隨著全球新一輪信息技術的快速發展，人機物互聯成為未來信息技術的典型應用場景。繼主機操作系統、個人計算操作系統（桌面操作系統）、移動操作系統之后，泛在操作系統新形態正在興起，有望成為系統軟件創新研發和生態構建的熱點。為推動我國新時期系統軟件自主發展，國家自然科學基金委員會信息科學部設立“泛在操作系統及生態構建研究”專項項目。
一、科學目標
瞄準國家在操作系統及其生態上的重大戰略需求，探索面向泛在計算場景的操作系統新理論及其軟件定義新方法，力爭形成泛在操作系統基礎理論、方法技術與生態構建的有機體系。
二、擬資助研究方向
本專項項目針對人機物融合的泛在計算環境帶來的資源異構多樣性和交互開放不確定性，探索泛在操作系統的結構模型與行為機理，構建包括泛在資源管理、輕量級虛擬化、感聯知控共性框架、泛在應用支撐、全棧性能優化等在內的關鍵技術體系，并在工業互聯網等典型場景中進行應用驗證。本專項項目涉及以下挑戰性問題。
1.人機物融合泛在計算場景的典型特征包括應用場景復雜多樣、泛在資源海量異構，要求操作系統具有靈活多變的系統結構。建立面向泛在計算環境的新型操作系統基礎理論與架構，提出基于軟件定義的操作系統構造方法，可以為泛在操作系統的設計與實現奠定基礎。
2.人機物融合場景催生了很多數據驅動的跨域應用，操作系統面臨著靈活進行數據的冷熱遷移并實現跨域低延遲訪存等挑戰，需要新型內存系統的支撐。通過硬件資源虛擬化和系統軟件平臺化的方式構建泛在內存系統，一體化高效管理異構內存和存儲資源，實現泛在操作系統支持下的高可靠數據存儲和訪問。
3.人機物融合泛在計算環境既包括各種處理器、存儲器，也包含種類多樣、性能功耗受限的傳感器與執行器等其他硬件設備。探索泛在操作系統異構硬件的資源抽象方法，構建異構硬件資源的通用接入與驅動框架，建立通用驅動模型，使泛在操作系統能有效支持硬件設備能力的演化，并進行設備資源能力動態接入/移出等管理。
4.人機物融合泛在計算環境擴展了人機交互空間和交互模式，如何對多模式人機交互進行抽象，提出便于操作系統實現的簡單交互指令集是一個全新的需求。建立人機交互的行為抽象、結構化描述、多模態感知與理解模型和方法，構建自然高效的泛在交互指令集，通過可量化的系統調度和資源整合，使泛在操作系統在滿足個性化需求的同時實現交互性能與系統成本的最優化。
5.人機物融合泛在計算使得泛在操作系統生態的構建面臨邊界開放、社會技術和信息物理融合的挑戰，匯聚眾多跨界涉眾、管理不同類型開源制品、維護健康生態是泛在操作系統生態構建的主要難點。建立泛在操作系統開發的群體智能融合模型、開源生態社區運行和演化及安全治理機制、供應鏈安全評估和動態預警模型等，有望形成群智驅動、開源創新、持續演化的新型操作系統生態。
圍繞上述科學目標和問題，本專項項目擬重點支持以下研究方向：
（1）泛在操作系統的理論基礎、構造方法和運行機制；
（2）數據驅動的泛在存儲虛擬化方法和管理機制；
（3）泛在操作系統異構硬件的資源抽象與融合管理；
（4）泛在操作系統的多模態協同人機交互；
（5）泛在操作系統開源生態構建、治理及安全評估。
三、2021年度資助計劃
擬針對上述研究方向擇優資助4-5項重點支持項目和10項左右培育項目。重點支持項目直接費用平均資助強度為250萬元/項，資助期限為3年，申請書中研究期限應填寫“2022年1月1日-2024年12月31日”；培育項目直接費用平均資助強度為50萬元/項，資助期限為2年，申請書中研究期限應填寫“2022年1月1日-2023年12月31日”。
四、申請要求及注意事項
（一）申請要求
1. 本專項要求堅持問題導向，強化需求牽引，鼓勵與國內相關行業企業合作，促進研究成果推廣應用。
2. 項目申請人根據本指南發布的研究方向選擇相應的研究主題。本專項倡導項目產出成果開源共享，并注重對操作系統開發及生態構建的實質性促進和貢獻。
