【学者洞见】

　　光明日报记者 方莉 晋浩天 宋喜群 冯帆 苏雁 严圣禾 光明日报通讯员 姬尊雨

　　编者按

　　今年的《政府工作报告》提出，建立未来产业投入增长机制，培育生物制造、量子科技、具身智能、6G等未来产业。

　　大力发展未来产业，是引领科技进步、带动产业升级、培育新质生产力的战略选择。当前，我国未来产业发展态势如何？尚有哪些关键瓶颈亟待突破？又将呈现怎样的发展格局？本期邀请相关学者和专家，谈谈他们对未来产业的观察和思考。

    2025中关村论坛年会开幕式中的机器人秀环节。新华社发

    科研人员通过微米级脑机接口混合现实，呈现脑机接口与大鼠大脑主要血管和脑组织的空间位置关系。新华社发

    量子微纳卫星“济南一号”星地量子密钥分发实验示意图。新华社发

    南京紫金山实验室6G综合实验室，科研人员展示自主研发的芯片。新华社发

    观众在第三届中国（安徽）科技创新成果转化交易会上体验一款多语种AI透明屏。新华社发

具身智能：“长出手脚”的智能体

讲述人：北京通用人工智能研究院机器人实验室研究员 张泽宇

　　在今年的央视春晚舞台上，人形机器人灵活舞动，展现出令人惊叹的协调性。就在不久前，“具身智能”首次被写入《政府工作报告》，迅速成为科技界和产业界热议的话题。“具身智能”可拆解为“具身+智能”。“智能”是智能体在物理与社会环境中完成任务过程中表现出来的各种现象，“具身智能”就是使用身体各个部位完成物理任务的现象。这一概念，正推动人工智能从“会思考”向“能行动”跃迁，赋予机器更强的感知、理解与执行能力，让智能体真正“长出手脚”，走进现实世界。

　　早在2022年，北京通用人工智能研究院创立之初就战略布局具身智能这一方向，整合研究院七大实验室协同攻关，开展面向通用人工智能的研究。在创院之初有幸加入其中的我，作为从业者见证了中国具身智能从概念萌芽到技术突破的关键跃迁。

　　2015年AlphaGo战胜了人类围棋职业棋手，刷新了大众对人工智能的认知，那时人们认为AlphaGo就是人工智能。近年来，大语言模型的兴起，如当下火爆的DeepSeek，大家又认为这代表了人工智能。但实际上，这都只是人工智能的一部分。当下热门的“具身智能”又将大众的目光牵引到了另一个方向，但其实它并不是一个全新的概念。早在1980年前后，鉴于经典人工智能的局限性，学术界提出了具身智能的概念，旨在突破传统符号处理范式的束缚，更深入地探索智能体与真实物理世界的动态交互。经典人工智能主要关注高层次的计算与推理任务，如象棋、定理证明等，对感知、运动、操作等细粒度任务的研究比较有限。这些任务通常需要与复杂且动态的现实环境进行交互，而这一点正是传统方法的短板。而具身智能的兴起就是为了弥补这一短板，让人工智能具备一个人的基本能力，让不同具身的身体都能展现更多智能的现象，让人工智能走向通用。

　　尽管发展迅速，具身智能仍面临多重技术的挑战。人的一个动作，看似简单，实则复杂。当你伸手去接一个即将落地的杯子时，大脑会在毫秒之间完成一系列计算：判断杯子的运动轨迹、调整手臂的力度、协调手指的张合。这一切，对于机器人来说是极其复杂的挑战。其困难不仅源于当下机器人缺乏灵活操纵各类物体的能力，也由于机器人硬件结构的限制。人类躯体的运动控制通过肌肉的牵引，而机器人当下大多依赖刚性电机，难以模拟精细力度的调节，也缺乏柔性的缓冲。另一方面，机器人过去执行任务往往依赖预设的程序，面对陌生环境就会“犯傻”，这就限制了机器人在更广阔场景中的应用。

