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从美国2022财年研发备忘录中可以得到什么?

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75年来,美国已成为全球科技(S&T)研究与创新的领导者。在应对新型冠状病毒肺炎(COVID-19)危机中,国家领导力更为重要。特朗普政府对未来产业(IotF)的关注,特别是对人工智能(AI)的关注,为研究人员提供了对抗疾病更好的工具。对先进通信、网络和宽带接入的投资也确保了数百万人在疫情期间可以继续工作,接受教育,享受远程医疗服务。国家应对COVID-19的基础部门是政府,私营部门、学术界和非营利组织也对研发投资做了大量补充,高效的公私合作会带来更多发现和创新成果。

本文将在编译《美国2022财年R&D预算优先事项备忘录》的基础上,对美国的战略意图做出一定分析,并为我国的科技创新政策和规划带来一定的借鉴。

原文摘取

2022财年备忘录概述

该备忘录中,五个研发预算优先事项旨在确保美国在科技探索和创新领域处于全球前列。IotF-AI、量子信息科学(QIS)、先进通信网络、先进制造和生物技术仍然是美国政府的首要研发重点。备忘录也涵盖了兑现特朗普总统在2022财年之前将非国防AI和QIS资金增加一倍的承诺。

鉴于COVID-19对健康和经济造成的严重破坏,2022财年备忘录特别关注了“美国公共卫生安全与创新”这一研发优先事项。

最后,备忘录叙述了四项的高度优先的跨领域实践。实践包括支持五个研发优先事项的研究和相关战略,确保各部门和机构为美国人民提供最大的投资回报。

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(备忘录主要架构)

一、五项研发预算优先事项

1. 美国公共卫生安全与创新

备忘录强调,政府将着力保障美国家庭和个人的健康和生活质量。新冠肺炎的大流行表明,对公共健康造成威胁和挑战会严重影响经济安全和国家安全。政府将通过以下研发手段,改善国民健康水平,从而实现经济复苏:

(1)诊断、疫苗和治疗研发:各部门和机构应继续支持相关研发,及时推动现代化医疗手段提升,加快疫苗研发进程。

(2)传染病建模和预测:通过促进数据和预测科学来提高预测未来大流行病的能力。

(3)生物医学和生物技术:各部门和机构应通过利用药物或非药物干预,精准医疗,以及AI和先进制造技术,加快对疫苗的研发。

(4)生物经济:为了应对与COVID-19抗争所遭受的前所未有的生命损失和资源消耗,各部门和机构应优先考虑循证研究,以快速推动医疗、制药的发展。

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2. 美国在未来产业及相关技术领域的领导地位

特朗普政府将继续优先考虑驱动未来工业的科学和技术领域,包括AI、QIS、先进通信网络/5G、先进制造、生物技术、IotF未来计算生态系统、IotF技术无人机

(1)人工智能:各部门和机构应根据《维护美国人工智能领导力的行政命令》和《国家人工智能研究与发展战略计划》,优先进行AI研发投资。包括研究人工智能的伦理问题、数据效率、高性能机器学习(ML)技术和集成交互式人工智能等。

(2)量子信息科学:鼓励机构间进行合作;注重对关键基础设施的投资;致力于发展新型计算模式和先进制造,以支持下一代量子组件更新,努力探索量子技术的应用扩展。

(3)先进通信网络:各部门和机构应与私营部门密切合作,加强对先进通信技术的基础研究。应鼓励开发利用5G技术,在将安全性和隐私性作为基本价值观的前提下,积极搭建先进网络的应用程序。

(4)先进制造业:部门和机构应重点关注对生物制造领域的投资,以确保国内获得所需药;尤其注重在生物医学领域开发纳米和先进材料,以支持国家应对COVID-19。

(5)IotF相关的未来计算生态系统:各部门和机构应优先执行国家战略计算生态系统,集成先进计算软件,以及从极端规模到边缘的数据资源,以支持端到端应用程序工作流,同时支持未来技术的创新和翻译。

