Engineering 2024全球十大工程成就评选

尊敬的读者：

　　为促进工程科技进步，引领工程科技创新，引导全球社会各界关注工程科技事业，中国工程院院刊《Engineering》与中国工程院“全球工程前沿研究”项目组联合开展“2024全球十大工程成就”评选工作，评选过去五年在全球范围内已经完成且实践验证有效的10项重大工程成就。

　　经过公众征集、专家推荐、初步遴选，现有16项备选工程成就入围。现诚挚邀请您参与问卷调查，贡献您的智慧和经验！请您于9月13日前完成投票，感谢您的大力支持！

中国工程院院刊《Engineering》编辑部

中国工程院“全球工程前沿研究”项目组 

2024年8月　    　　　　

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候选项目简介

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　　高温气冷堆是国际公认的第四代核电技术先进堆型，采用模块式设计，具有固有安全性好、发电效率高、环境适应性强、用途广泛等优点，可提供300℃-500℃的高参数工业蒸汽，实现热电联产，具有广泛的商业化应用前景。石岛湾高温气冷堆示范工程于2012年12月正式开工，2021年12月首次并网发电，2023年12月6日完成168小时持续运行考核，正式投入商业运行，成为世界首个实现模块化第四代核电技术商业化运行的核电站。石岛湾高温气冷堆核电站示范工程装机容量20万千瓦，据估算，每年发电量约14亿度，预计每年可减少二氧化碳排放量90万吨。

图片来源：中国华能

　　英伟达Hopper架构GPU是英伟达公司于2022年推出的一款高性能图形处理单元，是一款具有突破性性能和创新技术的图形处理单元。Hopper GPU架构采用了新的SM多单元设计，每个单元的FP32计算吞吐量翻倍，同时引入了新一代的Tensor Core，具备更强的AI计算能力，在性能上实现了显著的优化和提升。在技术规格方面，Hopper GPU集成了800亿个晶体管，是英伟达有史以来最庞大的芯片之一，是目前全球范围内最大的性能出众的加速器，其内存容量也达到了前所未有的128GB GDDR6X。英伟达Hopper架构GPU通过其高效的计算单元和先进的AI加速器，为科学家和研究人员提供了前所未有的计算能力，推动了高性能计算和人工智能技术的进一步发展。

图片来源：NVIDIA英伟达GPU计算

　　在全球能源转型的大背景下，风电作为一种清洁可靠的可再生能源，以其有效缓解气候变化、提高能源利用效率、促进低碳经济增长等优势备受关注。为实现风电效益，风电机组朝着大容量、高轮毂、长叶片的方向发展，风力发电装备不断推陈出新，单机容量不断升级，近几年，单机容量10MW以上的陆上风力发电装备以及15WM以上的超大型海上风力发电装备不断涌现。维斯塔斯2021年推出V236-15MW海上风电机组，叶片长度115.5米，扫风面积超过4.3万平方米；金风科技2022年推出GWH252-16MW海上风电机组，并于2023年完成并网，叶片长达123米，轮毂中心高达152米，叶轮扫风面积约5万平方米；东方电气研制的18MW海上风电机组于2024年实现并网发电，叶片长126米。大风机将有效提升风电机组单机功率和发电效率，降低风电场建设运营成本。

图片来源：千图网（已购买版权）

　　CAR-T细胞疗法是一种革命性的癌症治疗方法，它通过改造患者的T细胞，使其能够识别并攻击癌细胞。这种疗法在全球范围内引起了广泛关注，并在临床试验中取得了显著成效。2017年，诺华公司的Kymriah（tisagenlecleucel）成为首个被FDA批准的CAR-T疗法，随后，吉利德公司的Yescarta（axicabtagene ciloleucel）也获得批准用于治疗特定类型的非霍奇金淋巴瘤。Tecartus（2020年）、Abecma（2021年）、Breyanzi（2021年）、Carvykti（2022年）陆续获批上市。CAR-T疗法不仅在血液系统恶性肿瘤中取得成功，还在实体瘤和其他疾病（如自身免疫疾病）中显示出潜力。通过基因工程技术改造T细胞、设计自杀基因和其他安全开关机制、开发更复杂的CAR，CAR-T疗法的发展进入新阶段，使患者能够实现长期缓解，提高患者的生活质量和生存率。随着技术的不断进步和研究的深入，相信未来会有更多患者受益于这一创新疗法。

图片来源：KYMRIAH官网

　　柔性显示技术是指使用柔性基板制备成超薄、超轻、可弯曲产品的显示技术。目前，柔性电子行业正处于快速发展阶段，市场规模不断扩大。2023年，全球柔性显示器市场规模为378.9亿美元，预计2030年将达到2500亿美元。韩国三星、LG，美国惠普、Atmel，日本索尼，中国京东方等企业在国际市场占据较大的份额。从材料选择到器件结构设计，再到封装技术和生产工艺的优化，都需要持续的研发投入和技术创新。柔性显示技术广泛应用于智能手机、可穿戴设备、智能手表和折叠屏平板电脑等，还应用于航空、汽车、医疗等领域。

