Топ-20 фронтиров мировой науки сегодня
Институт статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ с помощью системы анализа больших данных iFORA выделил наиболее значимые тематики мировой научно-технологической повестки.
Контекст исследования
Значимость достигнутого уровня развития науки и технологий неуклонно растет: страны, обеспечившие себе лидерство в этой сфере, получают конкурентные преимущества во многих областях — благодаря созданию передовых технологий, внедрению инновационных способов производства, разработке новых подходов к проектированию социальных систем. Эффективное управление научно-технологическим развитием призвано обеспечивать гибкую реакцию на изменения глобальной повестки и возникновение новых вызовов, обоснованный выбор приоритетов и сообразное распределение ресурсов.
Специалисты ИСИЭЗ НИУ ВШЭ с помощью технологий искусственного интеллекта выявили фронтиры науки — наиболее значимые области развития. Исходя из общепринятой классификации ОЭСР Fields of Research and Development был сформирован перечень из 15 областей науки, 131 научного направления и около 15 тысяч тематик. Для каждого направления были выделены фронтиры науки, охватывающие широкий спектр тематик, связанных с исследованиями самых разных явлений, процессов, проблем, разработкой методов, технологий, продуктов и т. п.
Расчеты выполнены на данных более 34,5 млн документов, отобранных алгоритмами системы iFORA из массива международных научных публикаций, представленных на платформе Microsoft Academic Graph за 2017–2021 гг.
Всего в ходе этой работы были выявлены 837 фронтиров науки. В таблице 1 представлены 20 топовых тематик, отличающихся наиболее высоким индексом значимости и образующих сегодня передний край мировой науки.
Главные выводы
По сравнению с прошлым годом в списке топовых фронтиров значительно увеличилось число тем, связанных с науками о жизни. Во многом это связано с пандемией и переориентацией внимания ученых и организаций, поддерживающих исследовательские проекты, на парирование новых вызовов. При этом многие тематики активно изучаются одновременно в области как медицинских, так и сельскохозяйственных наук.
Ожидаемо, наиболее значимой темой стала пандемия. Масштабы исследований, посвященных поиску эффективных методов профилактики, диагностики и лечения коронавирусной инфекции, а также оценки ее влияния на здоровье и другие сферы жизни человека, заметно выросли. Эти тематики оказались одними из самых динамичных за прошедший период.
Не ослабевает интерес исследовательского сообщества к проблеме онкологических заболеваний, которые, по данным ВОЗ, являются причиной смерти почти каждого шестого умершего в мире. Даже в случае удачного удаления опухоли, раковые клетки снова могут активизироваться в организме пациента в виде метастаз. Для подавления этого процесса разрабатываются перспективные технологии на базе радио- или иммунотерапии и др.
Ученые пристально изучают влияние окислительного стресса на организм человека. Повреждение клеток в результате окисления является причиной развития многих заболеваний и со временем приводит к старению. Например, в результате перекисного окисления липидов высвобождаются свободные радикалы с высокой химической активностью, которые разрушают структуру клеток. Это естественный процесс, который запускает механизм обновления клеток, однако его интенсификация может способствовать поражению центральной нервной системы, снижению иммунитета, развитию онкологических, сердечно-сосудистых и других заболеваний.
Большое внимание уделяется проблеме ожирения, которая во многом спровоцирована изменениями среды жизни человека и, как следствие, распространением нездоровых поведенческих паттернов (недостаточный уровень физической нагрузки, несбалансированное питание и др.). Избыточный вес приводит к развитию хронических заболеваний и риску преждевременной смерти. Это комплексная задача, для решения которой требуются разработка специализированных медицинских методов терапии и методик борьбы с психологическими аспектами переедания, создание продуктов для правильного питания.
Ученые-генетики разрабатывают методы регуляции экспрессии генов. Подавление транскрипции некоторых генов позволяет успешно бороться с онкологическими заболеваниями. Данный метод может использоваться и для борьбы с зависимостями, поскольку на генном уровне они связаны с эпигенетическими изменениями, влияющими на экспрессию генов в определенных областях мозга.
Развивается область вычислительной биологии (основа синтетической биологии), в рамках которой с использованием аналитических методов, в первую очередь, компьютерного моделирования, разрабатываются технологии программирования клеток и создания принципиально новых биологических соединений. В результате это приведет к появлению прорывных инноваций не только в медицине, но и в промышленности.
Многие фронтиры, попавшие в топ-20, носят междисциплинарный характер и относятся к нескольким областям науки или научным направлениям — суперфронтиры. Так, широкий круг приложений имеют технологии глубокого обучения. В общественных науках они используются для анализа социологических данных, выявления зависимостей и построения прогнозов. В здравоохранении — внедряются в системы поддержки принятия медицинских решений, в частности для анализа медицинских изображений, и т. д.
Перечни фронтиров науки должны стать информационной базой при принятии управленческих решений и планировании тематики исследований и разработок. В частности, они могут использоваться органами государственного управления, институтами развития, фондами при определении тематик для первоочередной поддержки, научными организациями, вузами и компаниями при разработке исследовательских стратегий.
Источники: расчеты на основе системы интеллектуального анализа больших данных iFORA (правообладатель — ИСИЭЗ НИУ ВШЭ), результаты проекта «Выявление фронтиров науки, отражающих наиболее значимые тематики глобальной научно-технологической повестки» тематического плана научно-исследовательских работ, предусмотренных Государственным заданием НИУ ВШЭ.
Материал подготовили Леонид Гохберг и Анна Гребенюк
Предыдущий выпуск серии «iFORA-экспресс»: «Перспективы Интернета вещей»
См. также: