楊艷明 ，趙云 ，邵珠峰 ，李道春 ，高增桂 ，張子龍 ，沈悅 ，王林軍

（1. 清華大學(xué)公共管理學(xué)院，北京 100084；2. 清華大學(xué)機械工程學(xué)院，北京 100084；3. 北京航空航天大學(xué)，北京 100083；4. 上海大學(xué)，上海 200444）

一、前言

歷史上的每一次科技革命、工業(yè)革命和能源革命，都伴隨著顛覆性技術(shù)的出現(xiàn)。如第一次世界大戰(zhàn)期間出現(xiàn)無線電技術(shù)、飛機技術(shù)，第二次世界大戰(zhàn)期間出現(xiàn)雷達技術(shù)、數(shù)字計算機技術(shù)、導(dǎo)彈技術(shù)和核技術(shù)，冷戰(zhàn)時期出現(xiàn)集成電路技術(shù)、人造衛(wèi)星技術(shù)、激光技術(shù)，冷戰(zhàn)后的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、全球定位系統(tǒng)以及隱身技術(shù)等。這些顛覆性技術(shù)伴隨著性能與功能的不斷改進和完善，最終取代了原有技術(shù)，開辟了新的市場。從歷史演變來看，只有具備敏銳的洞察意識，掌握并發(fā)展顛覆性技術(shù)，才能保持一個國家的世界領(lǐng)先地位。美國、俄羅斯等國均成立了專門機構(gòu)，加緊顛覆性技術(shù)的相關(guān)研究，我國也應(yīng)開展顛覆性技術(shù)研究，捕獲新興前沿技術(shù)機遇。

機械與運載工程領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)戰(zhàn)略研究，涉及技術(shù)領(lǐng)域廣泛，涵蓋機械、微機電系統(tǒng)（MEMS）、增材制造、機器人、航空、航天、海洋運輸裝備、汽車、軌道交通、綜合交通等十多個子領(lǐng)域，所涉及的產(chǎn)業(yè)幾乎全部為技術(shù)密集型、高關(guān)聯(lián)性的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)，無一例外地成為各國戰(zhàn)略布局的重點。

以創(chuàng)新和高科技為特色的各類技術(shù)的廣泛發(fā)展，警醒每一個國家都需要抓住機械與運載工程領(lǐng)域快速發(fā)展機遇期，及時、準確識別顛覆性技術(shù)，占領(lǐng)世界技術(shù)發(fā)展的制高點。

二、當(dāng)前機械與運載工程領(lǐng)域顛覆性技術(shù)的發(fā)展情況

中國工程院機械與運載工程學(xué)部按專業(yè)劃分為機械工程、船舶與海洋工程、航空宇航科學(xué)技術(shù)、兵器科學(xué)與技術(shù)、動力與電氣設(shè)備工程與技術(shù)、交通運輸工程。這一領(lǐng)域?qū)W科眾多，工程技術(shù)發(fā)展迅速。在前期文獻研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合專家訪談方法，提出了應(yīng)當(dāng)引起關(guān)注的機械工程、航空航天、海洋運載裝備及軌道交通領(lǐng)域的顛覆性技術(shù)。

（一）機械工程領(lǐng)域的發(fā)展情況

1. 智能制造技術(shù)

智能制造是我國制造業(yè)由大變強的核心技術(shù)和主線。我國已經(jīng)涌現(xiàn)出一些企業(yè)積極制定并實施本企業(yè)發(fā)展智能制造的規(guī)劃計劃，智能制造技術(shù)將在我國制造業(yè)獲得大力發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

2. MEMS的潛在顛覆式應(yīng)用

未來將有四種趨勢改變MEMS的市場格局：新興器件，如微鏡和環(huán)境組合傳感器；新應(yīng)用，如壓力傳感器應(yīng)用于位置（高度）感測；顛覆性技術(shù)，包括封裝、新材料（如壓電薄膜和300 mm/12寸晶圓，1寸≈3.333 cm）；新的設(shè)計，包括納機電系統(tǒng)（NEMS）和光學(xué)集成技術(shù)。