(6)IotF相关的自主驾驶和远程驾驶:利用新兴的IotF技术,部门和机构应优先进行研发,以使地面、空中和海上自主驾驶和远程驾驶车辆以及可选的无人驾驶电动垂直起降飞机成为可能。应优先进行研发,以降低水面、空中和海上自动驾驶车辆部署的障碍,并重点发展包括感知和避免技术在内的运营标准。

3. 美国国家安全

维护美国安全需要联邦政府有针对性地在研发方面进行投资,以预防和应对来自战略竞争对手和自然界的挑战。

(1)在弹性方面的优先事项:提高美国个人,企业,社区,政府和社会的安全性弹性,以应对来自流行疾病、极端天气和基础设施网络的危害。

(2)先进的军事能力:部门和机构应寻求开发能够缩短国防采购周期,并提高我们对包括太空和网络在内所有领域中新出现的军事威胁的响应能力。

(3)半导体领域的优先事项:酌情与行业和学术伙伴合作,优先安排投资,以确保政府获得可信赖且有保证的微电子,并确保美国在半导体技术方面继续保持领先地位。

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4. 美国在能源与环境领域的领导力

推进能源技术以确保安全和丰富的能源供应,认识我们未开发的海洋并扩大海洋数据的使用,改善我们的地球系统预测能力和发展北极将是政府的工作重点,这将增强国家的经济活力,国家安全和环境质量,对于所有美国人的福祉和繁荣至关重要。该优先事项涉及4个方面:

(1)能源:能源技术应显示出有望安全有效地利用美国能源资源的潜力,包括核能,可再生能源和化石能源。

(2)地球系统的可预测性和气象服务:美国希望通过一种包括气象,气候,水文,海洋和相关环境主题在内的地球系统方法,以保持在气象服务方面的世界领先地位。

(3)海洋:部门和机构应着重于提高其能力,以有效地管理大量海洋观测和研究数据,并将其提供给联邦政府和利益相关者。

(4)北极:美国是一个邻近北极的国家,部门和机构应优先进行研究投资,以增强观察,理解和预测北极的自然,生物和社会经济过程的能力。

5. 美国在太空领域的领导地位

部门和机构应优先考虑月球和火星的资源利用,低温燃料的存储和管理,太空制造和组装,以及先进的太空相关动力和推进能力。最后,部门和机构应该积极利用在太空和地球上具有广泛潜在应用的先进材料,增材制造和机器学习功能。

二、四项优先跨领域实践

1. 建设未来科技人才队伍

统筹对研发和科技人员的投资以促进经济繁荣和国家安全。根据联邦STEM教育战略,美国的各部门和机构应优先投资研究项目与活动,以促进STEM教育创新,提高其多样性、公平性和包容性。具体包括:

开发基础设施和工具,以支持远程和面对面学习;建立吸引、预备和支持国民获得STEM教育途径的机制;创造体验式和基于实践的学习机会,以鼓励学生参与STEM教育;培养教职人员接班队伍,以持续推进STEM教育;扩大宽带接入,改善远程教学方式;保障攻读STEM研究生的美国学生数量。

2. 优化研究环境和成果

为了促进科技进步,确保纳税人的研发投资获得最大回报,任何科研场所都必须毫无偏见地欢迎所有与美国价值观一致的研究人员、学生、博士后学者,技术人员可以安全、高效、符合伦理、并被尊重的去工作。此外,根据总统管理议程(PMA)的跨机构优先(CAP)目标8“以成果为导向的拨款问责制”,各部门和机构应提高效率,减少不必要的负担,努力为纳税人增加成功的研发成果。

与研究环境相关的四个优先领域需要予以高度重视:加强美国科研企业安全;减轻联邦资助研究的行政负担;提高研究工作的严谨性和完整性;为研究人员创造安全、多样、包容、公平的研究环境。

3. 促进多部门伙伴关系和技术转化

美国持续的经济增长和从新冠肺炎(COVID-19)中复苏的根本原因在于确保和加强科技领域多部门的伙伴关系。各部门和机构应进一步推进总统管理议程(PMA)中的跨机构优先(CAP)目标14,发展技能并优先配置资源,以“改进联邦资助的技术从实验室向市场的转化”。

应考虑采取措施,减轻联邦技术转化的行政和监管负担,增加私营部门在研发和创新上的投资,开发有效的工具、资源和技术转化机制以促进合作,并优先为合作项目提供资金。改善与机会区(Opportunity Zones)、代表性不足人口以及其他少数族裔服务机构(MSI)的创新合作,通过多方参与,加速创业创新。

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4. 利用数据的力量

数据对于研究和创新、问责制和透明度以及基于证据的决策越来越重要。总统管理议程(PMA)的跨机构优先(CAP)目标2中提到,要“使数据成为战略资产,并加以利用”。

各部门和机构应优先开展旨在提高数据可访问性和安全性的研发工作,包括对隐私和安全保护技术进行基础研究;加强机构间的协同合作,通过利用人工智能等其他技术、工具、平台和协议,推动生物医学和生物技术等优先领域的发展和创新;并在相关法律法规和政策下开放数据资源。

趋势分析

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(美国2019-2022《财年R&D预算优先事项备忘录》关键词)

美国经济是美国霸权最重要的组成部分,而科学技术更是美国长久保持全球霸权的重要支撑。纵观四个财年的《研发预算优先事项备忘录》,可以从中看到美国在研发预算的投入重点及持续性变化,分析出美国未来的战略偏向。对该备忘录的研究,将有助于总结美国在研发创新上的积极举措,从而为我国研发制度的创新提供借鉴和启示。

一、首次将“公共卫生安全与创新”置于备忘录首条

新冠疫情爆发以来,截至8月28日,美国累计确诊病例已达到6,046,634例,累计死亡人数达到184,796人。在病毒面前,即使是像美国这样医疗手段先进的大国,也遭受到了来自经济、政治、社会等多方面的考验。在2022财年的备忘录中,美国首次将“公共卫生安全与创新”放在研发预算优先项的首条。备忘录提到,“美政府将重点推进改善健康状况的研发技术,包括诊断、疫苗和治疗性技术研发,以及其他生物技术相关领域”。

目前美国依然是新冠疫情的重灾区之一,但为了缓解失业等经济问题给社会造成的压力,美国各州早在4月左右就纷纷宣布“解禁”。尽管据美国政府报告称,解禁后的美国缓解了一定的失业状况 ,但根据美国劳工部2020年6月数据统计“整体失业率可能比报告的失业率高出3个百分点”。

依照如今的情况,只有新冠疫苗的研发,才可能真正地使疫情得到缓解,使美国经济得到复苏,美国政府和企业目前也在不遗余力的地投入到疫苗的开发中,以期待在疫情得到控制后,可以重启经济发展进程,从而缓解失业、养老、种族问题带来的社会危机

二、持续关注未来产业、能源、环境和太空等领域的优势地位

未来产业、能源、环境和太空等领域作为美国国家创新战略的优势领域,是推动美国科研发展的关键性领域。2018年《先进制造业美国领导力战略》报告曾指出,先进制造是美国经济实力的引擎和国家安全的支柱。近年来,美国在以上相关领域一直保持着相对稳定的投入,以壮大对高新产业的全球统治地位,包括支持阿贡国家实验室和橡树岭国家实验室超级计算基础设施发展;开发和部署商业空间站等战略政策。面对新一轮科技革命与产业变革,加大在关键领域的投入对美国目前所处的局势来说,至关重要。

除了对技术研发的不断追求,美国还尤其注重技术成果转换,通过将研究成果投入实用,创造利润,从而带来巨大的经济效益,反向激发研发创新。美国也致力于将科技成果出口,与利益相关国达成双赢效果,进一步保证美国的霸权地位。