　　许多科研机构都在致力于解决以上与具身智能相关的技术瓶颈，我目前所在的机器人实验室，正在以“迈向通用人工智能”为目标，开展系列研究工作。比如，我们正在自主研发能用于不同机器人构型的全身运动规划算法，也就是服务于不同“身体”的具身智能，它可以是轮式人形机器人或者是双足人形机器人，甚至可以是飞行机械臂。此外，我们联合自然语言处理和计算机视觉实验室，共同推出了支持多种机器人本体的具身智能仿真平台TongVerse，用以采集和生成大规模机器人“具身—场景”交互数据，支撑具身智能模型理解场景和身体的交互，赋能智能体在现实环境中完成复杂任务的能力。同时，我们也正在与产业界积极合作，共同推动具身智能从科研成果到产业落地。

　　机器人与人类的协作是个双向奔赴的过程，具身智能体如何有机融入现有的生产、生活流程，人类如何与具身智能体高效合作，都值得我们思考。尽管前路仍有诸多挑战，但我们坚信具身智能将重塑社会结构，成为人类生活的智能伙伴，并在智能制造、医疗康复、家庭服务等领域迎来广泛应用。在不久的未来，机器人或许将走进千家万户，成为提升人类福祉的重要力量。届时，人工智能将不再只是“会聊天的大脑”，而是“长出手脚”的智能体，真正融入现实场景。

6G：有望催生多个万亿级产业

讲述人：紫金山实验室普适通信研究中心主任助理、高级工程师 曹 阳

　　医生远程操纵手术机器人，为几百公里外患者完成高精度手术，时延不超过6毫秒；下载一部高清电影只需要1秒钟；空天地海全域覆盖，无论在深海潜水还是沙漠探险，都将拥有稳定的网络服务……6G技术的发展，让这些场景逐步成为现实。

　　6G，即第六代移动通信技术，具有传输速率高、‌通信时延低、覆盖范围广、可靠性与安全性更高等特点，具备感知和智能化能力，将支持更多新兴应用场景。

　　6G和5G的区别是什么？对大众来说，最直观的感觉是“网速”将提升1至2个数量级，6G的峰值传输速率预计比5G提升10到100倍，能够达到100G比特/秒~1T比特/秒，网络可靠性显著提升，支持更大规模终端的接入。除了“继承”，还有“颠覆”，6G信号不仅能传输数据，还能够感知环境信息和人体信息，通过与计算、AI、大数据等技术深度融合，提供一体化移动信息服务，推动“万物智联”的发展。6G还将进一步支撑各行各业的数字化转型，尤其是在工业领域。目前，5G在功耗、成本、上行传输能力等方面仍存在局限，6G技术的进步有望解决这些问题。

　　坐地铁或高铁时，大家常会遇到手机信号断断续续、连接不上网络的情况。这背后的原因是，从2G网到5G网，都采用了蜂窝组网的架构。构成网络覆盖的各通信基地台的信号覆盖呈六边形，一个个网格如同蜂巢，便形象地称之为“蜂窝组网”。我们每个人的手机都处于蜂巢的覆盖范围内，但随着高速移动，手机会频繁地从一个“蜂巢”切换到另一个“蜂巢”导致信号中断。并且当手机移动到“蜂巢”边缘，由于存在其他临近“蜂巢”的信号干扰，通信质量就会受到影响。

　　对个人来说，无非是网速变慢，但对精密仪器、飞行器来说，若网络得不到保障，可能就会酿成大祸。2021年，我加入创业初期的6G关键技术攻关团队，投入这一痛点的研究。数年后，我们面向全球发布了6G全频谱无蜂窝无线接入网架构，将大量分布式、低成本天线联合处理，从而打破了以网络为中心传统蜂窝组网局限，形成去中心化、以用户为中心的大规模协作能力，在峰值速率、频谱效率、时延和可靠性等方面，均实现了不止一个量级的提升。从“蜂窝”到“无蜂窝”，完成了“以网络为中心”到“以用户为中心”的转变。

　　一开始，我从事6G关键技术研发工作，后来参与6G综合试验平台搭建。现在，随着6G单点技术的突破，我更多做着技术应用方面的尝试：在大连渤海湾，6G技术大幅降低了海上风电站的巡检成本；南京马拉松比赛现场，6G网络为安防提供技术保障……

　　为服务国家战略需求，2018年8月，江苏省与南京市共同启动紫金山实验室建设，6G关键技术攻关团队成立，开展网络通信与安全领域的基础性、前沿性研究。2019年，世界上一些国家先后启动6G研究。可以说，我国在6G技术上走的是一条从未有人走过的道路。

