借助3D打印把制造业搬到太空 西安交大发布24个重大科学问题

一台小设备能不能打印出无限大的东西?人类能否利用3D打印技术把制造业搬到太空中去?人类能否最终彻底解决能源消耗和温室效应?人工智能发展将会遇到哪些挑战?　……

日前，西安交通大学首次向媒体发布了该校一批专家学者正聚焦研究的21世纪24个重大问题，涉及自然科学和社会科学共10个领域。其中自然科学涵盖先进制造、未来电力、能源环境、人工智能、大数据、空天与半导体等6个领域，社会科学涵盖全球法律治理、社会发展与治理、人口与社会政策、管理理论与实践等4个领域。

这些重大问题由该校卢秉恒、邱爱慈、郑南宁、徐宗本、何雅玲5位院士和多位千人计划特聘专家、长江计划特聘学者等联合发布。

据了解，进入新世纪以来，西安交大瞄准国家重大需求，搏击学术最前沿，融入国民经济主战场，以首席科学家主持的“973计划”项目21个，获批国家自然科学基金项目3438项，基础研究项目数在全国高校位居前列，该校以第一完成单位获得国家科学技术奖45项。

人工智能发展将遭遇三大挑战

中国工程院院士卢秉恒提出“把制造搬到太空去”“碳时代的制造技术”两个重大问题。“太空3D打印在真空、失重、极端温差环境下进行，有望实现一台小设备打印无限大的东西，而且打印件性能优异，同时还可节约能源消耗，避免相关污染。而碳纳米管、石墨烯等制品以其优异性能展现了宽广的应用前景，富勒烯球等三维结构的应用也为我们带来无限的想像空间，可控而又随心所欲地制造碳时代的产品将成为制造技术的未来方向之一。”卢秉恒说。

未来人工智能的发展会遇到哪些挑战?　中国工程院院士郑南宁说，它的挑战将是如何处理非完整信息下模拟人的智能，从而辅助人类提高生产力，更好地服务人类。不久前，智能机器人战胜人类围棋世界冠军，但并不意味着机器已经达到了“类人”水平，实际上人工智能的发展还要遇到三大挑战:第一，机器需要具备在没有人类太多监控和指令情况下进行学习的能力。就是说，机器无需每次在输入新数据或者算法时建立训练模型，这是一个科学挑战。第二，让机器像人类一样去感知和理解世界，它的表现会更出色。相比之下，机器学习系统只是按照人工处理的程序去运作，要实现具有人类水平的人工智能，需要具备对自然界丰富的表征和理解能力，这是一个大问题。第三，让机器具有自我意识和情感，能够反思自身处境，这是最艰难的挑战，也是一个引人入胜的探索。

“要警惕人工智能可能给人类带来的负面影响。”郑南宁提醒说，“人工智能的发展是一把‘双刃剑，，到下半段，机器的智力有可能达到人类的水平。我们要关注人工智能带来的深刻的伦理、道德问题，必须谨慎地处理好。”

无人驾驶并非完全代替有人驾驶

据专家介绍，无人驾驶车又称“智能车”或“室外轮式移动机器人”，涉及认知科学、人工智能、机器人技术、车辆工程等交叉学科，是当今前沿科技的重要发展方向。郑南宁认为，无人驾驶车的出现给人们的出行带来便利，节约能源，也会极大改善交通拥堵，在智能交通的场景下，整个交通规划都可通过机器来实现;其次，研究无人驾驶技术，还可以使有人驾驶更安全，“无人驾驶系统装在有人驾驶的车上，会极大地提高该车的安全性，当人开车出现误操作时，无人驾驶会及时地提醒驾驶员”。

郑南宁说，在一些特殊的场合，包括恶劣的环境下，无人驾驶技术已经在一些小区和城市快速干道上使用了。“不远的将来，无人驾驶就可以成为整个交通的一个重要的组成部分。”但他提醒，“无人驾驶并不是说要完全代替有人驾驶。”

中国科学院院士何雅玲表示:“大规模风能利用可能会对全球及局部气候产生影响。随着中国成为世界上最大风电生产国，应深入研究风电厂对局部及全球气候系统的影响。”而中国工程院院士邱爱慈则提出:“可控热核聚变能源被认为是人类彻底解决未来能源与环境问题的希望所在。Z箍缩惯性约束聚变以其能量转化效率高、装置造价相对低等优点，有望实现聚变裂变混合堆发电。”

此外，专家学者提出的自然科学重大问题还有弹性电力系统、能源消耗与温室效应、风能利用与局部气候变化、大数据的数学与统计学基础、大数据产业与应用、终极半导体、太空工程中心等。而在社会科学领域，学者们正聚焦的12个重大问题包括世界投资体制的未来、性别失衡社会的治理与发展、低生育与老龄化社会的后果和应对、科技发展与人类心灵等。

(本报西安4月13日专电)