? ? ? 2021年信息科學(xué)部共發(fā)布8個(gè)重大項(xiàng)目指南，擬資助6個(gè)重大項(xiàng)目。項(xiàng)目申請的直接費(fèi)用預(yù)算不得超過1500萬元/項(xiàng)。

“水下目標(biāo)分布式聲探測與識(shí)別基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)”重大項(xiàng)目指南

　　水下目標(biāo)探測與識(shí)別是國家海洋需求中的關(guān)鍵技術(shù)之一。針對水下目標(biāo)探測面臨的探測距離近、準(zhǔn)確率低、虛警概率高、目標(biāo)屬性無法辨明等難題，旨在開展分布式聲探測與識(shí)別基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究，突破水下目標(biāo)探測“探不遠(yuǎn)、辯不明”的瓶頸，全面提升我國水下目標(biāo)探測與識(shí)別能力，培養(yǎng)能夠支撐領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展的研究隊(duì)伍。

　　一、科學(xué)目標(biāo)

　　針對廣域復(fù)雜水下環(huán)境中的弱目標(biāo)探測、識(shí)別與跟蹤難題，圍繞網(wǎng)絡(luò)化、分布式與智能化這一總體解決思路，研究極低信噪比條件下的弱目標(biāo)特征表述與時(shí)空水聲協(xié)同探測、資源受限條件下的探測數(shù)據(jù)可靠傳輸與組網(wǎng)、信息缺失和特征異構(gòu)條件下的目標(biāo)識(shí)別與融合決策等問題。構(gòu)建仿真與典型海洋水下環(huán)境實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，驗(yàn)證理論與方法的正確性和關(guān)鍵技術(shù)的可行性，為水下分布式探測技術(shù)發(fā)展提供科學(xué)理論和方法支撐。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)水下目標(biāo)分布式探測理論與方法。

　　研究聲場適配的水下目標(biāo)探測方法，高增益聲吶陣列實(shí)時(shí)信號(hào)處理方法，水下目標(biāo)特征提取及基于特征的檢測方法，適配帶寬受限下的信息提取與數(shù)據(jù)表征方法，以及面向分布式探測需求的低門限檢測信息壓縮方法等。

　　(二)適配探測需求的可靠傳輸與機(jī)動(dòng)組網(wǎng)。

　　研究中遠(yuǎn)程高譜效/能效和隱蔽水聲通信理論，面向?qū)崟r(shí)探測與快速跟蹤的高效接入與異構(gòu)機(jī)動(dòng)組網(wǎng)技術(shù)，以及資源受限下匹配任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)可靠傳輸和資源聯(lián)動(dòng)方法。構(gòu)建適配協(xié)同探測需求的水下可靠信息傳輸網(wǎng)絡(luò)。

　　(三)海洋環(huán)境小樣本目標(biāo)分布式分類與識(shí)別。

　　研究海洋聲環(huán)境物理特性與先驗(yàn)知識(shí)挖掘方法，水下目標(biāo)時(shí)序及頻譜特性的有效建模方法，面向多源分布式網(wǎng)絡(luò)的信息表征及分類方法，基于聲環(huán)境先驗(yàn)知識(shí)的小樣本分類與識(shí)別方法。構(gòu)建分布式水聲目標(biāo)識(shí)別數(shù)據(jù)庫信息格式、標(biāo)定、配準(zhǔn)等規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。

　　(四)多源信息智能融合檢測跟蹤與決策理論與方法。

　　研究多源信號(hào)時(shí)空頻多維特征綜合關(guān)聯(lián)方法，檢測跟蹤一體化處理方法，以及分布式網(wǎng)絡(luò)水下目標(biāo)協(xié)同跟蹤定位方法。構(gòu)建一體化特征檢測、信息融合、目標(biāo)跟蹤的多源信息智能處理框架，解決分布式聲吶陣列在復(fù)雜環(huán)境下對目標(biāo)的穩(wěn)健融合檢測跟蹤問題。

　　(五)水下目標(biāo)協(xié)同探測與識(shí)別示范驗(yàn)證平臺(tái)構(gòu)建。

　　構(gòu)建以“分布感知、可靠傳輸、協(xié)同處理”為特點(diǎn)的水下分布式多節(jié)點(diǎn)協(xié)同探測與識(shí)別應(yīng)用驗(yàn)證平臺(tái)。仿真系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)不少于100個(gè)、關(guān)鍵目標(biāo)類型不少于3類;典型海域水下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)節(jié)點(diǎn)數(shù)不少于15個(gè)。