（二）航空航天運載領(lǐng)域的發(fā)展情況

自主無人系統(tǒng)包括無人機、無人地面車輛、無人水面艇和無人潛航器共4種類型[1]。這類系統(tǒng)在得到授權(quán)后具備在特定邊界內(nèi)獨立行動的能力，具有自主性，通過制定規(guī)則和策略進行自我選擇，并具有自主學(xué)習(xí)能力，能夠改進策略甚至在不可預(yù)見的情況下進行最優(yōu)選擇，從而達成既定目標(biāo)任務(wù)。自主無人系統(tǒng)體現(xiàn)了無人系統(tǒng)的智能化水平，涉及到眾多學(xué)科和門類的高新技術(shù)。

我國在自主無人系統(tǒng)方面展現(xiàn)出顯著的實力，但是在無人機、無人地面車輛、無人水面艇、無人潛航器等各類無人系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)方面的發(fā)展互相獨立，在軍用和民用無人系統(tǒng)中的自主控制、測控通信、互操作、高精度導(dǎo)航等共性技術(shù)攻關(guān)及應(yīng)用尚未形成合力。在國際范圍內(nèi)屬于跟跑狀態(tài)。

空中自主無人系統(tǒng)的技術(shù)拐點主要包括：無人系統(tǒng)機器學(xué)習(xí)、有人/無人快速切換機器人、微型撲旋翼飛行器、智能集群技術(shù)、臨近空間超高速無人機、環(huán)境感知等。預(yù)計到2020年前后能夠?qū)崿F(xiàn)無人系統(tǒng)機器學(xué)習(xí)以及有人/無人快速切換機器人技術(shù)并開始應(yīng)用，對于微型撲旋翼飛行器、臨近空間超高速無人機技術(shù)將在2025年前后取得較大突破，2030年后將在空中自主無人系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，并于2035年前后取得廣泛應(yīng)用。

自主無人技術(shù)成熟度和技術(shù)拐點預(yù)測，如表1所示。

（三）海洋運載裝備領(lǐng)域的發(fā)展情況

綠色船舶技術(shù)：國際海事組織（IMO）制定的新船能效設(shè)計指數(shù)（EEDI）規(guī)則自2013年1月正式生效后，為進入國際市場，建造及配套單位就必須對不符合EEDI要求的船型進行改造[2]。世界各大船舶研究機構(gòu)、先進造船企業(yè)以及相關(guān)研究機構(gòu)通過研發(fā)新型能源推進船舶（液化天然氣燃料船、風(fēng)帆柴油機混合動力船、燃料電池推進船等）、新概念綠色船型（高效節(jié)能船型）、環(huán)保無污染涂料、無壓載水船舶、低排放高效動力裝置、輕質(zhì)材料等新技術(shù)，打造新型綠色船舶。

表1 自主無人技術(shù)成熟度和技術(shù)拐點預(yù)測

（四）軌道交通技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展情況

全面系統(tǒng)加強主動安全保障、運輸組織協(xié)同優(yōu)化、互聯(lián)互通、全過程服務(wù)等方面的體系化創(chuàng)新，已成為世界軌道交通科技發(fā)展的大趨勢，也是我國軌道交通的“短板”。

我國尚未實現(xiàn)各種交通方式的協(xié)同運輸，亟待加強區(qū)域軌道交通各模式間互聯(lián)互通和應(yīng)急處置聯(lián)動。軌道交通能源供給系統(tǒng)技術(shù)和裝備的標(biāo)準化、譜系化和智能化，以及新能源和新型能源利用模式的創(chuàng)新應(yīng)用成為軌道交通能源相關(guān)技術(shù)發(fā)展的主流和創(chuàng)新焦點。

三、未來機械與運載工程領(lǐng)域顛覆性技術(shù)預(yù)測展望

（一）機械工程領(lǐng)域展望

經(jīng)前期文獻整理和調(diào)研，發(fā)現(xiàn)本領(lǐng)域已經(jīng)形成一項典型的顛覆性技術(shù)——MEMS，在高端數(shù)控機床、先進成形裝備、關(guān)鍵機械基礎(chǔ)件、3D打印、機器人等技術(shù)領(lǐng)域存在疑似顛覆性技術(shù)。