图片来源：京东方BOE

　　低轨通信卫星星座是由多个低轨通信卫星按照特定的布局和轨道构成的卫星网络系统，其主要特点是低轨道高度、高速度飞行和全球覆盖能力。低轨卫星具有距离近、传输时延小、链路损耗低、发射灵活、应用场景丰富、整体制造成本低等优势。SpaceX的“星链”计划旨在提供低延迟、高速度的互联网接入服务到地球上偏远或未服务的区域，目前拥有超过5600颗活跃卫星，构成了人类历史上最大的卫星星座，占到全球总活跃卫星数量的50%左右。低轨通信卫星星座以其独特的轨道优势和技术特点，正逐步成为全球通信网络的重要组成部分。未来，它将与地面网络、高空平台以及其他天基系统相互融合，共同构建起空天地一体化的全球无缝覆盖通信网络，为经济发展和社会进步提供坚实的信息基础设施支撑。

图片来源：Starlink

　　土耳其1915恰纳卡莱大桥，于2017年3月开工建设，2022年3月18日建成通车。主桥采用双塔三跨悬索桥，跨径布置为770m+2023m+770m。主梁采用抗风性能优越的分体钢箱梁，总长3562m，共计87节段。恰纳卡莱大桥主跨2023m，采用分体钢箱梁克服桥梁抗风稳定性，成为目前世界上跨度最大的桥梁。恰纳卡莱大桥桥塔高318m，为H型双钢箱塔柱，钢箱底部11mX10.5m、顶部8mX7.5m，钢箱壁厚30mm到75mm，总重36,000吨（全世界最重），施工时采用了主动质量阻尼器控制风振。双主缆采用1960MPa高强钢丝（全世界强度最大），直径869mm，平行索股法架设，全长4400m（全世界最长）。桥面设置双向六车道，主梁采用抗风性能优越的分体钢箱梁，总长3562m，可以抵抗46m/s的十五级大风。为了提高抗震性能，主梁与桥塔连接处设置了液压纵横向减震器，可以抵抗重现期2475年的罕遇强震。

图片来源：四川路桥

　　2024年2月16日，OpenAI发布了“文生视频”（text-to-video）的工具Sora。Sora能够根据简单的文本描述，生成高达60秒的高质量视频，使得视频创作变得前所未有的简单和高效。Sora 不仅在视频生成的长度、质量和可控性方面达到了当前最高水平，更深层次的意义在于它作为现实世界的模拟器，能够对物理世界、人类社会以及人与世界的复杂关系进行逼真模拟与生成。这种模拟能力的提升，标志着AI技术在理解和生成复杂媒体内容方面的重大进展。Sora 通过结合自然语言处理（NLP）、深度学习和生成对抗网络（GANs）等先进技术，实现了从文本到逼真视频内容的转换。Sora被定位为“作为世界模拟器的视频生成模型”，其核心特征是可以直接将文字描述转换为相应的动态视频内容。Sora的创新不仅在于其技术突破，还在于其对AI应用环境的改变。

图片来源：OpenAI

　　2024年6月25日，嫦娥六号返回器准确着陆于内蒙古四子王旗预定区域，工作正常，标志着探月工程嫦娥六号任务取得圆满成功，实现世界首次月球背面采样返回。嫦娥六号探测器于5月3日发射升空并进入地月转移轨道。探测器经过轨道修正、近月制动，顺利进入环月轨道飞行。此后，探测器经历着陆器和上升器组合体、轨道器和返回器组合体的分离，在鹊桥二号中继星支持下，着陆器和上升器组合体实施环月降轨及动力下降，于6月2日精准着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选区域并开展采样工作。6月4日，上升器点火起飞、精准入轨，于6日完成与轨道器和返回器组合体之间的交会对接及样品转移，此后按计划与轨道器和返回器组合体分离并受控落月。此后，轨道器和返回器组合体经历了13天环月等待，此后在完成2次月地转移入射、1次轨道修正后，返回器于6月25日与轨道器分离并携带月背样品重返地球。

图片来源：中国航天科技集团

　　手术机器人是医疗领域的革新性技术，它们为进行精准、微创的外科手术提供了新的可能性。手术机器人系统通过提供更高的控制精度、稳定性和操作灵活性，使得外科医生能够执行复杂程度更高、侵入性更小的手术。手术机器人通常由多个交互式组件构成，包括控制台、机械臂和高清视觉系统。自2000年初期达芬奇手术机器人获得广泛认可以来，全球手术机器人技术已取得显著进步。现在，除了直觉外科公司的达芬奇系统外，还涌现出许多其他公司开发的机器人平台，如CMR Surgical的Versius、Medtronic的Hugo RAS系统和TransEnterix的SURGIX系统等。手术机器人系统提高了手术的精确度和稳定性，减少了手术创伤，缩短了恢复时间，并有可能减少手术并发症的风险，从而提高了手术的整体质量和患者的治疗效果。

