Secondo la National Science Foundation (NSF) Indicatori scientifici e ingegneristici Rapporto 2018 pubblicato oggi, gli Stati Uniti sono il leader mondiale nel campo della scienza e della tecnologia (S&T). Però, la quota globale degli Stati Uniti delle attività S&T sta diminuendo mentre altre nazioni, in particolare la Cina, continuano a crescere.

Il National Science Board (NSB) è l'organo di governo della NSF e pubblica ogni due anni il rapporto mandato dal Congresso sullo stato dell'impresa statunitense di scienza e ingegneria (S&E). Il rapporto 2018 mostra che gli Stati Uniti investono di più in ricerca e sviluppo (R&S), attrae il maggior capitale di rischio, premia i diplomi più avanzati, fornisce la maggior parte degli affari, servizi finanziari e informativi, ed è il più grande produttore nei settori manifatturieri ad alta tecnologia. Il rapporto completo, che copre i dati sul panorama scientifico e ingegneristico nazionale e globale, è disponibile in linea.

"NSF Indicatori scientifici e ingegneristici è la fonte di informazioni di più alta qualità e più completa su come l'impresa scientifica e ingegneristica degli Stati Uniti si sta comportando a livello nazionale e internazionale, " ha affermato il direttore di NSF France Córdova. "Il rapporto 2018 presenta una vasta gamma di informazioni facilmente accessibili, dati vitali. Fornisce approfondimenti su come la ricerca e lo sviluppo della scienza e dell'ingegneria sono legati allo sviluppo economico e della forza lavoro, così come l'istruzione STEM, negli Stati Uniti e all'estero".

"Il rapporto di quest'anno mostra una tendenza che gli Stati Uniti continuano a guidare con molte misure S&T, ma che il nostro vantaggio sta diminuendo in alcune aree importanti per il nostro Paese, " disse Maria Zuber, Presidente dell'NSB e vicepresidente per la ricerca presso il Massachusetts Institute of Technology. "Questa tendenza solleva preoccupazioni sugli impatti sulla nostra economia e sulla forza lavoro, e ha implicazioni per la nostra sicurezza nazionale. Dall'editing genetico all'intelligenza artificiale, i progressi scientifici comportano rischi intrinseci. Ed è fondamentale rimanere in prima linea nella scienza per mitigare questi rischi".

La crescita della Cina in S&E continua a un ritmo eccezionale

Le spese di ricerca e sviluppo riflettono l'impegno di una nazione ad espandere le capacità in S&T, che a loro volta guidano l'innovazione. Mentre gli Stati Uniti guidano il mondo nelle spese di ricerca e sviluppo a $ 496 miliardi (quota del 26% del totale globale), La Cina è stata una seconda decisiva con il 21 percento (408 miliardi di dollari). La Cina ha aumentato rapidamente la sua spesa in ricerca e sviluppo dal 2000, ad una media del 18% annuo. La sua attenzione è rivolta principalmente allo sviluppo piuttosto che alla ricerca di base o applicata. Nello stesso arco di tempo, La spesa per ricerca e sviluppo negli Stati Uniti è cresciuta solo del 4%. Sebbene le economie emergenti partano da una base più bassa e tendano quindi a crescere molto più rapidamente, Il tasso di crescita della Cina è eccezionale.

Investimenti in capitale di rischio, che supporta la commercializzazione delle tecnologie emergenti, ha totalizzato oltre $ 130 miliardi a livello globale nel 2016. Mentre gli Stati Uniti hanno attirato la maggior parte degli investimenti (quasi $ 70 miliardi), che rappresentano poco più della metà della quota globale, Il 26% del totale dei fondi di venture capital è andato in Cina. Il capitale di rischio in Cina è passato da circa $ 3 miliardi nel 2013 a $ 34 miliardi nel 2016, passando dal 5% al ​​27% della quota globale, la crescita più rapida di qualsiasi economia.

Le industrie ad alta intensità di conoscenza e tecnologia, in cui i progressi di S&T sono input chiave, sono una parte importante dell'economia globale, comprende quasi un terzo del prodotto interno lordo (PIL) mondiale. L'America è leader nella fornitura di affari, servizi finanziari e informativi, che rappresentano il 31% della quota globale, seguita dall'Unione Europea (UE) al 21 per cento. La Cina è il terzo produttore di questi servizi (quota globale del 17%) e continua a crescere a un ritmo molto più rapido (crescita annuale del 19%) rispetto agli Stati Uniti e ad altri paesi sviluppati. Gli Stati Uniti sono il più grande produttore di produzione ad alta tecnologia (quota globale del 31%). Ciò include la produzione di aerei e veicoli spaziali, semiconduttori, computer, prodotti farmaceutici, e strumenti di misura e controllo. La Cina è seconda al 24 per cento, più che raddoppiando la sua quota nell'ultimo decennio.

L'istruzione superiore fornisce le competenze lavorative avanzate necessarie in un'economia globale sempre più ad alta intensità di conoscenza. Secondo le stime più recenti, gli Stati Uniti hanno assegnato il maggior numero di diplomi di dottorato in S&E (40, 000) di qualsiasi paese, seguita dalla Cina (34, 000), Russia (19, 000), Germania (15, 000), il Regno Unito (14, 000) e India (13, 000). In contrasto, gli Stati Uniti sono in ritardo rispetto ai diplomi di laurea. L'India ha guadagnato il 25% degli oltre 7,5 milioni di diplomi di laurea S&E assegnati nel 2014, seguita da vicino dalla Cina (22 per cento), l'UE (12 percento) e gli Stati Uniti (10 percento). Quasi la metà di tutti i titoli rilasciati in Cina sono in campi S&E. Dal 2000, il numero di diplomi di laurea in S&E rilasciati in Cina è aumentato del 300%.