　　三、申請要求

　　申請書的附注說明選擇“水下目標(biāo)分布式聲探測與識(shí)別基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)”，申請代碼1選擇F0115。

“重大基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的非核強(qiáng)電磁脈沖作用與防護(hù)基礎(chǔ)理論研究”重大項(xiàng)目指南

　　通信、高鐵等重大基礎(chǔ)設(shè)施高度信息化和網(wǎng)絡(luò)化，非核強(qiáng)電磁脈沖容易造成局部損壞乃至全局失效。為有效應(yīng)對非核強(qiáng)電磁脈沖威脅，旨在研究重大基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)電磁脈沖作用與防護(hù)基礎(chǔ)理論，解決威脅源認(rèn)知、作用規(guī)律和協(xié)同防護(hù)等科學(xué)技術(shù)問題，為國家重大基礎(chǔ)設(shè)施電磁防護(hù)的工程實(shí)踐提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)儲(chǔ)備。

　　一、科學(xué)目標(biāo)

　　針對重大基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)面臨的非核強(qiáng)電磁脈沖威脅，開展電磁威脅源認(rèn)知與模擬、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境強(qiáng)脈沖傳播與致?lián)p機(jī)理、核心芯片電磁易損規(guī)律與防護(hù)設(shè)計(jì)、多元協(xié)同電磁防護(hù)機(jī)理與實(shí)現(xiàn)等研究，解決強(qiáng)脈沖源特性表征、強(qiáng)脈沖對設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的作用規(guī)律、多元多層級協(xié)同防護(hù)機(jī)制等關(guān)鍵科學(xué)問題，突破靈巧可重構(gòu)強(qiáng)脈沖模擬源、設(shè)施網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)脈沖防護(hù)頂層設(shè)計(jì)與響應(yīng)等效驗(yàn)證、芯片強(qiáng)脈沖作用測試評估等關(guān)鍵技術(shù)，在商業(yè)級5G通信網(wǎng)應(yīng)用驗(yàn)證，為提升我國對強(qiáng)脈沖威脅的應(yīng)對能力提供基礎(chǔ)性和前瞻性的科學(xué)技術(shù)儲(chǔ)備，產(chǎn)生具有國際影響力的引領(lǐng)性研究成果。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)電磁威脅源的特性識(shí)別、特征反演與波形捷變模擬。

　　研究非核強(qiáng)電磁脈沖信號(hào)的多維多域特征聯(lián)合分析識(shí)別、特征反演與仿真建模等理論方法，建立涵蓋時(shí)/空/頻/能/調(diào)制/極化等多域特征要素集及其關(guān)聯(lián)映射圖譜，研究靈巧捷變、可重構(gòu)的強(qiáng)電磁脈沖模擬源，提供不少于4種強(qiáng)脈沖波形，最高工作頻率10GHz，波形切換時(shí)間不超過2s，為威脅源的評判和設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的試驗(yàn)驗(yàn)證提供多樣化的高功率電磁脈沖信號(hào)。

　　(二)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境電磁脈沖傳播動(dòng)力學(xué)與致?lián)p機(jī)理。

　　研究強(qiáng)電磁脈沖對重大基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的入侵方式、傳播規(guī)律以及諧振放大等效應(yīng)，建立能量流和信息流的跨層耦合模型與動(dòng)力學(xué)仿真算法，闡明關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、設(shè)備、電路的電磁脈沖致?lián)p機(jī)理，獲取電磁脈沖與大規(guī)模異質(zhì)線纜網(wǎng)絡(luò)耦合的等效電路模型，形成大型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的非線性響應(yīng)模擬與網(wǎng)絡(luò)特征模分析方法，針對系統(tǒng)和通道電磁脈沖易損部位建立模型庫及仿真軟件模塊，為重大設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的防護(hù)加固和事后恢復(fù)提供科學(xué)理論和方法。

　　(三)集成電路和微系統(tǒng)的電磁易損規(guī)律與防護(hù)設(shè)計(jì)方法。

　　研究集成電路和微系統(tǒng)電磁脈沖的傳遞路徑、易損規(guī)律以及仿真評估理論和方法，實(shí)現(xiàn)對集成電路工藝、器件、芯片電磁耦合路徑防護(hù)設(shè)計(jì)方法，研究集成電路和微系統(tǒng)的強(qiáng)脈沖作用測試評估技術(shù)，建立5種以上針對電磁脈沖源(覆蓋頻率10GHz)的典型集成電路電磁損毀宏模型，實(shí)現(xiàn)典型集成電路測試診斷和防護(hù)/加固，為提升集成電路和微系統(tǒng)的電磁抗毀性能打下堅(jiān)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)。