其中，MEMS以微納尺度理論為支撐，通過微納制造及工藝，融入微機械、微電子、微光學(xué)、微能源、微流動等各種技術(shù)，具有微感知、微處理、微控制、微傳輸、微對抗等功能，并通過功能模塊的集成，實現(xiàn)單一或多類用途的綜合性前沿技術(shù)[3]。MEMS是近年興起的高新技術(shù)，具有多學(xué)科交叉特征，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，持續(xù)不斷發(fā)展對我國保持技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢意義重大。

（二）航空航天運載領(lǐng)域展望

1. 航空航天領(lǐng)域已有和疑似顛覆性技術(shù)

航空航天運載工程顛覆性技術(shù)影響重大，開展航空航天運載工程顛覆性技術(shù)的識別和發(fā)展研究，搶占新科技變革、產(chǎn)業(yè)變革和軍事變革的戰(zhàn)略主動權(quán)，對我國具有特別重要的意義。

根據(jù)近期航空航天領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r、基礎(chǔ)學(xué)科技術(shù)突破情況等，按照能源動力技術(shù)、航空器技術(shù)、航天器技術(shù)三個技術(shù)分類篩選出已有和疑似顛覆性技術(shù)。能源動力技術(shù)領(lǐng)域包括：垂直起降發(fā)動機、超燃沖壓發(fā)動機、太陽能飛機、全電飛機；航空器技術(shù)領(lǐng)域包括：超音速客機、無人智能化、航空母機、超長航時無人機、仿生智能集群技術(shù)；航天器技術(shù)領(lǐng)域包括：可重復(fù)使用火箭、大型火箭、星際高速飛行器。

2. 超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)

高超音速飛行器“是人類在發(fā)明飛機、突破音障、進入太空之后又一項具有跨時代意義的里程碑，是未來航空航天領(lǐng)域的另一發(fā)展方向”[4]。高超聲速飛行器在進行超過5 Ma飛行時，需要應(yīng)用超燃沖壓發(fā)動機來完成工作。超燃沖壓發(fā)動機技術(shù)作為高超聲速飛行器技術(shù)的核心關(guān)鍵技術(shù)，將推動吸氣式噴氣發(fā)動機的進一步突破。超燃沖壓發(fā)動機適宜在大氣層或跨大氣層進行長時間超聲速或高超聲速的續(xù)航飛行，具備結(jié)構(gòu)簡單、造價低、易維護、性能好等特點。

3. 仿生智能集群技術(shù)

仿生智能集群技術(shù)基于仿生微型飛行器和智能集群技術(shù)。研制仿生飛行器，將會突破目前大型航空飛行器設(shè)計過程中固化的設(shè)計理念和技術(shù)限制，微小型飛行器將具備極佳的隱蔽性和在狹小空間的飛行能力，這類微型飛行器的研究取得了微小的進展，在突破厘米級/毫米級的過程中，面臨著包括設(shè)計、能源、導(dǎo)航、微制造等多方面的技術(shù)瓶頸，但具有極大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

在目前的微型發(fā)展進程中，由于微型固定翼和旋翼面臨理論與技術(shù)瓶頸和效率的制約，設(shè)計和研發(fā)高效率的仿生飛行器具有必要性和代替性。協(xié)同集群技術(shù)的發(fā)展能夠克服單個微型飛行器能力不足的缺陷，將顛覆傳統(tǒng)單一飛行器的作戰(zhàn)模式，產(chǎn)生重大軍事變革。

4. 可重復(fù)使用航天運載技術(shù)

可重復(fù)使用航天運載技術(shù)基于可重復(fù)使用運載器。可重復(fù)使用運載器是指能夠在地球表面與太空之間重復(fù)往返的多用途飛行器，具有快速、安全、可靠、成本較低的巨大優(yōu)勢。在航天運載器向著低成本、高可靠性方向發(fā)展的過程中，可重復(fù)航天運載器技術(shù)將改變目前航天運載器發(fā)射成本巨大的困境，為將來更進一步探索、開發(fā)外太空資源打下堅實的基礎(chǔ)；在人類向著太空不斷發(fā)展的過程中，率先占領(lǐng)技術(shù)制高點將在長時間內(nèi)保持軍事技術(shù)等方面的優(yōu)勢。