美国著名地缘战略理论家兹比格涅夫·布热津斯基曾这样分析美国的大国地位,“美国力量的源头来自它无可匹敌的军事能力;对全球经济增长的拉动;以及在开创性尖端技术领域的全面领先。”美国数据统计公司ICInsights统计显示,2018年美国芯片公司依然主导了整个芯片市场,其中,无晶圆厂芯片公司(例如AMD)占据全球68%的市场份额,有晶圆厂芯片公司(例如Intel)占据全球46%的市场份额,两者共占全球市场份额52%,展现了美国再芯片行业的强大实力。

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(2018年全球芯片市场份额)

纵观美国发展史,美国依托国家创新体系,迅速构建了前沿技术与未来产业领域的发展优势,2019年2月,美国白宫曾发布《美国主导未来产业》,公开表示美国政府将加大对未来产业的投资,今年的《备忘录》也持续了美国政府对这一具有极大战略意义行业的关注。这一美国“史上最强工业计划”,展示了美国在人工智能、先进制造、量子科技、5G等关键技术领域的野心,以期待通过对前沿行业的投资,保持其长盛不衰的全球领先地位。

三、注重人才队伍建设和跨部门协作

美国的教育系统尽管为人所诟病,但其高等教育水平毋庸置疑地居于全球之首。美国强大的科技水平也与美国先进的教育体系和国民高受教育率唇齿相依。美国人口中,有接近半数受过高等教育,1/3国民拥有本科学位,有近3000万硕士和780万博士。可以说,美国的人才队伍就是美国全球霸权的力量之源

备忘录中连续四年都提到科技人才队伍建设,尤其关注对STEM的教育。早在2006年,美国总统布什就在其国情咨文中公布《美国竞争力计划》(American Competitiveness Initiative,ACI),提出知识经济时代教育目标之一是培养具有STEM素养的人才,并称其为全球竞争力的关键。近年来,美国政府不断深化STEM战略在美国教育体系中的渗透力,在小学到大学教育中贯穿培养学生的科技理工素养;鼓励各州大力创新STEM教育实践,并积极培育STEM的教师队伍。以上这些理念,在历年的《备忘录》中均有不同程度的体现,展现了美国政府对教育,尤其是STEM人才的高度重视。

除了人才队伍的直接培养,《备忘录》还建议通过多种手段措施,充分帮助美国吸引科技人才,例如改善科技研发流程,降低行政阻碍等。备忘录不仅持续性地推进STEM教育战略,也对研究环境优化和跨部门协作给予了充分关注。美国通过一系列制度创新,流程优化,以及激发各创新主体关联,极大地推动了科技研发创新的活力,不断利用各种政策工具引导社会资源投入与国家发展方向相一致的进程中。

启示

《尚书》有言,“好问则裕,自用则小。”美国在科技研发上的投入,将给我国的科技创新政策和规划带来一定的借鉴意义。

面对激烈的国际竞争和目前严峻的国际形势,我国要建立健全起更完善的科技创新体制,不断激发创新活力,培养全民创新精神;注重为科研人员“松绑”,提高科研人员研发热情,减少行政负担;提升科研人员福利待遇,深入实施收入分配改革,为科研人员创造以成果为导向的公平竞争环境;积极推动研发成果转化,打破科技创新供需之间的“藩篱”,构建高等院校、科研机构与企业主体为一体的创新合作体系,缩短科技成果到市场产品的周期,从而大幅提高创新成果转换效率。总之,我们要牢牢把握“十三五规划”中提出的“创新是引领发展的第一动力”,紧扣“研发创新”这个经济增速“新引擎”,努力编制好“十四五规划”,为实现“两个一百年”奋斗目标注入源头活水。

伴随中国改革开放的日益深入,中国的经济将焕发出更蓬勃的活力和更强大的表现。中美作为世界上的两大国,只有合作才能实现双赢,在全球联系日益紧密的今天,特朗普政府不断单方面挑起矛盾,紧闭合作大门,无疑是鲁莽且幼稚的。只有深度加强中美合作,实现无论是科技、经济还是文化上的密切交流,才可以为两国带来深远福祉,才能为全球的共赢发展起到更大的推动作用

作者丨翟丽影 李谷雨

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