前在提升數字化基礎設施方面的公共投資已超過10億英鎊,其中包括1.76億英鎊用于投資 5G網絡,2億英鎊用于地方鋪設全光纖網絡。2017年 10月,英國數字、文化、媒體和體育部(Department for Digital,Culture,Media and Sport,DCMS)公布英國5G戰略,在打造5G創新網絡的同時實施政府5G測試平臺和試驗計劃。該項5G技術競爭將極大地促進英國 5G生態系統的發展,創新網絡將有助于引領英國投資方向,增強英國全球競爭力。為確保英國在 5G發展中保持領先優勢,英國將投入 1,600萬英鎊在全國范圍內建立“5G創新網絡”,用于測試與 5G相關的新技術。另外,政府還將投入 2億英鎊在本地建立高速、可靠的光纖寬帶網絡。
2012年,英國政府啟動了對未來制造業進行預測的戰略研究項目,通過分析制造業面臨的問題和挑戰,提出英國制造業發展與復蘇的政策。2012年1月啟動,2013年10月由英國政府科技辦公室正式形成最終《英國工業 2050戰略》,并發布《制造業的未來:英國面臨的機遇與挑戰》(The future of manufacturing:a new era of opportunity and challenge for the UK)戰略文件。該報告展望了 2050年制造業的發展狀況,并分析了英國制造業的機遇和挑戰。該戰略文件主要指出科技融合是未來發展趨勢,信息通訊技術、新材料等科技與研究成果轉移的產品和生產網絡相融合,將會極大改變產品的設計、制造、提供甚至使用方式。未來制造業的主要趨勢是產品的個性化發展,低成本產品需求的增大,產品制造的數字化發展。這將對制造業的生產過程、供應鏈及打造產品文化產生重大影響。
2017年,英國在人工智能技術領域方面有著卓越的研究成就。2017年6月8日,英國謝菲爾德大學先進制造研究中心(AMRC)介紹了其最近一個85萬英鎊的項目,為英國航空航天工業提供了高精度的機器人加工能力。這個“高精度應用中的靈活機器人加工”項目由 AMRC實施,由英國航空技術研究所(ATI)提供支持,旨在開發精確的機器人銑削系統。AMRC在為航空航天原始設備制造商和高端汽車制造商進行了3年的機器人加工研究后,確定了該項目的需求。AMRC的“2050工廠”集成制造團隊負責人 Ben Morgan表示:“我們相信在以我們以前的研究和對基本力學的了解基礎上,有很大的潛力來實現高精度機器加工的進一步變革?!盇MRC將現有的精確機器人解決方案與世界領先的數控機床動力學專業技術結合起來,以提高機器人的精度,并克服剛度和動態穩定性的缺陷。該研究團隊已經將最新的高精度雷尼紹旋轉編碼器(Renishaw rotary encoders)并入庫卡的“Titan”機器人中,并與機器人的 Siemens 840D控制器相連。此項技術由世界領先航空自動化公司 Electroimpact開發,該公司具有機器人精確加工的經驗并已經有航空應用系統的出售。團隊表示,這將創造出世界上最精確的大體積加工機器人。
英國政府在2014年9月投資6,000萬英鎊在曼徹斯特大學成立石墨烯工程創新中心(國家石墨烯研究所),近些年一直不斷研發最先進材料技術,合成了含有六方氮化硼夾層的石墨烯材料,同時研發出一種新型光活性抗菌材料并開發出名為二硫化鉬的超薄材料,保證其在石墨烯研究應用領域的領先地位。
除了傳統的電池電極改性、柔性觸控屏外,石墨烯的新應用方向還在不斷出現,潛在市場空間不斷拓寬:利用其超高強度,全球第一輛在車身中添加了石墨烯材料的汽車和自行車在英國問世;應用了石墨烯的超薄、高靈敏度的紅外傳感器有望將原本價值2萬歐元的CMOS傳感器的價格降至10歐元;一種新型揚聲器摒棄了傳統的電磁激勵振動的原理,利用超多孔石墨烯基結構凝膠的快速冷熱變化帶動空氣振動發出聲音,能夠產生更高的聲壓。
英國通過開展技術預測工作,幫助政府更系統地對未來進行思考,使政府政策能夠更好地應對未來不確定性。技術預測研究的報告選題著眼長遠,緊密圍繞決策、關注熱點問題,其研究報告影響很大,不僅為英國政府部門有關決策特別是科技決策提供了重要參考,推動了相關政策的出臺,也在國際社會產生了重要影響。目前,英國的技術預測研究工作主要圍繞兩個方面的主題開展:一是新興科學和技術面臨的挑戰和機遇,二是科技能夠發揮作用的重大社會問題。形式上,除了每兩年一輪的大規模未來關鍵預測項目外,還包括針對具體問題和領域開展專題研究。
實施財稅優惠是國外鼓勵企業加大研究開發投入最常用的政策工具。對企業研發的財稅激勵方式包括:稅前扣除或稅收抵免、稅收優惠的結轉或追溯等等。我國現行科技稅收法律的層面低,缺乏權威性,難以發揮稅收的調節作用。因此,應將一些已經相對成熟的條例、法規提升到法律層面。從長遠角度考慮,國家應制定和完善促進高技術產業發展的全面性法律,將對高新技術產品生產與銷售環節給予稅收優惠,逐步轉化為對科技開發補償與中間試驗階段給予稅收優惠,增強科技稅收政策的一體化效應。
大力發展戰略性新興產業,已經成為全球應對金融危機、實現經濟可持續發展的共同選擇,是我國搶占未來科技經濟戰略制高點的重要舉措,也是發展改革系統當前和今后一段時期工作的重點。為此,我國需要瞄準國際產業發展新方向,重點支持新能源、信息網絡建設、新材料、生命科學等領域,擴大研發規模,支持突破性技術創新作為主要發展方向,加大財政投入和政策支持,將科技成果轉化為企業生產力,從而培育新的經濟增長機遇。
科技創新是推動一個國家向前發展的重要力量。目前,我國面臨經濟發展方式轉變和經濟結構調整的壓力,促進科技創新才能促進經濟發展。因此,我們可以學習英國和歐盟實施長期的科研活動及科研創新,實現經濟增長和全面發展?!?/p>
[1]Government Office for Science.Technology and Innovation Futures 2017[EB/OL].(2017-01-23)[2018-02-11].https://www.gov.uk/gov-ernment/uploads/system/uploads/attachment_data/file/584219/technology-innovationfutures-2017.pdf.
[2]薛薇,張明喜,郭戎.準公共科技產品的供給新模式:公私合作(PPP)在政府研發資助中的應用[R].中國科學技術發展戰略研究院,2010:59.
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