3. 請在申請書正文“（三）其他需要說明的問題”中的“4.其他”部分回答以下六個問題（總字數限800字以內）：（1）該項目要做什么？請用大同行能理解的語言進行表述。（2）目前的研究方法有哪些局限性？（3）本項目的研究方法有什么獨特之處，為什么能成功？（4）誰關心該項目取得的成果？（5）項目預期成果對該領域的推動作用是什么？（6）在項目中期檢查和結題審查時，如何評估該項目是否達到預期目標？
4. 項目申請人應具有高級專業技術職務（職稱）或者具有博士學位。在站博士后研究人員、正在攻讀研究生學位以及無工作單位或者所在單位不是依托單位的人員不得作為申請人進行申請。
（二）限項申請規定
1. 本專項項目從申請開始直到自然科學基金委作出資助與否決定之前，不計入申請和承擔總數范圍；獲資助后計入申請和承擔總數的范圍。
2.申請人和主要參與者只能申請或參與申請1項本專項項目。
3.申請人同年只能申請1項專項項目中的研究項目。
（三）申請注意事項
1.請申請人于2021年10月11日16時前填寫回執（見附件）并發送至郵箱[email protected]，信息科學部將根據回執情況適時組織指南解讀。
2.申請書接收時間為2021年10月27日-11月1日16時。
3.本專項項目申請書采用在線方式撰寫。具體要求如下：
（1）申請人在填報申請書前，應當認真閱讀本項目指南和《2021年度國家自然科學基金項目指南》的相關內容，不符合項目指南和相關要求的申請項目不予受理。
（2）申請人應針對本指南中擬資助的研究方向具體闡述擬開展的研究內容、方案及預算，并需要在項目摘要的第一句寫明申請項目所對應的本指南所列研究方向。
（3）申請人登錄科學基金網絡信息系統https://isisn.nsfc.gov.cn/（沒有系統賬號的申請人請向依托單位基金管理聯系人申請開戶），按照撰寫提綱及相關要求撰寫申請書。
（4）申請書中的資助類別選擇“專項項目”，亞類說明選擇“研究項目”，附注說明選擇“科學部綜合研究項目”，申請代碼1選擇“F0202”，申請代碼2根據項目研究所涉及的領域自行選擇相應申請代碼。以上選擇不準確或未選擇的項目申請不予受理。
（5）本專項項目的合作研究單位數合計不得超過2個；主要參與者必須是項目的實際貢獻者。
（6）申請書應突出有限目標和重點突破，明確對實現本專項項目總體目標和解決核心科學問題的貢獻。如果申請人已經承擔與本專項項目相關的其他科技計劃項目，應當在申請書正文的“研究基礎與工作條件”部分論述申請項目與其他相關項目的區別與聯系。
（7）申請人應當認真閱讀《2021年度國家自然科學基金項目指南》申請規定中預算編報要求的內容，認真如實編報項目預算，依托單位要按照有關規定認真進行審核。
（8）本專項項目實行無紙化申請，申請人完成申請書撰寫后，在線提交電子申請書及附件材料。依托單位只需在線確認電子申請書及附件材料，無須報送紙質申請書，但應對本單位申請人所提交申請材料的真實性和完整性進行認真審核，在項目申請接收截止時間（2021年11月1日16時）前通過信息系統逐項確認提交本單位電子申請書及附件材料；在截止時間后24小時內在線提交本單位申請項目清單。項目獲批準后，依托單位將申請書的紙質簽字蓋章頁裝訂在《資助項目計劃書》最后，在規定的時間內按要求一并提交。
4.本專項項目咨詢方式：
國家自然科學基金委員會信息科學部二處
聯系人：吳國政, 趙瑞珍
聯系電話： 010-62327929, 010-62327967
電子郵件：[email protected], [email protected]
附件：專項項目申請回執
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