　　发布全球首个“端到端”6G综合试验平台、完成世界上首个6G光子太赫兹实时无线传输通信实验……这一项项“首个”都表明，我国在6G技术方面位于世界第一方阵，甚至处于领跑地位，已经成为6G技术标准制定的重要参与方。

　　6G是未来产业，也正在赋能未来产业。在通信和感知方面，6G信号不仅传输数据，还能感知周围环境和人体信息，可能对医疗行业产生重大影响；6G和雷达等传感器结合，在车联网领域也有巨大潜力；陆地移动通信与高、中、低轨道卫星有机融合后，有望实现任何人、任何时间、任何地点的无缝全球覆盖和按需接入，催生卫星互联网、低空经济等领域，孕育出万亿级产业。

　　未来，我们将致力于解决“卡脖子”问题，让更多6G技术走出实验室，助力更多新兴产业迅速崛起，为加快实现高水平科技自立自强作出更大贡献。

生物制造：推动制造业高端化绿色化

讲述人：中国科学院深圳先进技术研究院院长、定量合成生物学全国重点实验室主任 刘陈立

　　生物制造是合成生物学的实际应用领域，具有原料可再生、过程清洁高效等特征，可改变化工、医药、能源等传统制造业对化石原料的高度依赖，推动制造业向高端化、绿色化转型。

　　作为颠覆性前沿技术，合成生物正成为新质生产力重要的新赛道和新业态。据研究机构预测，到2035年，合成生物学赋能应用将占全球制造业产出的1/3以上，价值接近30万亿美元。

　　2014年，我回国加入中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深圳先进院”），这一路，我参与并见证了我国合成生物研究与相关产业从萌芽到崛起的过程。今年3月4日，我们团队破解了肿瘤与细菌之间的“对话”机制，首次揭示了合成生物技术改造细菌抗肿瘤的关键原理。这项发表在学术期刊《细胞》上的成果，印证了合成生物与生物制造强大的应用需求。

　　近年来，深圳先进院在探索合成生物科技和产业深度融合的道路上打造出了“科研—转化—产业”的全链条模式，助力领域内科研与产业实现“双向奔赴”。

　　2018年，深圳合成生物研究重大科技基础设施项目在光明科学城率先落地。大设施由深圳市政府投资建设，深圳先进院为建设牵头单位。2019年，深圳合成生物学创新研究院成立，同样是由深圳先进院牵头。以此为起点，深圳先进院在合成生物领域接连斩获多个“全国首个”。去年7月中国生物制造领域首个国家级产业创新平台——国家生物制造产业创新中心落地，今年年初定量合成生物学全国重点实验室正式获批。

　　近三年，国内新成立的合成生物企业有近40%落户深圳，其中近80%的企业又集中在光明区。目前，光明区集聚了2000多名合成生物领域专业人才，超百家合成生物企业，基本覆盖合成生物工具层、平台层和应用层等上中下游环节，企业总估值逾300亿元。

　　合成生物产业创新发展的步伐不断加快的同时，也为城市经济发展带来了重大机遇。除了深圳，北京、天津、常州、上海、杭州等地也将合成生物列为发展规划的重点关注领域，从不同维度加码合成生物产业发展。

　　尽管国内已经培育了大量合成生物初创企业，但距离成为行业龙头还有很长一段路要走。合成生物应用要真正落地，仍面临政策、技术、监管、商业化等多方面的挑战。如何拓宽合成生物的应用场景，提高科技成果转化和产业化，又如何在日渐内卷的环境中寻求一条差异化道路，是产业界与学术界需要共同思考的问题。

　　目前，我们在不断瞄准原创性、引领性研究的同时，也在积极引进和培养高水平青年人才，积极引导社会资本参与，加强国际交流合作，以构建一个更加完善的产业生态圈。

　　未来，我们将聚焦合成生物这一未来产业新赛道，通过加强体系化布局，发挥建制化优势，努力建设好全国重点实验室和国家产业创新中心，发挥好合成生物大设施等平台载体作用，大力推进产学研协同攻关和产业链上下游联合攻关，实现从源头创新到技术转化再到产业应用各个层面的协同联动，持续释放“创新驱动、产业协同”效能，助力大湾区乃至全国生物科技和生物制造产业实现高质量发展。