　　(四)多元協(xié)同電磁防護(hù)機(jī)理與實(shí)現(xiàn)方法。

　　研究強(qiáng)電磁脈沖多路徑傳遞與隔離協(xié)同防護(hù)體系，建立多元脈沖能防護(hù)的電磁作用過程數(shù)學(xué)物理模型，揭示直擊與二次效應(yīng)、防護(hù)理論及其實(shí)現(xiàn)機(jī)理，突破功能器件/電路/模組與防護(hù)融合、多路徑分流與隔離協(xié)作、能量緩釋控制等關(guān)鍵技術(shù)，為建立多元多層級協(xié)同防護(hù)機(jī)制提供理論依據(jù)和技術(shù)基礎(chǔ)。防護(hù)接地電阻大于5歐姆，并在通信網(wǎng)絡(luò)等設(shè)施開展驗(yàn)證。

　　(五)重大基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的電磁防護(hù)協(xié)同設(shè)計(jì)理論與驗(yàn)證。

　　研究重大基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的電磁防護(hù)協(xié)同設(shè)計(jì)理論與方法，研究重大設(shè)施多維度協(xié)同設(shè)計(jì)指標(biāo)體系、電磁模型和多目標(biāo)調(diào)控優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)，建立強(qiáng)脈沖對設(shè)施網(wǎng)絡(luò)損傷的預(yù)測仿真平臺(tái)，最高頻率不低于10GHz，構(gòu)建不低于4個(gè)節(jié)點(diǎn)的5G通信等專用網(wǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái)，完成電磁效應(yīng)與防護(hù)綜合試驗(yàn)驗(yàn)證，為提升基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)應(yīng)對強(qiáng)脈沖威脅提供系統(tǒng)理論方法和技術(shù)支撐。

　　三、申請要求

　　申請書的附注說明選擇“重大基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)的非核強(qiáng)電磁脈沖作用與防護(hù)基礎(chǔ)理論研究”，申請代碼1選擇F0119。

“嵌入式軟件智能合成基礎(chǔ)理論與方法”重大項(xiàng)目指南

　　面向國家戰(zhàn)略實(shí)施對嵌入式軟件先進(jìn)開發(fā)技術(shù)的需求，開展軟件智能合成基礎(chǔ)理論與方法的研究，為實(shí)現(xiàn)大幅縮短軟件開發(fā)周期和提高軟件質(zhì)量提供新型理論、方法和技術(shù)，培養(yǎng)具有國際影響力的研究隊(duì)伍。

　　一、科學(xué)目標(biāo)

　　針對嵌入式軟件開發(fā)中的多維需求特征抽象表示、軟件資產(chǎn)的理解和綜合、模型間語義一致性保持等科學(xué)問題，提出基于軟件IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán))的嵌入式軟件智能合成理論與方法，構(gòu)建從軟件需求規(guī)約到代碼實(shí)現(xiàn)的嵌入式軟件智能合成平臺(tái)，大幅提高嵌入式軟件開發(fā)效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)嵌入式軟件開發(fā)模式從人工編寫到智能合成的跨越。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)基于軟件IP的嵌入式軟件需求描述語言。

　　研究嵌入式軟件多維特征的抽象表示方法，建立基于軟件 IP的需求描述語言，探索從軟硬件資源受限的嵌入式系統(tǒng)自然語言任務(wù)描述到基于軟件IP的嵌入式軟件需求模型的轉(zhuǎn)換方法。

　　(二)面向嵌入式系統(tǒng)的軟件IP知識(shí)建模及構(gòu)造。

　　研究軟件IP知識(shí)實(shí)體及其關(guān)系的建模和描述方法，建立面向軟件合成的軟件IP知識(shí)模型，分析目標(biāo)系統(tǒng)特征及軟件IP的能力需求和資源約束，建立軟件IP知識(shí)實(shí)體的構(gòu)造規(guī)則和方法，研究軟件IP知識(shí)庫的構(gòu)建和管理方法。

　　(三)基于軟件IP的嵌入式軟件智能合成與優(yōu)化。

　　以面向軟件IP的需求描述語言為基礎(chǔ)，研究嵌入式軟件架構(gòu)模型及軟件IP智能搜索與推薦技術(shù)，研究基于領(lǐng)域知識(shí)的軟件IP構(gòu)造與演化技術(shù)，研究基于軟件IP的程序合成與優(yōu)化方法，實(shí)現(xiàn)滿足時(shí)、空等約束的嵌入式軟件智能合成。

