2014年8月，英国工程与自然科学研究理事会发布题为《工程学重大挑战》报告，确定了工程学未来的七项重大挑战，本文主要详述“控制细胞行为”方面的内容。报告指出，这方面的挑战主要在于开发新颖的工程学方法来设计、创建和控制生物系统，以适用于各种应用。其中，设计器件、分子和表面来引导细胞执行特定靶向功能且不妨碍其他生物功能，同时减轻对整个系统影响所需的新方法是关键。

具体而言，挑战包括以下几个方面：

① 根据规范设计生物分子、生物医学器件和生物系统；

② 开发细胞和分子水平的工程学系统和控制方法，应用于制药、生物医学和生物技术产业；

③ 设计在化学上或结构上全新的生物材料，指导细胞行为，并用于可再生医学；

④ 通过将生物学认知和工程学解决方案需求结合，开发新的工程模型和针对生物系统、生物器件的设计方法；

⑤ 为控制细胞行为制定工程设计周期；

⑥ 开发针对生物系统的多尺度表征和度量方法；

⑦ 开发传感器、新的诊断技术和相关数据处理和分析方法，以支持用于控制细胞的器件和材料设计。

在人才需求方面，该领域的研究需要系统和控制工程师与功能性生物材料工程师、生物工程师、化学家等协同工作。此外，还需要先进制造和生物过程以及在仪器、诊断器件和传感器等方面的专业知识。鉴于该领域的许多工作需实现终端的临床和生物产业应用，因此研究过程中也需要吸纳临床和产业界同行以及生物学家。

英国在生物学、合成生物学、系统和控制工程、生物材料、计算机建模以及其他许多领域都拥有能力出众的研究人员和稳固的核心知识基础。上述这些研究人员还是出色的跨学科人才，在各自领域也都表现出领导才能。在此基础上，英国政府还需要采取一些干预措施，以解决上述重大挑战。

① 通过一次或一系列活动形成明确和应对挑战的研究网络；

② 建立能确保终端用户、产业界和其他利益相关者都参与到研究问题的提出、进行和转化过程中；

③ 资助提高计算能力的研究和实时分析、反馈控制工程仪器的开发；

④ 在以生物控制为目的的基础治疗诊断学、先进材料、制造、数据处理，以及非侵入性的实时生物传感器方面开展研发活动；

⑤ 构建配备适用工具包和人才的研究中心或实验室；

⑥ 作为创新战略的一部分，开展围绕风险和研究问题的公众参与和教育活动。