量子科技：潜力远超我们的想象

讲述人：山东大学物理学院教授 逯 鹤

　　相较欧美国家，中国的量子信息研究起步较晚。我是2007年开始攻读量子信息物理学博士学位，那时，国内对量子信息科技的关注远不如现在，量子信息中的很多概念被视为“科幻概念”。譬如，量子隐形传态协议是量子信息科学中最具科幻色彩的概念之一，经常被人误解为“瞬间传物”“超光速信息传递”“隔空取物”等，更有人认为量子通信是“伪科学”。

　　在这无人看好的领域中，一批杰出的科学家创新拼搏，坚持推动量子信息技术的发展。经过一段时间的努力，2010年后，中国的量子信息科技迎来了爆发式的发展。2012年，中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟团队和奥地利安东·蔡林格团队同时实现了百公里量子隐形传态实验，这一结果以“量子隐形传态首次跨越百公里鸿沟”封面标题形式发表在《自然》杂志上，正式标志着中国踏入量子信息科技的第一梯队。

　　当时，我有幸参加了潘建伟院士领导的这一科研任务，在他的指导下，负责研制抗损耗的高亮度量子光源。当时，百公里实验的地点选择在空气质量好的青海湖旁边，然而，青海湖大风、干燥的环境也对我们光源的研制提出了新的挑战。早期的量子光源十分脆弱，只能在实验室恒温恒湿的环境下使用，室外环境很容易对量子光源产生扰动，致使其不能正常工作。为了解决这一问题，潘老师带领我们深入调研实验现场，选用海运冷藏集装箱作为户外实验室，自己动手改装了进风、出风和制冷量控制，打造了一个可移动的实验室，保障实验顺利进行。

　　百公里隐形传态实验的成功，表明了星地实验的可行性，极大鼓舞了大家的斗志。又经过四年的探索，2016年，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射成功，实现了千公里级的量子纠缠分发和量子隐形传态。

　　近年来，随着国家重视程度的加大和越来越多科研工作者的投入，我国的量子信息科技得到迅速发展。我2017年到山东大学工作后，开始建设光量子信息实验室。山东大学在铌酸锂薄膜晶圆领域是世界领先水平，铌酸锂是一种优秀的非线性材料，很适合做量子光源。

　　于是，我便开始思考：能否在铌酸锂芯片上实现量子光源？如果可以把光源做到芯片上，光源的体积会减小至少6个数量级，成为便携式的量子光源，并且也容易控制工作环境，应用的场景更广，就不需要像在青海湖实验那样做一个专门的集装箱了。

　　瞄准这个方向，我跟学生们开始摸索铌酸锂薄膜上量子光源的研制方法。因为之前没接触过这个材料以及相应的加工工艺，一切都要从头开始，并且做芯片需要不少经费，所以在开始阶段我们面临着一系列困难。但经过后续7年的探索和发展，我们现在已经可以在1厘米×1厘米的芯片上产生量子光源，量子光源的指标与国际领先水平相当，且在某些指标上还达到了世界领先水平。如今，我们已经开始探索芯片量子光源在光量子雷达方面的应用了。

　　20年前，量子科技还是实验室里的“冷门课题”，如今已成为国家战略科技力量。量子科技的发展，离不开无数科研人员的坚持，也离不开国家的支持。国家对量子科技人才培养高度重视，自2021年起设立量子信息科学本科专业，第一批毕业生即将毕业，投身量子科技的发展中。

　　当前，量子科技的产业化正在全球范围内加速推进，我国在量子通信、量子计算、量子精密测量等领域已初步形成产业链，并逐步向金融、国防、能源、医疗等行业渗透。我有幸见证了中国量子团队从“跟跑”到“并跑”再到某些领域“领跑”的全过程，既为国家的科技领先感到光荣，也为自己的选择而感到幸运。

　　未来，量子科技必将更加深刻地改变这个世界，它的潜力可能远远超过我们的想象，期待我们在这一赛道大有可为。

　　（项目团队：光明日报记者 方莉、晋浩天、宋喜群、冯帆、苏雁、严圣禾 光明日报通讯员 姬尊雨）

　　《光明日报》（2025年04月30日 07版）