　　(四)嵌入式軟件合成過程及產(chǎn)品的質(zhì)量保障。

　　研究面向軟件IP的約束滿足和沖突檢測方法，保證軟件IP的正確性;研究嵌入式軟件智能合成架構(gòu)的檢測和驗(yàn)證方法，提高合成軟件的可信性;研究合成代碼與需求規(guī)約的一致性評估方法，建立合成代碼的質(zhì)量追溯和評價(jià)體系。

　　(五)嵌入式軟件智能合成驗(yàn)證與示范應(yīng)用。

　　研發(fā)嵌入式軟件智能合成平臺(tái)，包括需求建模工具、軟件IP庫管理工具、智能合成工具、質(zhì)量保障工具等，選取典型嵌入式軟件，對軟件智能合成的理論方法等成果進(jìn)行驗(yàn)證與應(yīng)用。

　　三、申請要求

　　申請書的附注說明選擇“嵌入式軟件智能合成基礎(chǔ)理論與方法”，申請代碼1選擇F0203。

“融合區(qū)塊鏈的大數(shù)據(jù)本真計(jì)算”重大項(xiàng)目指南

　　數(shù)據(jù)社會(huì)重大風(fēng)險(xiǎn)治理是國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的重要需求。針對現(xiàn)有大數(shù)據(jù)存在的采集濫亂、使用粗放、共享難行和安全難控等問題，開展基于隨機(jī)抽樣的數(shù)鏈融合大數(shù)據(jù)過程可信計(jì)算理論方法與關(guān)鍵技術(shù)研究，以數(shù)為本、以鏈求真，解決其未來應(yīng)用的關(guān)鍵科學(xué)問題，培養(yǎng)優(yōu)秀人才和有影響力的科研團(tuán)隊(duì)，為我國數(shù)據(jù)社會(huì)治理未來發(fā)展提供理論、技術(shù)和人才支撐。

　　一、科學(xué)目標(biāo)

　　面向數(shù)據(jù)社會(huì)治理系統(tǒng)，圍繞大數(shù)據(jù)融合區(qū)塊鏈的可信上鏈和動(dòng)態(tài)可控的科學(xué)挑戰(zhàn)，研究數(shù)鏈融合與鏈構(gòu)適配的大數(shù)據(jù)本真計(jì)算理論和方法;突破大數(shù)據(jù)精準(zhǔn)認(rèn)知難和大數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈可信融合難的技術(shù)瓶頸，拓展大數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈的研究深度，創(chuàng)新大數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈的融合理論，為重大金融風(fēng)險(xiǎn)防控的科學(xué)治理與精準(zhǔn)施策提供理論與技術(shù)支撐。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)大數(shù)據(jù)糾偏與可信上鏈。

　　研究全域大數(shù)據(jù)的糾偏勘探方法，建立數(shù)據(jù)資源的表征性模型和數(shù)據(jù)探測的覆蓋性模型，研發(fā)大數(shù)據(jù)屬性特征的小數(shù)據(jù)表征方法及其上鏈技術(shù)，解決大數(shù)據(jù)直接上鏈難和特征刻畫局限性問題。

　　(二)大數(shù)據(jù)的可信鏈構(gòu)與共享。

　　設(shè)計(jì)鏈上子域與鏈下子域的全域融合機(jī)制及其鏈構(gòu)模型，研究適用于外部數(shù)據(jù)和內(nèi)部數(shù)據(jù)的可擴(kuò)展鏈構(gòu)與虛擬化存儲(chǔ)技術(shù)，設(shè)計(jì)鏈上多方智能合約的執(zhí)行驗(yàn)證與訪問機(jī)制，發(fā)展大數(shù)據(jù)共享的多方高效共識(shí)算法與激勵(lì)機(jī)制。

　　(三)大數(shù)據(jù)鏈變分析與動(dòng)態(tài)可控。

　　研究多鏈環(huán)境下大數(shù)據(jù)增量特征的分析方法，設(shè)計(jì)滿足組織動(dòng)態(tài)性和語義關(guān)聯(lián)性的大數(shù)據(jù)內(nèi)容索引技術(shù)，研究服務(wù)于大數(shù)據(jù)本真計(jì)算的風(fēng)險(xiǎn)診治適配模型，支撐精準(zhǔn)高效的數(shù)據(jù)治理應(yīng)用。