（三）海洋運載領(lǐng)域展望

目前在海洋開發(fā)裝備技術(shù)、海洋科考裝備技術(shù)、海洋防務(wù)裝備技術(shù)、海洋運輸裝備技術(shù)等領(lǐng)域還未出現(xiàn)明確的顛覆性技術(shù)，但可燃冰開采船舶創(chuàng)新技術(shù)、船舶動力-無軸輪緣推進系統(tǒng)技術(shù)、船舶綠色化的創(chuàng)新與發(fā)展技術(shù)、海洋數(shù)據(jù)資源技術(shù)等技術(shù)領(lǐng)域可能存在疑似顛覆性技術(shù)。

吳有生院士指出，世界海洋運載裝備呈現(xiàn)以“綠色船舶技術(shù)”為基礎(chǔ)，以“綜合集成”“智能化”“深遠?！睘橹饕l(fā)展方向的新趨勢[5]。

1. 綠色海洋運載技術(shù)

海洋運載裝備的節(jié)能技術(shù)始終貫穿于其發(fā)展的過程中。目前，綠色船舶技術(shù)的發(fā)展方向主要包括：一是綠色船舶的總體技術(shù)，包括船舶設(shè)計優(yōu)化、減輕船舶的重量、少/無壓載水船舶；二是綠色船舶動力技術(shù)，也是綠色船舶技術(shù)的發(fā)展重點，目前較為成熟或正在研發(fā)的有關(guān)技術(shù)包括低轉(zhuǎn)速長沖程設(shè)計技術(shù)、降低最大持續(xù)運轉(zhuǎn)功率點油耗技術(shù)、氣體燃料技術(shù)、風(fēng)帆油機混合動力技術(shù)等；三是綠色船舶營運技術(shù)，包括船舶能效控制和岸電技術(shù)。

2. 綜合集成與智能化

隨著海洋運載工程任務(wù)需求的不斷增加，海洋運載裝備逐漸向功能綜合集成化、智能化方向發(fā)展。集成化包括：一是設(shè)備集成化；二是功能集成化。智能化包含船本身的智能化和船舶與岸上組成網(wǎng)絡(luò)的信息智能化。

3. 極地與深遠海運載裝備技術(shù)

隨著深?？茖W(xué)的不斷發(fā)展，深海潛器作業(yè)深度不斷增加，日本無人遙控潛航器目前已具備下潛到10 000 m以上的深海作業(yè)能力。新發(fā)展的深海潛器可更好地應(yīng)用于海洋礦物與生物資源、海洋能源開發(fā)、海洋環(huán)境測量等多方面科學(xué)考察活動。美國、英國、俄羅斯等傳統(tǒng)海洋強國都提出了深?？臻g站的構(gòu)想，其中美國準備發(fā)展深?？臻g站，英國計劃開發(fā)水下星球大戰(zhàn)系統(tǒng)，俄羅斯計劃開發(fā)新一代的深?？臻g站裝備體系[6]。

適應(yīng)于深遠海支持和作業(yè)的海洋運載工程裝備將成為未來需求的重點。其他還包括可燃冰開采船舶創(chuàng)新技術(shù)、船舶動力-無軸輪緣推進系統(tǒng)技術(shù)、船舶綠色化的創(chuàng)新與發(fā)展技術(shù)等。突破性技術(shù)包括節(jié)能裝置、雙燃料主機、輕量化設(shè)計技術(shù)。此外，還應(yīng)重視研發(fā)海洋數(shù)據(jù)資源技術(shù)。未來值得期待的海洋運載技術(shù)還有核動力和深海載人空間站。

