14 THÁCH THỨC CỦA THỨC TO LỚN CỦA KHOA HỌC KỸ THUẬT TRONG THẾ KỶ 21
1.PHÁT TRIỂN HỌC TẬP THEO HƯỚNG CÁ NHÂN HOÁ
Việc ngày càng đánh giá cao sở thích và năng khiếu của cá nhân đã dẫn đến việc “học tập được cá nhân hóa” nhiều hơn, trong đó việc giảng dạy được điều chỉnh cho phù hợp với nhu cầu cá nhân của học sinh. Với sự đa dạng của sở thích cá nhân và sự phức tạp của mỗi bộ não con người, việc phát triển các phương pháp giảng dạy nhằm tối ưu hóa việc học sẽ đòi hỏi các giải pháp kỹ thuật của tương lai.
2.PHÁT TRIỂN VÀ KINH TẾ HOÁ NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 
Hiện nay, năng lượng mặt trời cung cấp chưa đến 1% tổng năng lượng của thế giới, nhưng nó có tiềm năng cung cấp nhiều hơn nữa.
3. PHÁT TRIỂN THỰC TẾ ẢO
Trong nhiều lĩnh vực chuyên môn, từ tâm lý học đến giáo dục, thực tế ảo đang trở thành một công cụ mới mạnh mẽ để điều trị bệnh nhân và đào tạo các học viên, bên cạnh việc sử dụng ngày càng nhiều trong các hình thức giải trí khác nhau.
4. THIẾT KẾ NGƯỢC NÃO BỘ (REVERSE-ENGINEER THE BRAIN) 
Thiết kế ngược não bộ là việc phân tích, tìm hiểu cấu trúc và cách “học" và vận hành của bộ não con người để từ đó áp dụng các hiểu biết này cho lĩnh vực trí tuệ nhân tạo cũng như y tế. Rất nhiều nghiên cứu đã được tập trung vào việc tạo ra những cỗ máy tư duy — máy tính có khả năng mô phỏng trí thông minh của con người — tuy nhiên, kỹ thuật đảo ngược bộ não có thể có nhiều tác động vượt xa trí tuệ nhân tạo và sẽ hứa hẹn những tiến bộ lớn trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, sản xuất và truyền thông.
5. THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁC LOẠI THUỐC TỐT HƠN
Các nhà nghiên cứu đang phát triển các công nghệ để tạo ra các hệ thống cho phép sử dụng thông tin di truyền để cảm nhận những thay đổi nhỏ trong cơ thể từ đó lựa chọn các loại thuốc mới và cung cấp vắc xin để cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe phù hợp trực tiếp với từng người.
6. PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THÔNG TIN Y TẾ
Khi máy tính đã trở nên rất phổ biến trong hầu hết tất cả các khía cạnh của con người, hiện nay đã có sự đồng thuận rằng việc tiếp cận một cách có hệ thống đối với các thông tin y tế bao gồm: thu nhận, quản lý và sử dụng thông tin trong y tế - có thể nâng cao đáng kể chất lượng và hiệu quả của chăm sóc y tế cũng như ứng phó với các trường hợp khẩn cấp về sức khỏe cộng đồng trên diện rộng.
7. KHÔI PHỤC VÀ NÂNG CAO CƠ SỞ HẠ TẦNG ĐÔ THỊ
Cơ sở hạ tầng là sự kết hợp của các hệ thống cơ bản hỗ trợ một cộng đồng, khu vực hoặc quốc gia. Xã hội phải đối mặt với thách thức ghê gớm của việc hiện đại hóa các cấu trúc cơ bản để hỗ trợ nền văn minh của chúng ta trong nhiều thế kỷ tới.
8. AN NINH MẠNG
Hệ thống máy tính tham gia vào việc quản lý hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống của chúng ta; từ liên lạc điện tử và hệ thống dữ liệu, điều khiển đèn giao thông đến định tuyến máy bay. An ninh mạng trở thành vấn đề quan trọng hơn bao giờ hết.
9. CUNG CẤP CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC SẠCH
Nguồn cung cấp nước trên thế giới đang đối mặt với những mối đe dọa mới. Các công nghệ xử lý nước sạch với giá cả hợp lý sẽ tạo ra sự khác biệt cho cuộc sống hàng triệu người trên thế giới.
10. CUNG CẤP GIẢI PHÁP NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN AN TOÀN 
Các phản ứng hạt nhân nhân tạo đã được chứng minh ở quy mô nhỏ. Vấn đề thách thức bây giờ là làm sao mở rộng quy trình lên tỷ lệ thương mại một cách hiệu quả, tiết kiệm và an toàn với môi trường.
11. NGĂN NGỪA KHỦNG HOẢNG HẠT NHÂN
Nhu cầu về các công nghệ để ngăn chặn và ứng phó với các cuộc tấn công hạt nhân ngày càng tăng và trở nên trọng yếu hơn bao giờ hết.
12. QUẢN LÝ CHU TRÌNH NITƠ
Các kỹ sư có thể giúp khôi phục sự cân bằng cho chu trình nitơ trong tự nhiên bằng các công nghệ bón phân tốt hơn và bằng cách thu giữ và tái chế chất thải.
13. PHÁT TRIỂN CÁC PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ CACBON
Các kỹ sư đang nghiên cứu các cách để thu giữ và lưu trữ carbon dioxide dư thừa để ngăn chặn sự nóng lên toàn cầu.
14. PHÁT MINH CÁC CÔNG CỤ HIỆN ĐẠI PHỤC VỤ CÔNG CUỘC KHÁM PHÁ CỦA CON NGƯỜI
Trong thế kỷ tới, các kỹ sư sẽ tiếp tục là đối tác với các nhà khoa học trong hành trình tìm hiểu nhiều câu hỏi chưa được giải đáp của tự nhiên.
