工程科技是改變世界的重要力量，瞄準世界工程科技前沿，已成為全球各國的戰略選擇。圍繞機械與運載工程、信息與電子工程、化工冶金與材料工程、能源與礦業工程、土木水利與建筑工程、環境與輕紡工程、農業、醫藥衛生、工程管理9個領域，報告遴選出2019年年度全球工程研究前沿93項和全球工程開發前沿94項。

　　報告顯示，人工智能相關研究位居多個領域的前十位。例如，類腦智能、混合增強智能，這兩項研究分別位于信息與電子工程領域研究前沿的首位和第五位；人工智能與油藏預測機制、大數據和人工智能與電網的耦合方法研究，分別位居能源與礦業工程領域研究前沿的第三位和第六位；人工智能在生物醫藥的應用研究，高居醫藥衛生領域研究前沿首位；人工智能設計催化劑研究，位于化工、冶金與材料工程領域研究前沿的第四位……

　　就“類腦智能”這一前沿領域，北京大學計算機科學技術系教授黃鐵軍介紹，與當前以算法為核心的人工智能技術路線不同，類腦智能試圖借鑒、模仿進而超越生物大腦的感知和認知功能，是實現通用人工智能這一終極目標的重要技術途徑之一。

　　對此，中國工程院院士、北京積水潭醫院院長田偉介紹說，這一研究正在變革現代生物醫藥的發展途徑和應用方法，正在通過彌補人類能力短板的智能輔助形式，推動醫療技術進入一個新的時代，促進醫療健康進入量化分析、個體化規劃以及實時監控的新階段。

　　近年來，由于社會經濟的發展，大量污水排放至環境中，極大威脅了生態環境和人類健康。因此，有效處理水體中的污染物是環境領域的重要研究課題。報告顯示：納米復合材料在廢水處理中的應用，位于環境與輕紡工程研究前沿首位，高效海水淡化技術、土壤污染對作物代謝的影響、抗生素耐藥基因環境污染與控制，分別位于該領域第二、第三和第四位。

　　全球城市總面積約占地球表面積的2%，但是其消耗了世界約3/4的總能源。在城市發展中，出現的市區地表和冠層氣溫明顯較附近地區高的現象，被稱為城市熱島效應。報告指出，緩解城市熱島效應對保障人群生活質量、維持城市可持續發展具有重大意義。這一課題的研究排在土木、水利與建筑工程領域的第四位。而基于全壽命周期的綠色建筑設計方法位于該領域的第二位。

　　未來社會最大的挑戰之一是如何推動能源的可持續性生產與消費革命，而可再生能源系統則是實現可持續性能源體系的核心。報告指出，風能、太陽能、生物質能等研究愈發受到關注。這一課題位于化工、冶金與材料工程領域研究前沿的第一位。

　　“材料生命周期工程被認為是有效緩解資源匱乏和環境污染的重要途徑。”中國工程院院士、北京工業大學副校長聶祚仁介紹說，這一課題要求材料設計面向生命周期全過程，在對材料的使用性能、資源消耗和環境性能進行量化分析的基礎上，追求全產業鏈條的最優化。

　　報告顯示，具體研究方法流程上分數據對接、數據分析和專家研判三個階段。數據對接階段主要通過領域專家和圖書情報專家的交互，明確數據挖掘的范圍。數據分析階段主要通過聚類方法獲得基于數據的研究熱點和專利地圖，并通過專家研讀獲得工程熱點。專家研判階段主要通過專家研討、問卷調查等方法確定最終前沿。“同時，為彌補數據挖掘中因算法局限性或數據滯后所導致的研究前沿性不足的問題，鼓勵領域專家對照數據分析結果查漏補缺，提名前沿。”陳建峰說。

　　據了解，中國工程院自2017年組織開展全球工程前沿研究以來，期望能匯集全球工程科技人才的智慧，研判全球工程研究和工程開發重點前沿；先后動員了高校、科研院所、企業、行業協會等上百家機構以及上千名科技工作者，以后將每年發布一次報告，為人類應對全球挑戰，實現可持續發展提供行動參考。