　　(四)數(shù)鏈融合的安全與隱私計(jì)算。

　　研究區(qū)塊鏈的穩(wěn)定鏈控模式，以保證大數(shù)據(jù)訪問的可控性;研究面向隱私計(jì)算的多方鏈構(gòu)數(shù)據(jù)溯源方法，設(shè)計(jì)鏈上鏈下數(shù)據(jù)多方安全計(jì)算模型，研發(fā)大數(shù)據(jù)風(fēng)險(xiǎn)行為辨識(shí)機(jī)制。

　　(五)重大金融風(fēng)險(xiǎn)防控應(yīng)用驗(yàn)證。

　　構(gòu)建基于數(shù)鏈融合的大數(shù)據(jù)糾偏與可信上鏈、鏈構(gòu)與共享、鏈變分析與動(dòng)態(tài)可控、隱私安全為一體的重大金融風(fēng)險(xiǎn)管控平臺(tái)，在網(wǎng)絡(luò)金融交易反欺詐與數(shù)字人民幣反洗錢等方向開展典型應(yīng)用驗(yàn)證。

　　三、申請要求

　　申請書的附注說明選擇“融合區(qū)塊鏈的大數(shù)據(jù)本真計(jì)算”，申請代碼1選擇F0212。

“含氫多能源供需系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)”重大項(xiàng)目指南

　　面對綠色能源發(fā)展的重大戰(zhàn)略機(jī)遇，開展含氫多能源供需系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用驗(yàn)證，為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的國家戰(zhàn)略目標(biāo)提供基礎(chǔ)理論和技術(shù)支撐。

　　一、科學(xué)目標(biāo)

　　圍繞多能源供需系統(tǒng)的多能耦合控制與供需隨機(jī)匹配優(yōu)化、氫能供需鏈與傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的協(xié)同規(guī)劃運(yùn)行等基礎(chǔ)科學(xué)問題開展研究，提出人機(jī)混合多能源供需系統(tǒng)的建模方法，以及人機(jī)混合多能源系統(tǒng)智能性設(shè)計(jì)理論與方法、含氫能供需鏈的多能源系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行優(yōu)化理論與方法，建立含氫多能源供需系統(tǒng)的原創(chuàng)性理論和關(guān)鍵技術(shù)體系，取得具有國際影響力的創(chuàng)新性成果。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)多能源供需系統(tǒng)建模與智能性設(shè)計(jì)方法。

　　研究氫能接入后能源供需系統(tǒng)新特征和運(yùn)行新機(jī)理，揭示多能源供需系統(tǒng)中氫、電、熱(冷)等多種能量流和信息流的耦合機(jī)理，以及人員行為與系統(tǒng)供需的交互影響，提出人機(jī)混合多能源供需系統(tǒng)的建模方法以及多能源系統(tǒng)的智能性內(nèi)涵設(shè)計(jì)、配置方法和仿真評價(jià)方法。

　　(二)多能源供需系統(tǒng)控制優(yōu)化與智能決策。

　　針對多能源系統(tǒng)供需兩側(cè)的高度不確定性，研究含氫能多能源系統(tǒng)供需匹配的隨機(jī)動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)度新理論，提出面向需求響應(yīng)的智能決策理論與方法。

　　(三)多能源系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)行優(yōu)化理論與方法。

　　建立多能源資源供應(yīng)鏈協(xié)同規(guī)劃模型，研究系統(tǒng)供需熱電動(dòng)態(tài)耦合機(jī)制，分析多種能源網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的互補(bǔ)特性，提出多能源系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)行優(yōu)化理論與方法。

　　(四)多能源供需系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用驗(yàn)證。

　　設(shè)計(jì)多能源供需系統(tǒng)架構(gòu)，搭建系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(tái);提出系統(tǒng)化、規(guī)范化的測試標(biāo)準(zhǔn);在建筑面積超過5萬平米的樓宇、小區(qū)或工業(yè)園區(qū)等實(shí)際測試環(huán)境完成協(xié)同運(yùn)行的應(yīng)用驗(yàn)證，其中氫能燃料電池額定功率≥500 kW、熱電聯(lián)供效率≥85%。

　　三、申請要求

　　申請書的附注說明選擇“含氫多能源供需系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)”，申請代碼1選擇F0304。