图片来源：千图网（已购买版权）

　　智能工厂是基于智能制造系统，通过集成信息技术、自动化技术、人工智能等先进技术实现的高效、灵活、自优化的生产方式。智能工厂利用互联网技术和大数据分析，对生产流程进行实时监控和优化，提高生产效率和产品质量。通过人工智能算法和机器学习，实现设备自主学习及决策，提升生产智能化水平。通过虚拟仿真技术，建立物理工厂的数字映射，进行实时监控和预测性维护。将生产设备、仓储系统和作业人员通过物联网技术紧密联系在一起，实现资源共享和协同工作。智能工厂的发展已成为制造业转型升级的重要方向。

图片来源：千图网（已购买版权）

　　载人深潜装备是用于探索海洋深处的先进设备，具备承载科学家或潜水员进入深海进行科学研究和考察的能力。载人深潜装备在高强度耐压壳体、先进的控制系统、生命支持系统、科学实验设备等方面具有较高要求。国际上，美国、法国、日本和中国等国家在载人深潜装备的研发方面处于领先地位。载人深潜装备为人类提供了直接接触和研究深海的途径，对于海洋科学研究、资源开发和生物多样性保护具有重要意义。

图片来源：中科院之声

　　LNG运输船是在常温常压下运输零下163摄氏度液化天然气的特殊船舶，堪称世界最难建造的“海上超级冷冻车”，对紧闭性、安全性要求极高。LNG，即零下163℃的液态天然气，长途运输过程中首先需要保持其低温状态，同时对液货舱的密闭性要求极高，一旦泄漏将使船体钢板脆裂，如果液化天然气从裂缝漏出迅速汽化，顷刻就会爆炸。围护系统的目的便是确保液货舱的隔热性与密闭性，作用类似于接触沸水的暖壶内胆。2022年全球LNG领域，中国船厂共计承接59艘LNG船，市占率32%，韩国船企获得了122艘LNG船订单，市占率67%。韩国现代、大宇、三星等船厂制造的LNG船在能耗、航速、蒸发率等指标上，处于全球领先水平，中国紧随其后。

图片来源：中国船舶-“华山”号LNG运输船

　　无人驾驶汽车通常是指通过与周围环境的感知交互和理解，自主进行运行控制且能达到人类驾驶员驾驶水平的车辆，无人驾驶是对社会发展产生颠覆性影响的技术之一。目前，全球无人驾驶汽车产业市场规模已逾两万亿美元，美国的Waymo、特斯拉、以及中国的百度Apollo、商汤科技、华为等公司在商业化落地和技术创新上占据了领先地位。Waymo的无人出租车已在美国部分城市进行试运营；特斯拉的FSD系统已进入V12.3阶段，并在全球多地应用；百度Apollo的开放平台推动了中国无人驾驶技术的发展，并在部分城市开展了试运营；商汤、华为作为人工智能和信息与通信技术解决方案供应商，通过车路云协同支持实现自动驾驶全过程端到端。

图片来源：Apollo-智能驾驶

　　多年生水稻，是一种新型的水稻品种，可连续种植4年，每年收获2季，并且平均亩产量略高于一年生水稻。多年生水稻可省略育秧和栽种等耕作环节，总体上能够节约50%左右的生产投入。多年生水稻的研发突破了传统水稻种植的模式，通过遗传改良和生物技术手段，使水稻具备了自我繁殖的能力，不仅提高了水稻的生产效率，有效缓解粮食安全问题，降低农业生产的劳动强度和成本，还具有改善耕层土壤结构和增加土壤有机质含量等良好的生态效益。

图片来源：云南大学资源植物研究院/农学院 

　　人工合成淀粉，是通过化学或生物工程手段，模拟自然光合作用过程，将二氧化碳和水转化为淀粉的技术。当前，人工淀粉合成速率是玉米淀粉合成速率的8.5倍，并可根据需要实现不同类型淀粉的定向可控合成。人工合成淀粉研发成功，标志着人类首次实现了从二氧化碳到淀粉的全链条合成，具有高效、环保、可持续等特点，打破了传统农业种植的局限，为解决全球粮食安全问题提供了新思路。人工合成淀粉的意义深远，可以有效缓解因人口增长和耕地减少带来的粮食压力，也为应对气候变化、保护生态环境提供了新的解决方案。

图片来源：中科院之声

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2023全球十大工程成就回顾

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