（四）軌道交通領(lǐng)域展望

軌道交通技術(shù)的發(fā)展包括以下幾個方向。

（1）系統(tǒng)集成及共性技術(shù)：包括軌道交通系統(tǒng)綜合安全評估與協(xié)同安全保障技術(shù)、軌道交通系統(tǒng)全息感知與泛在融合智能化技術(shù)、軌道交通系統(tǒng)全局效能評估及綜合效能提升關(guān)鍵技術(shù)、軌道交通系統(tǒng)解耦與適配技術(shù)。

（2）載運工具方面技術(shù)：包括高速輪軌交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、磁浮交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)、軌道交通貨運快速化關(guān)鍵技術(shù)、導(dǎo)向運輸系統(tǒng)模式多樣化技術(shù)、基于城軌網(wǎng)絡(luò)的城市物資快速轉(zhuǎn)移載運工具、導(dǎo)向運輸系統(tǒng)新模式及技術(shù)探索研究。

（3）基礎(chǔ)設(shè)施方面技術(shù)：軌道交通線路工程施工與能力保持技術(shù)、基于空-天-車-地信息一體化的安全與運營保障技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施供電系統(tǒng)。

（4）營運管理方面技術(shù)：軌道交通運營與管理信息大數(shù)據(jù)深度應(yīng)用、“互聯(lián)網(wǎng)+”軌道交通精準服務(wù)模式、便捷高速客運、高效快捷貨運、多模式軌道交通運輸組織與協(xié)調(diào)、智能運維與應(yīng)急處置。

（5）創(chuàng)新能力方面技術(shù)：軌道交通系統(tǒng)安全綜合測試驗證評估平臺、軌道交通系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)平臺、軌道交通系統(tǒng)綜合效能研究與評估平臺。

面對軌道交通強國持續(xù)創(chuàng)新的挑戰(zhàn)，我國亟需發(fā)展更高速、更經(jīng)濟、更環(huán)保、更安全的下一代高速鐵路裝備技術(shù)，以更具競爭力的新技術(shù)和更加智能化的新產(chǎn)品，保持我國高鐵可持續(xù)發(fā)展的競爭優(yōu)勢。 例如，高速列車具有智能和自適應(yīng)能力的轉(zhuǎn)向架技術(shù)，包括高鐵“走出去”所需的變軌距技術(shù)、新材料的輕量化車體技術(shù)、大功率電子變壓器技術(shù)、永磁電機及其牽引控制技術(shù)、全電制動技術(shù)、同相供電技術(shù)、節(jié)能變壓器技術(shù)、裝備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)、新材料與新工藝的應(yīng)用、大容量的無線通信和更加準確的移動閉塞技術(shù)、智能化的運輸組織和動態(tài)調(diào)度技術(shù)等，都將是下一代高速鐵路發(fā)展的核心技術(shù)。另外，運能更大的重載技術(shù)、既有鐵路的技術(shù)改造與升級技術(shù)，也將是軌道交通技術(shù)發(fā)展的重點。

另一方面，軌道交通已從傳統(tǒng)的干線鐵路向多樣化發(fā)展，城市軌道交通發(fā)展迅猛，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。我國100%低地板新型城市有軌電車技術(shù)應(yīng)用廣泛，圍繞供電系統(tǒng)的創(chuàng)能、傳能和儲能新技術(shù)，燃料電池、超級電容、無線傳能等新技術(shù)研究十分活躍。避免與地面交通干涉的跨坐或吊掛式單軌列車技術(shù)，軌道交通“最后一千米”的自動運行“轎廂”列車技術(shù)，低成本的虛擬軌道列車技術(shù)也已引起廣泛關(guān)注。隨著長沙機場線磁浮列車的開通運營，人們對磁浮列車寄予了無限期望，國家也已經(jīng)在“‘十三五’先進軌道交通專項”中立項開展200 km/h的中速磁浮交通系統(tǒng)和最高設(shè)計為600 km/h的高速磁浮交通系統(tǒng)研究。