Negli ultimi vent'anni, gli studenti sono diventati più mobili e i paesi competono sempre più per loro come potenziali reclute per la forza lavoro S&E. Il numero di studenti internazionali negli Stati Uniti è diminuito tra l'autunno del 2016 e l'autunno del 2017, con i maggiori cali osservati a livello di laurea in informatica (calo del 13 per cento) e ingegneria (calo dell'8 per cento). Gli studenti internazionali rappresentano oltre il 57 percento delle iscrizioni ai laureati in scienze informatiche e ingegneria negli Stati Uniti. Questi studenti sono una componente fondamentale della forza lavoro statunitense in questi campi molto richiesti. Il settantanove percento dei dottorandi stranieri sceglie di rimanere e lavorare negli Stati Uniti al termine della laurea.

Le aziende guidano la ricerca e lo sviluppo negli Stati Uniti

Il settore delle imprese è di gran lunga il più grande esecutore di ricerca e sviluppo negli Stati Uniti, rappresentando il 72% del totale di $ 495 miliardi nel 2015. Per diversi anni, l'aumento annuale delle prestazioni di ricerca e sviluppo aziendale ha rappresentato la maggior parte della crescita complessiva della ricerca e sviluppo negli Stati Uniti. Dei tre principali tipi di R&S:ricerca di base, ricerca applicata e sviluppo sperimentale:le aziende sono leader sia nella ricerca applicata (58% su un totale di 97 miliardi di dollari) che nello sviluppo sperimentale (88% su un totale di 314 miliardi di dollari). Gli istituti di istruzione superiore continuano a svolgere la maggior parte della ricerca di base negli Stati Uniti (49 percento di $ 83 miliardi in totale).

Il settore delle imprese è leader anche negli investimenti in ricerca e sviluppo, fornendo il 67% ($ 333 miliardi) del totale nazionale nel 2015. Al contrario, il governo federale, che un tempo era il principale finanziatore della ricerca e sviluppo (67% nel 1964), ha raggiunto il minimo storico nel 2015, finanziando il 24% del totale degli Stati Uniti. Questo calo è dovuto principalmente alla crescita più rapida degli investimenti in ricerca e sviluppo da parte del settore delle imprese. Inoltre, La ricerca e sviluppo finanziata dal governo federale ha registrato una tendenza al ribasso dal 2011 (da 127 miliardi di dollari nel 2011 a 120 miliardi di dollari nel 2015).

Ciò nonostante, il governo federale rimane il maggior finanziatore della ricerca di base (36,9 miliardi di dollari, 44 per cento della quota totale), ed è il motore principale sia della ricerca innovativa che della formazione della scienza, tecnologia, forza lavoro in ingegneria e matematica (STEM). Il settore delle imprese ha rappresentato $ 22,7 miliardi (27 percento della quota totale) nel 2015.

"R&S—di base, sperimentale e applicato, è il carburante che guida il business americano. La nostra capacità di trasformare i risultati della ricerca di base e sperimentale in applicazioni pratiche è roba da leggende, " ha detto Vinton Cerf, Membro dell'NSB e Vice President e Chief Internet Evangelist di Google. "Rischiamo il continuo successo dell'impresa americana se non adottiamo politiche che rafforzino questa sconfinata triade di opportunità. È tempo di invertire la tendenza al declino del sostegno alla ricerca federale e rinvigorire l'innovazione americana".

I progressi in S&E oltrepassano i confini nazionali

Il panorama S&T globale è dinamico, in rapida evoluzione, e interdipendente. I paesi sono specializzati in diversi settori di S&E, con conseguenti progressi che possono portare benefici in tutto il mondo.

"Ciò che è chiaro da Indicatori is that even though there is a rise in many emerging economies, there's also more specialization areas emerging as top fields, " said Geraldine Richmond, Chair of NSB's Science and Engineering Policy Committee and Presidential Chair and Professor Chemistry at the University of Oregon.

Invention is a good example of this specialization. Of the three leaders in U.S. Patent and Trademark Office patents, U.S. and EU inventions are concentrated in chemistry and health, including pharmaceuticals and biotechnology. Japan's patents are primarily in semiconductors, telecomunicazioni, ottica, and materials and metallurgy. Information and communication technologies—including digital communications, semiconduttori, telecommunications and optics—are mainstays of South Korea and China.

"From my own experience working with a number of developing countries, I think one of our strengths is our ability to educate students to solve problems. Our innovations and patents really reflect that U.S. creativity remains one of our biggest assets, " said Richmond.

At the same time, the world's scientists are increasingly collaborative in their research endeavors. Among the major producers of S&E publications, the United Kingdom had the highest international collaboration rate (57 percent) in 2016, followed by France (55 percent) and Germany (51 percent). The U.S. followed with a 37 percent international collaboration rate, up 12 percent from 2006. The impact of S&E publications has also become more global. Between 2004 and 2014, the share of U.S. publications with citations from abroad increased from 47 percent to 56 percent. Countries also specialize in different fields of research, with the U.S., EU and Japan publishing heavily across the medical and biological sciences, while India and China focus on engineering.