工程科技与人类生活息息相关，肠道微生态、植保无人飞机、航空物探、热岛效应、智能纳米药物、仿生软体机器人等，这一系列公众或熟知或陌生的名词，都是工程科技的前沿研究。而且，工程科技更是改变世界的重要力量，瞄准世界工程科技前沿，有效应对全球性重大挑战，实现人类社会的可持续发展，已成为世界各国的战略选择。12月18日，中国工程院《全球工程前沿2020》报告在京发布，引起了社会广泛关注。
据项目组长、中国工程院院士杨宝峰介绍，这份报告承载着来自高校、科研院所、企业、行业协会等百余家机构的上千名院士和专家的辛劳，围绕机械与运载工程、信息与电子工程、化工冶金与材料工程、能源与矿业工程、土木水利与建筑工程，以及轻纺工程、农业、医药卫生、工程管理9个领域，遴选出年度工程研究前沿93项和工程开发前沿91项。
新冠病毒：引发各国对公共卫生的高度关注
当前，新冠病毒暴发引发了全球性危机，其他潜在新发高致病病毒的威胁同样不容忽视。
报告的医药卫生部分，由中国工程院陈赛娟、张伯礼两位院士担任课题组组长。报告指出，完善公共卫生防疫体系和应急机制位列医药卫生领域工程研究前沿的首位，新冠病毒及潜在新发高致病病毒的全球研究位列第二。
据介绍，这方面的科学问题主要有：完善平战结合的公共卫生体系，建立传染病应对的科学路径，建立统一的公共卫生战略物资保障体系，建立传染病智慧化预警多点触发机制、多渠道检测预警机制等。
目前，新冠病毒是已知的第7种对人类致病的冠状病毒。随着新冠肺炎疫情的持续，全球对控制和治疗新冠病毒感染的药物与疫苗需求迫切。报告指出，突发重大传染病疫苗与药物研发、突发重大传染病诊断与设备研发两项，位列医药卫生领域工程开发前沿前两位。
而在土木、水利与建筑工程领域，应对突发公共卫生事件的规划与设计技术排在该领域工程开发前沿的第一位；在农业领域，动物病毒的溯源、进化、遗传变异也是位列该领域工程研究前沿的第一位。
随着城市化的不断推进，生态环境的变化和人口高度密集，极大地提高了城市中传染性疾病的传播率。对此，报告指出，城市规划与设计能够在从空间干预角度应对突发公共卫生事件方面起到重要作用。当前的研究热点有：环境污染检测与评估技术、基于大数据的居民时空出行及交通组织分析技术，以及强调对传染病易感人群关注的健康设施综合空间布局技术等。
健康：多领域聚焦新技术研发
随着社会的快速发展，越来越多的人群关注身心健康，多领域聚焦前沿技术开发，关注医用机器人与智能医学、肿瘤免疫治疗小分子药物开发、针对实体瘤的CAR治疗技术、新型抗耐药菌抗生素的研发等。
肠道微生态这个词对公众而言比较陌生，而事实上，正因为科研人员对其失衡与疾病的研究，更新了医学上关于感染、肝病、肿瘤等重大疾病的传统认识，为疾病预防诊断和治疗带来了革命性变化。
人体肠道含有大量细菌、真菌和病毒，其中仅细菌种类就有1000余种，数量是人体细胞的10倍，而且所编码的基因数量是人体自身基因数量的50~100倍，相当于人体的“第二个基因组”，包含了重要的遗传信息。
报告指出，肠道微生态失衡与疾病研究已经引起科技界的高度关注，发达国家均在国家科技战略规划中将之列为重点发展领域，这项研究也排在了医药卫生领域工程研究前沿的第3位。
事实上，对健康的关注早已超出医药卫生领域。近年来，农业、环境、信息、化工等多领域也对人体健康持续关注。
在信息与电子工程领域，中国工程院卢锡城和潘云鹤两位院士担任课题组组长，类脑智能芯片和多尺度时空超分辨医学成像仪器位列研究前沿的前两位；在化工、冶金与材料工程领域，用于肿瘤诊疗的智能纳米药物排在首位；在土木、水利与建筑工程领域，面向适应性舒适与室内空气品质营造的通风理论、减缓城市热岛效应的规划原理两个前沿项目，都对如何促进人体健康进行了研究……
可持续发展：各国科研的共同诉求
随着社会的进步，科学家们对人类可持续发展日益关注。可持续发展，既要能满足当代需求，又不能危及后代发展。
当前，地下工程建设规模宏大、所处环境介质复杂，面临着强地震、活动断裂带、地震液化等灾害的威胁，对岩石和地下工程防灾减灾科学技术提出严峻的挑战。因此，地下工程的动力灾变跨尺度预测也成为全球工程科技研究前沿的热点。
报告介绍，在环境领域的前10项研究前沿，几乎都与人类可持续发展紧密关联。符合污染过程的微界面行为、纳米复合材料在废水处理中的催化性能及机理研究、微塑料对环境水体的污染与毒理、热岛效应与城市规划4项研究都在其中。
报告指出，在森林中，约有70%的碳储存在土壤中。为了应对全球气候变化，在由中国工程院院士张福锁担任课题组组长的农业领域里，如何更好地维持森林生态系统土壤碳循环微生物驱动机制排在研究前沿前列。
不仅在森林里，农田、湿地也不例外。报告指出，健康的土壤含有丰富的生物，包括细菌、真菌、线虫、蚯蚓等多种生物，在土壤生态系统中发挥着促进植物生长、维持生态系统稳定的积极作用。因此，土壤生物多样性与生态系统功能的研究，成了许多科研人员躬耕的前沿研究。
随着能源安全与二氧化碳排放问题的日益突出，可再生能源的应用成为世界能源发展的必然趋势。报告指出，可再生合成燃料位列能源与矿业工程领域工程研究前沿的首位。
据杨宝峰介绍，该报告从技术供给和国家需求两方面开展了前瞻研判，并对其中关键的28项工程研究前沿和28项工程开发前沿，从国家布局、合作态势以及发展趋势等角度进行了详细剖析。
据了解，中国工程院自2017年起联合科睿唯安、高等教育出版社开展全球工程前沿研究，尝试在宏观战略层面将定量分析与定性研究深度结合，促进文献数据分析专家与领域技术专家深度交互，既关注工程科技的研究动向，也关注工程科技的开发趋势，每年发布一次报告。