“100-300 nm高重頻高能量可調(diào)諧飛秒激光產(chǎn)生與應(yīng)用研究”重大項(xiàng)目指南

　　真空至深紫外波段的高性能超快激光是燃燒與能源科學(xué)領(lǐng)域的重要探測工具。針對超快紫外激光平均通量較低導(dǎo)致燃燒中間產(chǎn)物探測靈敏度不高，脈沖重復(fù)頻率偏低導(dǎo)致無法獲取中間產(chǎn)物的時(shí)間演化信息，皮秒紫外脈沖寬度無法解析飛秒時(shí)間尺度化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程等問題，旨在研究高重頻、高能量真空至深紫外飛秒激光產(chǎn)生新機(jī)制，發(fā)展基于高性能可調(diào)諧紫外激光的先進(jìn)質(zhì)譜、超快光譜與泵浦-探測技術(shù)，提升對極端工況下燃燒與催化過程的解析與調(diào)控能力，服務(wù)我國碳中和與新能源發(fā)展戰(zhàn)略。

　　一、科學(xué)目標(biāo)

　　面向燃燒與能源領(lǐng)域?qū)Ω咧仡l、高能量、可調(diào)諧超快紫外激光的迫切需求，實(shí)現(xiàn)高重頻超快驅(qū)動(dòng)激光的大功率相干合成與少周期脈沖壓縮;研究高效的短波長激光頻率變換機(jī)理，提升紫外激光脈沖的重復(fù)頻率、光子通量、超快時(shí)間特性以及波長連續(xù)調(diào)諧能力等關(guān)鍵性能;發(fā)展基于高性能紫外激光的高靈敏度高幀頻質(zhì)譜、超快光譜以及紫外泵浦-探測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在燃燒與催化等復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)過程中的應(yīng)用。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)高重頻大功率少周期驅(qū)動(dòng)激光研究。

　　研究近紅外高重頻超快驅(qū)動(dòng)激光源，建立大能量超快脈沖非線性傳輸理論模型;分析非線性效應(yīng)與熱效應(yīng)在高重頻脈沖放大與相干合成中的影響;發(fā)展高重頻大功率驅(qū)動(dòng)激光精密同步、高效相干合成與少周期脈沖壓縮技術(shù)，實(shí)現(xiàn)重復(fù)頻率百kHz量級、平均功率百瓦量級、單脈沖能量毫焦量級的超快驅(qū)動(dòng)激光。

　　(二)基于波導(dǎo)非線性的高通量紫外飛秒激光產(chǎn)生與波長調(diào)節(jié)機(jī)理研究。

　　研究高重頻高峰值功率脈沖波導(dǎo)非線性傳輸與短波長變換機(jī)理，提升短波長紫外激光能量轉(zhuǎn)換效率，探索飛秒紫外激光的調(diào)控機(jī)制與表征技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高通量飛秒紫外激光輸出。波長范圍100 - 300 nm連續(xù)可調(diào)諧，激光脈沖重復(fù)頻率≥100 kHz，脈沖寬度<100 fs，單脈沖能量達(dá)到微焦量級。

　　(三)面向燃燒與能源應(yīng)用的高靈敏度、高時(shí)間分辨質(zhì)譜研究。

　　基于上述高性能可調(diào)諧飛秒紫外激光，研究高靈敏度、高時(shí)間分辨二維光電離質(zhì)譜技術(shù)和燃燒中間過程在線探測方法，實(shí)現(xiàn)燃燒、催化中間產(chǎn)物的探測靈敏度達(dá)到ppb量級，光電離質(zhì)譜檢測的幀速達(dá)到百微秒量級;探索航空燃料在極端工況下的燃燒機(jī)理以及固體推進(jìn)劑的快速燃燒反應(yīng)機(jī)制。

　　(四)基于紫外飛秒光譜與泵浦-探測技術(shù)的燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究。

　　研究基于高性能飛秒紫外激光的超快散射、受激拉曼光譜以及超快泵浦-探測等燃燒診斷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)燃燒中間產(chǎn)物與污染物(O、H、N、OH、CO、NO、SO2、C2H2以及碳煙顆粒等)的飛秒尺度瞬態(tài)測量;解析燃燒過程中的超快瞬態(tài)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過程，將燃燒過程的時(shí)間辨析精度推進(jìn)到飛秒量級。

　　三、申請要求

　　申請書的附注說明選擇“100-300 nm高重頻高能量可調(diào)諧飛秒激光產(chǎn)生與應(yīng)用研究”，申請代碼1選擇F0506。

“基于超構(gòu)表面的高效率強(qiáng)激光波束掃描系統(tǒng)基礎(chǔ)研究”重大項(xiàng)目指南

　　為滿足強(qiáng)激光波束掃描系統(tǒng)小型化、輕量化、掃描速度快、掃描范圍廣、作用距離遠(yuǎn)等綜合性能要求，旨在開展高性能強(qiáng)激光波束掃描系統(tǒng)基礎(chǔ)理論研究，揭示強(qiáng)激光作用下超構(gòu)表面的損傷機(jī)制，突破核心器件設(shè)計(jì)與制備的關(guān)鍵難題，取得具有重要影響力的創(chuàng)新性成果，推動(dòng)遙感遙測、空間通信、大氣監(jiān)測等相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展。

