在第二十六届中国科协年会主论坛上，中国科协发布了2024十大前沿科学难题：

从交互方式来看，当前的虚拟数字人尚无法同真人进行自然的交流互动，尤其体现在其缺乏情感和个性。究其原因，人类外表是客观表现，容易被定量捕获和建模，但情感和心理难以被数字化衡量、计算和模拟。事实上，人类性格各异，情感复杂多变，而科学研究对人类思维和心理的认识当前仍处于初级阶段。虽然如此，我们仍然期待数字人能够具备独特、丰富、自然的性格与情感，或与特定真人实现孪生同步。

情智兼备数字人与机器人的研究，是人工智能、计算机科学、心理学等多领域交叉融合的复杂课题。在机器人情感智能方面，其研究包括机器人感知与识别环境的能力、情感表达与交互设计、学习与适应机制，以及在复杂场景中的情感智能应用。情智兼备数字人与机器人的研究仍面临诸多关键技术挑战，如情感模型的构建与验证、跨模态情感融合技术、情感智能的伦理与隐私问题以及高性能计算与实时交互需求。情智兼备的数字人与机器人已经在教育、医疗、娱乐、服务等多个领域已展现出广阔的应用前景。

在心理健康方面，情感孪生可以用于特定人员的情感感知和评估。例如，医生也可据此开出“数字处方”，让情感数字人提供个性化疗愈服务。

这一课题聚焦于探索如何通过先进的材料科学技术，赋予柔性材料全新的功能特性。柔性材料，以其独特的可弯曲、可拉伸性能，在现代科技中扮演着越来越重要的角色。而功能涌现则是指不同材料或结构在相互耦合、杂化后，能够产生出原本单一材料所不具备的新特性或功能。实现其目标的关键在于耦合与杂化技术。耦合原理使得不同材料或结构能够通过物理、化学作用相互连接，形成一个整体系统。而杂化技术则进一步将不同性质的物质在分子或纳米尺度上进行混合，从而创造出具有全新性能的新材料。

在柔性材料的功能涌现实现过程中，材料的选择与设计至关重要。科研人员需要根据目标功能，精心挑选合适的基材和添加剂，并设计出合理的杂化结构。同时，先进的制备工艺也必不可少，如溶胶-凝胶法、静电纺丝等，这些工艺能够实现材料的精确耦合与杂化。这些新材料在可穿戴设备、智能机器人、生物医学等领域展现出了广阔的应用前景。但目前还面临着一些挑战，如材料的稳定性、成本控制以及大规模生产等问题。

聚焦于探索人类表型组的复杂性和其背后的关联机制。表型组，作为基因、表观遗传、共生微生物、饮食和环境暴露等多重因素相互作用的结果，涵盖了从个体到群体的广泛物理、化学和生物特征。尽管基因组研究已为我们揭示了大量疾病的遗传基础，但仍有许多疾病的基因靶点尚未明确，这使得表型组研究成为解开人类健康奥秘的新钥匙。人类表型组的复杂性体现在其跨尺度的特征上，从微观的转录、蛋白、代谢层面，到宏观的细胞、器官、影像、环境、心理等多个层面，都存在着表型的表达。

同时，表型组并非静态，而是随着生物体的生命周期和环境的变化而动态演变，这为研究带来了更大的挑战。要解密人类表型组微观与整体的复杂关联，需要深入探讨基因与表型之间的关联机制，包括单基因调控、多效一因和一因多效等现象。同时，环境因素与基因的相互作用也是塑造人类表型特征的重要一环。

为此，需要运用系统生物学的方法，整合多组学数据，以揭示微观与整体表型之间的复杂关联机制。随着高精度、高灵敏、高通量表型测量技术平台的建立，以及“人类表型组国际大科学计划”的推动，有望在未来解密更多关于人类表型组的奥秘，为疾病的精准诊断、干预和治疗提供新的策略。随着研究的深入，无疑将为生命科学、医学及公共卫生领域带来深远的变革。

肿瘤免疫微环境在肿瘤的发生和发展过程中扮演着关键角色，并与治疗的长期有效性密切相关。值得注意的是，除了受微环境影响，治疗的同时也会反过来主动塑造微环境的构成。近年来，借助单细胞测序等新兴技术，各种治疗手段与免疫微环境之间的相互作用以及其对治疗效果的影响在多种肿瘤中得到揭示。

肿瘤微环境，作为肿瘤细胞生长和发展的独特环境，包含了多种细胞和非细胞成分，其中免疫抑制因素在肿瘤逃避免疫攻击中扮演着关键角色。这些免疫抑制因素包括免疫抑制细胞，如肿瘤相关巨噬细胞、调节性T细胞，它们能抑制免疫反应；还有抑制性分子，如PD-L1、CTLA-4，通过与T细胞结合抑制免疫应答；以及细胞外基质和肿瘤血管系统，它们形成屏障阻碍免疫细胞浸润。针对这些免疫抑制因素，免疫疗法应运而生。免疫检查点抑制剂，如PD-1/PD-L1、CTLA-4抑制剂，通过阻断免疫检查点分子恢复T细胞活性；嵌合抗原受体T细胞疗法则改造T细胞以识别并攻击肿瘤抗原。然而，免疫疗法在实体瘤治疗中仍面临挑战。研究肿瘤微环境中免疫抑制因素与免疫疗法的互作机制显得尤为重要。

这包括分析免疫疗法如何尝试克服肿瘤微环境中的免疫抑制因素，探讨联合治疗的策略以增强免疫治疗效果，以及开发靶向肿瘤微环境成分或利用基因编辑技术改变肿瘤细胞与免疫细胞相互作用的新策略。展望未来，基于肿瘤微环境特征的个性化免疫治疗、新技术在揭示肿瘤微环境免疫抑制机制中的应用以及跨学科合作将成为该领域的重要发展方向。