日本低溫超導(dǎo)磁浮列車實現(xiàn)603 km/h的載人試驗和東京到名古屋（最終到大阪）運行線的開工建設(shè)，證實了利用超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)打造更高速度的軌道交通的可能性，而我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高溫超導(dǎo)磁浮列車技術(shù)，以獨特的自懸浮、自導(dǎo)向和自穩(wěn)定性能，成為1 000 km/h左右的地面超高速軌道交通的最佳模式。此外，采用真空管道的地面超高速軌道交通倍受關(guān)注，西南交通大學(xué)在2014年創(chuàng)建了世界首個真空管道高溫超導(dǎo)磁懸浮交通實驗系統(tǒng)，引起了國際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）旗艦刊物《Spectrum》稱之為“超級軌道”（super chute）。最近，隨著美國基于真空管道的超級鐵路（Hyperloop）概念的提出和工程化研究，近聲速的地面超高速軌道交通離應(yīng)用越來越近。

四、機械與運載工程領(lǐng)域潛在顛覆性技術(shù)發(fā)展建議

經(jīng)上文分析并結(jié)合專家意見，提出機械與運載工程領(lǐng)域具有潛在顛覆性的5項技術(shù)。在全面布局的同時，應(yīng)該優(yōu)先支持這5項技術(shù)的發(fā)展。

（一）仿生智能集群技術(shù)

仿生智能集群技術(shù)是基于仿生微型飛行器和智能集群技術(shù)的出現(xiàn)而發(fā)展的，微型化將是飛行器設(shè)計的重要方向，蘊藏著出現(xiàn)顛覆性技術(shù)的巨大潛力。

協(xié)同集群技術(shù)將通過能力互補和行動協(xié)調(diào)實現(xiàn)集群的自主控制和自主編隊飛行，將大力提升微型飛行器的作戰(zhàn)能力。作戰(zhàn)方式具有全新顛覆性，能夠極大地降低傳統(tǒng)武器的作戰(zhàn)效能問題。

發(fā)展智能集群技術(shù)，需要解決有限空間內(nèi)多架無人機之間的沖突；以低成本、高度分散的形式滿足功能需求；動態(tài)自愈合網(wǎng)絡(luò)；分布式集群智慧；分布式探測；可靠性；去中心化自組網(wǎng)提升抗故障能力、自愈性和高效信息共享能力。

無人機集群對抗是未來空戰(zhàn)的重要方式，我國應(yīng)加大相關(guān)方面的研究，躋身于世界一流仿生智能集群無人機技術(shù)隊伍之列，搶占這一潛在顛覆戰(zhàn)爭形式的顛覆性技術(shù)戰(zhàn)略制高點。

（二）船舶新動力-無軸輪緣推進系統(tǒng)技術(shù)

無軸推進系統(tǒng)采用顛覆現(xiàn)有電力推進系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，結(jié)合輪緣驅(qū)動技術(shù)，設(shè)計出無軸輪緣驅(qū)動推進器。無軸輪緣推進器集成了電機和推進器，進行一體化設(shè)計制造。無軸輪緣推進系統(tǒng)的推進效率優(yōu)異，設(shè)計理論創(chuàng)新和適用性廣泛，克服了傳統(tǒng)推進系統(tǒng)的眾多缺點，極具顛覆性[7]。

（三）智能無人飛行器技術(shù)

智能無人飛行器技術(shù)涉及領(lǐng)域廣泛，在軍用和民用領(lǐng)域均具有非常廣闊的應(yīng)用前景。它具有全面的環(huán)境感知與智能戰(zhàn)場態(tài)勢認知能力、基于大數(shù)據(jù)知識庫的自主決策能力以及高動態(tài)的自適應(yīng)能力。

智能無人飛行器技術(shù)顛覆性的潛在著眼點有：無人飛行器飛控技術(shù)、從單一智能無人飛行器向多智能無人飛行器協(xié)作發(fā)展、智能化無人飛行器技術(shù)與傳感器、無人飛行器平臺的智能化。人工智能技術(shù)與無人飛行器進行深度融合，將對傳統(tǒng)領(lǐng)域產(chǎn)生顛覆性的影響。

（四）超回路列車技術(shù)

超回路列車技術(shù)可降低活動部件和空氣阻力所造成的摩擦。列車管道采用鋁合金制造，膠囊艙采用特殊設(shè)計。超回路列車管道回路中的橫向加速度低于地鐵，因此可有效防止乘客暈車。該技術(shù)創(chuàng)新性的設(shè)計理論，廣泛的適用性，使其將成為新一代地面交通的典范，顛覆傳統(tǒng)的地面交通運輸系統(tǒng)。

超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)利用超導(dǎo)材料實現(xiàn)懸浮。特點是不需用電，通過超導(dǎo)塊材也能懸浮起來，不使用車輪，依靠電磁推進[8]。高溫超導(dǎo)磁懸浮理論及其應(yīng)用包括兩個方面：軸對稱場中高溫超導(dǎo)體塊材的電磁特性及其在軸承和飛輪儲能上的應(yīng)用；平移對稱場中高溫超導(dǎo)體塊材的電磁特性及其在軌道交通和發(fā)射系統(tǒng)中的應(yīng)用。超聲速技術(shù)目前主要應(yīng)用在飛行器上面，超聲速、高超聲速飛行器的飛行速度要高于5倍聲速，即5 Ma，或接近6 000 km/h。而超回路列車的研究勢必要涉及到超聲速時產(chǎn)生的“地面熱障”，所以將超聲速技術(shù)應(yīng)用到軌道交通領(lǐng)域，并且控制好成本，將是一個科研轉(zhuǎn)商用的重點技術(shù)。

美國Hyperloop Transportation Technologies（HTT）公司、美國Hyperloop one公司和中國航天科工集團有限公司三家宣布要研發(fā)大于1 000 km/h的運輸系統(tǒng)。中國航天科工集團有限公司最先提出建立航天超聲速地面運輸系統(tǒng)，從通過1 000 km/h運輸能力建設(shè)區(qū)域性城際飛行列車交通網(wǎng)，通過2 000 km/h運輸能力建設(shè)國家超級城市群飛行列車交通網(wǎng)，到第三步通過4 000 km/h運輸能力建設(shè)“一帶一路”飛行列車交通網(wǎng)[9]。

（五）MEMS技術(shù)

MEMS技術(shù)類似微電子技術(shù)，將對人類社會產(chǎn)生革命性的影響，如可大批量生產(chǎn)運行成本低、可靠性高的微小衛(wèi)星[10]。

MEMS的優(yōu)點有很多，因為不需要依賴剛性的傳動裝置來有效地傳遞力矩，因此可以加入更多的緩沖裝置；因為動力呈現(xiàn)分部式設(shè)計，傳動鏈比較短，控制設(shè)計上也更加方便和簡單。醫(yī)用微型機械裝置，在過去技術(shù)難度接近于不可能的納米機器人，在MEMS的發(fā)展支撐下，會在不遠的將來真正出現(xiàn)。即使復(fù)雜的化學(xué)分子實現(xiàn)不了的藥理作用，通過程序控制的微型裝置也可能實現(xiàn)，這在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域?qū)⑹且粓鲱嵏彩降母锩?。藥理學(xué)這門學(xué)科的重心也許將會從介紹藥物藥理作用發(fā)展到通過微型電子機械設(shè)計藥理作用過程，這種改變將徹底打破現(xiàn)有的醫(yī)學(xué)困境。MEMS技術(shù)還能把收集的周圍能量轉(zhuǎn)化為電能，最終取代電池。

MEMS技術(shù)發(fā)展具有微型化、低功耗、高精度、集成化及智慧化趨勢。MEMS技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境、領(lǐng)域的差異較大，具有較強專用性，不容易被技術(shù)先進國家壟斷，需要在同一技術(shù)平臺下的多元化創(chuàng)新，在不同的領(lǐng)域內(nèi)分別做適用性創(chuàng)新。這種分領(lǐng)域?qū)I(yè)化創(chuàng)新，通過多點式創(chuàng)新形成整體產(chǎn)品升級的模式，使我國可以利用產(chǎn)業(yè)規(guī)模龐大、產(chǎn)業(yè)分工鏈條長的先天優(yōu)勢，形成新型的產(chǎn)業(yè)集群網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)大企業(yè)引領(lǐng)、小企業(yè)專精的市場發(fā)展特色，為我國MEMS發(fā)展開辟道路。