　　一、科學(xué)目標(biāo)

　　圍繞輕、薄、快、廣、遠(yuǎn)的強(qiáng)激光波束掃描系統(tǒng)，開展新原理和新技術(shù)研究;建立超構(gòu)表面的波束調(diào)控模型，發(fā)展大尺寸、高效率超構(gòu)表面的快速計(jì)算和優(yōu)化方法;揭示超構(gòu)表面與強(qiáng)激光作用產(chǎn)生局域強(qiáng)點(diǎn)的物理機(jī)制，提高超構(gòu)表面器件的損傷閾值;掌握超構(gòu)表面器件的跨尺度精準(zhǔn)制造和局域強(qiáng)點(diǎn)控制技術(shù)，制備高性能超構(gòu)表面器件;提出強(qiáng)激光超構(gòu)表面波束掃描構(gòu)型，研制遠(yuǎn)距離、大范圍、高掃描頻率的輕薄系統(tǒng)樣機(jī)。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)超構(gòu)表面高效率波束調(diào)控機(jī)理和逆向設(shè)計(jì)方法。

　　研究超構(gòu)表面高效率波束調(diào)控機(jī)理，發(fā)展大尺寸超構(gòu)表面的電磁場全波仿真快速計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，探索亞波長結(jié)構(gòu)色散的補(bǔ)償規(guī)律，設(shè)計(jì)寬角度高效率的波束調(diào)控器件。

　　(二)強(qiáng)激光作用下超構(gòu)表面損傷機(jī)理。

　　研究強(qiáng)激光作用下超構(gòu)表面產(chǎn)生局域強(qiáng)點(diǎn)的瞬態(tài)特征和演化規(guī)律，建立相應(yīng)的多物理場(電場、熱場、力場)模型，揭示強(qiáng)激光作用下超構(gòu)表面損傷的動(dòng)力學(xué)過程，探索超構(gòu)表面-局域強(qiáng)點(diǎn)-損傷性能間的內(nèi)在關(guān)系，實(shí)現(xiàn)超構(gòu)表面的損傷閾值優(yōu)于20 J/cm2 (@1064 nm 10 ns)。

　　(三)超構(gòu)表面的跨尺度精準(zhǔn)制造和局域強(qiáng)點(diǎn)控制技術(shù)。

　　發(fā)展納米計(jì)量校準(zhǔn)技術(shù)，提高器件跨尺度制造的準(zhǔn)確性;研究低缺陷的超構(gòu)表面制造方法，抑制強(qiáng)激光與超構(gòu)表面相互作用產(chǎn)生的局域強(qiáng)點(diǎn);研制數(shù)十毫米口徑的強(qiáng)激光超構(gòu)表面器件。

　　(四)強(qiáng)激光超構(gòu)表面輕薄波束掃描系統(tǒng)。

　　研究超構(gòu)表面的輕薄微機(jī)電波束掃描構(gòu)型和波束掃描像差的矯正方法，在激光單脈沖能量大于20 mJ、重頻大于1 kHz的條件下，實(shí)現(xiàn)掃描頻率>50 Hz，掃描角度>±20°，效率優(yōu)于90%，重量<10 kg，體積<500 cm3的輕薄波束掃描系統(tǒng)。

　　三、申請要求

　　申請書的附注說明選擇“基于超構(gòu)表面的高效率強(qiáng)激光波束掃描系統(tǒng)基礎(chǔ)研究”，申請代碼1選擇F0508。

“復(fù)雜大數(shù)據(jù)高效學(xué)習(xí)基礎(chǔ)研究及其公共安全應(yīng)用”重大項(xiàng)目指南

　　以公共安全領(lǐng)域?yàn)榇淼拇髷?shù)據(jù)除了傳統(tǒng)的“4V”特點(diǎn)外，還表現(xiàn)出多源、異質(zhì)、時(shí)變、隱匿等復(fù)雜性特點(diǎn)，導(dǎo)致大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)面臨表示模型學(xué)習(xí)效率低、推理過程解釋難、持續(xù)學(xué)習(xí)魯棒能力弱和聯(lián)邦學(xué)習(xí)質(zhì)效均衡難等瓶頸問題。發(fā)擬開展復(fù)雜大數(shù)據(jù)高效學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究：以公共安全大數(shù)據(jù)為對象，通過高效學(xué)習(xí)算法的協(xié)同和演化，實(shí)現(xiàn)公共安全突發(fā)事件的早發(fā)現(xiàn)、早定位、早預(yù)警、早處置，并開展實(shí)證應(yīng)用，為及時(shí)有效地處置公共安全突發(fā)事件提供理論與技術(shù)支持。

