『2021科技研究前沿』发布，重点关注11大领域、171个热点和新兴前沿 | 附全文下载
发布时间：2021-12-1512月8日，中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心与科睿唯安联合向全球发布了《2021研究前沿》报告和《2021研究前沿热度指数》报告。
《2021研究前沿》报告遴选展示了在农业科学、植物学和动物学，生态与环境科学，地球科学，临床医学，生物科学，化学与材料科学，物理学，天文学与天体物理学，数学，信息科学，经济学、心理学及其他社会科学11个高度聚合的大学科领域中，较为活跃或发展迅速的110个热点前沿和61个新兴前沿，较为客观地反映了相关学科的发展趋势。
一、《2021研究前沿》
1. 热点前沿及重点热点前沿解读
1.1 信息科学领域Top 10 热点前沿发展态势
信息科学领域位居前十位的热点前沿主要集中于面向6G 通信、植物分类和病害检测、电图分类和心率失常自动诊断、人类活动识别、视频动作识别、多模态情感分析、电子健康档案数据挖掘等领域的深度学习方法研究，以及区块链技术、通路数据库、无人机辅助通信技术等方向。
与深度学习相关的主题占据了今年Top10热点前沿的大部分主题。“基于无人机的无线通信技术”是2020 年热点前沿“无人机无线通信网络、传输保密和轨迹优化研究”的延续和扩展，其他前沿主题均为首次入选。
1.2 重点热点前沿——“面向视频动作识别的深度神经网络研究”
目前，视频动作识别常用的技术有基于人工特征的视频动作识别、基于双流的神经网络、基于三维卷积的神经网络等。在实际应用中，精确的动作识别有助于舆情监控、广告投放、视频检索、智能医疗监控、自动驾驶和交通安防等相关的任务。
热点前沿“面向视频动作识别的深度神经网络研究”包含13 篇核心论文，内容涵盖视觉基因组（Visual Genome） 数据集、动作识别的时空表示学习、深层视觉语义对齐、基于长期递归卷积网络的视觉识别和描述、长期时间卷积动作识别、用于动作识别的非对称三维卷积神经网络、用于动作识别的时空可变形三维注意网络。在被引频次超过100 次的7 篇核心论文中，美国主导发表3 篇，分别来自加州大学伯克利分校和斯坦福大学，后者贡献两篇；中国主导发表2 篇，分别来自中国科学院深圳先进技术研究院和天津大学；法国主导发表2 篇，分别来自法国国家信息与自动化研究所和法国国家科学研究中心。
从施引论文的角度来看（表54），中国表现最突出，以 630 篇施引论文遥遥领先排名第二的美国（176 篇），英国、澳大利亚、印度、韩国等也表现不俗。施引论文 Top产出机构全部为中国机构，中国科学院、天津大学、浙江大学位列前三甲，表明中国一批大学和科研机构在该前沿迅速开展了跟进研究，并产出了众多研究成果。
1.3 重点热点前沿——“基于无人机的无线通信技术”
随着低成本、小型化和集成化无人机在民用和工业领域的广泛应用，将无人机作为空中基站辅助地面通信成为解决临时性特殊区域通信问题的有效方案，也使搭载先进收发信机和智能传感设备进行高速数据传输成为无线通信领域的又一新的研究热点。
新加坡贡献了该前沿的大部分研究工作（表55）。从核心论文的机构分布看，新加坡国立大学发表的核心论文最多；华为公司的法国研发中心与法国巴黎萨克雷大学、美国弗吉尼亚理工大学和芬兰奥卢大学合作发表2 篇论文。
对施引论文的分析显示（表56），中国是该前沿后续研究最活跃的国家，其次为美国、英国和韩国。在施引论文Top10 机构中，中国占据7 席，其中北京邮电大学和东南大学是该前沿最为活跃的两个研究机构。此外，新加坡、美国、澳大利亚和英国也各有1 家机构上榜。
2. 新兴前沿及重点新兴前沿解读
信息科学领域有1 项研究入选新兴前沿，“利用医学影像检测和诊断新冠肺炎的深度神经网络研究”。
与新冠肺炎作斗争的一个关键步骤是对受感染患者进行有效筛查，以便受感染的病人能够立即得到治疗和护理，并被隔离以减轻病毒的传播。如何利用先进的人工智能深度学习技术迅速、准确地识别出新冠肺炎病情成为信息科学领域的新兴重点研究方向。
该前沿围绕着如何利用深度学习技术在医学影像数据中迅速识别新冠肺炎展开研究。在数据源方面，大部分研究使用X 光片进行自动识别，有2 篇文献采用CT 影像数据进行识别。在疫情初期，由于可用的数据集较小，部分研究采用数据增强的方法进行深度学习训练，提升对新冠肺炎的识别性能。在识别方法方面，涉及了辅助分类器生成对抗网络（GAN）、深度迁移学习方法、多目标差分进化卷积神经网络、Deep Bayes-Squeeze Net 等。
二、《2021研究前沿热度指数》
在《2021研究前沿》基础上，《2021研究前沿热度指数》评估中国、美国、英国、德国、法国、日本等国在研究前沿中的表现显示，在十一大学科领域整体层面，美国最为活跃，研究前沿热度指数得分为209.23 分，位居全球首位。中国以191.43 分位居第二，与美国的差距仅为17.83 分，已缩小到不足10%。英国、德国、意大利分别以85.59、64.13、51.71的研究前沿热度指数得分排名三至五位，法国、澳大利亚、加拿大、西班牙、荷兰以得分位于35-50之间排名六至十位，日本研究前沿热度指数以31.59得分排名第11位。
分领域比较来看，美国在“地球科学”“生物科学”“物理学”“天文学与天体物理学”4个领域的研究前沿热度指数得分排名第一，其他7个领域均排名第二。中国在“农业科学、植物学和动物学”“生态与环境科学”“临床医学”“化学与材料科学”“数学”“信息科学和经济学、心理学及其他社会科学”7个领域排名第一，在“地球科学”“生物科学”“物理学”3个领域排名第二，“天文学与天体物理学”领域排名第八。
在11大学科领域的171个热点和新兴前沿中，美国研究前沿热度指数排名第一的前沿数为81个，占47.37%；中国排名第一的前沿数为65个，占38.01%，两国排名第一的前沿约占总数的85%。此外，美国研究前沿热度指数排名前三的前沿数为147个，占全部171个前沿的85.96%；中国研究前沿热度指数排名前三的前沿数为101个，占全部171个前沿的59.06%。
来源：专知