　　一、科學(xué)目標(biāo)

　　針對復(fù)雜大數(shù)據(jù)如何轉(zhuǎn)化為知識(shí)體系的科學(xué)問題，建立多源異構(gòu)時(shí)變大數(shù)據(jù)的表示模型，提出復(fù)雜大數(shù)據(jù)可解釋高階推理、時(shí)空演化大數(shù)據(jù)的魯棒持續(xù)學(xué)習(xí)、分布關(guān)聯(lián)大數(shù)據(jù)質(zhì)效優(yōu)化的聯(lián)邦學(xué)習(xí)等模型與方法，初步建立公共安全大數(shù)據(jù)分析與突發(fā)事件預(yù)警平臺(tái)，在突發(fā)事件發(fā)現(xiàn)、刻畫、態(tài)勢預(yù)測等方面達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

　　二、研究內(nèi)容

　　(一)多源異構(gòu)時(shí)變大數(shù)據(jù)的高效表示學(xué)習(xí)方法。

　　研究融入領(lǐng)域知識(shí)的動(dòng)態(tài)異質(zhì)圖建模與輕量化表示方法，研發(fā)公共安全大數(shù)據(jù)表示學(xué)習(xí)軟件，解決公共安全中經(jīng)驗(yàn)規(guī)則和屬性特征的高效表示與融合問題。

　　(二)復(fù)雜大數(shù)據(jù)可解釋高階推理方法。

　　研究跨模態(tài)多維高階語義理解、多模態(tài)事理圖譜構(gòu)建、知識(shí)引導(dǎo)的時(shí)空線索挖掘方法，以公共安全大數(shù)據(jù)為對象，研發(fā)可解釋的高階推理算法與軟件。

　　(三)時(shí)空演化大數(shù)據(jù)的魯棒持續(xù)學(xué)習(xí)方法。

　　探索公共安全突發(fā)事件的時(shí)空動(dòng)態(tài)演化規(guī)律，研究動(dòng)態(tài)對抗演進(jìn)、元知識(shí)復(fù)用和策略遷移的魯棒持續(xù)學(xué)習(xí)方法，實(shí)現(xiàn)對突發(fā)事件進(jìn)行持續(xù)跟蹤、精準(zhǔn)分析和快速響應(yīng)，構(gòu)建公共安全突發(fā)事件發(fā)現(xiàn)與演化分析系統(tǒng)。

　　(四)分布關(guān)聯(lián)大數(shù)據(jù)質(zhì)效優(yōu)化的聯(lián)邦學(xué)習(xí)方法。

　　構(gòu)建高效協(xié)同的強(qiáng)化聯(lián)邦學(xué)習(xí)模型，研究因事、因勢、因時(shí)的異質(zhì)學(xué)習(xí)任務(wù)質(zhì)效優(yōu)化方法，探索提高模型魯棒性和跨部門協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)應(yīng)急能力增強(qiáng)機(jī)制，研制多方協(xié)作的公共安全突發(fā)事件刻畫和態(tài)勢預(yù)測系統(tǒng)。

　　(五)國家公共安全大數(shù)據(jù)分析與突發(fā)事件預(yù)警平臺(tái)。

　　以公共安全大數(shù)據(jù)為對象，研究突發(fā)事件動(dòng)態(tài)建模和預(yù)警方法，實(shí)現(xiàn)對公共安全突發(fā)事件的傳播影響分析和態(tài)勢評估;集成公共安全大數(shù)據(jù)表示學(xué)習(xí)、時(shí)空線索挖掘與高階推理、突發(fā)事件發(fā)現(xiàn)與演化分析、突發(fā)事件刻畫和態(tài)勢預(yù)測等系統(tǒng)，形成一體化公共安全大數(shù)據(jù)分析與突發(fā)事件預(yù)警平臺(tái)，提升我國公共安全應(yīng)急響應(yīng)與保障能力。

　　三、申請要求

　　申請書的附注說明選擇“復(fù)雜大數(shù)據(jù)高效學(xué)習(xí)基礎(chǔ)研究及其公共安全應(yīng)用”，申請代碼1選擇F0603。

國家自然科學(xué)基金委員會(huì)辦公室

2021年8月4日印發(fā)