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Das System von Distant Worlds nutzt auch Tech Trees, vielleicht trotzdem für Dich einen Blick wert: http://distant-worlds.wikispot.org/Research_and_Technology

Mal ein paar Ideen, keine Ahnung ob es das schon gibt:

In Diablo werden Gegenstände ja per Zufall generiert. So ähnlich stelle ich mir Forschung vor. Einflussnahme sollte natürlich möglich sein, aber eben eher so, dass man nie genau weiß was am Ende rauskommt. Es bildet sich so ein ganz individueller zufälliger Tech Tree, der jedes mal anders aussieht.
Daran knüpft folgende Idee an:
Was man erforscht, sollte man vielleicht wie ein Inventar mit Slots steuern: man packt bereits erforschte Technologien und Kategorie-Tokens (a'la Schild-Technologien, Strahlenwaffen etc.) in ein Inventar mit begrenzter aber erweiterbarer Anzahl Labor-Slots. Auf Basis der dort hinterlegten Items werden neue Technologien erforscht. Dabei fallen auch mal durch Zufall völlig andere Technologien an, mit denen man in ganz andere Richtungen forschen kann. Wenn man bei Feinden und Freunden Technologien sieht/auskundschaftet, kann man die dabei rausspringenden Plättchen ebenfalls in die Laborslots stecken und so Industriespionage gleich mit abdecken.

Bzgl. Tech Trees:
Tech Graphen mit zufällig verteilten Sackgassen fände ich glaube ich auch nicht schlecht. Also man forscht sich einen Arm entlang und plötzlich heißt es, dass man hier mit der Forschung nicht weiter kommt und ein paar Übergänge verschwinden/werden ausgegraut.

In der Politik sind ja immer viele Akteure an der Finanzierung von Forschungsprojekten beteiligt. Ich stelle mir das so vor, dass die Forscher und Politiker buchstäblich um die Projektfinanzierung schachern. Eine Art Kartenspiel, das diese Form der Verhandlungen spielerisch umsetzt, wäre vielleicht auch mal eine interessante Alternative. Man könnte sich da eine kompliziertere Variante von Quartett ausdenken oder vielleicht eine Art Pokerspiel. Die Karten stammen dann aus anderen Teilen des Spiels - so entsteht dann eine Verbindung zwischen dem Kartenspiel und dem normalen Spielgeschehen.

Ich persönlich finde komplizierte Systeme um ihrer selbst Willen problematisch und meistens langweilig.

Von dem, was mir bisher unter gekommen ist, empfand ich das Forschungssystem von Master Of Orion (1/2) als am ansprechendsten.

Es ist vergleichsweise simpel verleiht dem Spielverlauf jedoch einen gewissen Grad an Komplexität.

Dadurch, dass einem durch Forschung nur ein Bruchteil der möglichen Technologien zur Verfügung stehen (außer man wählt eine Tech-Rasse "Psilons") muss man durch Diplomatie, Eroberung oder Spionage seinen Fundus erweitern.

Man darf das Setting nicht aus den Augen verlieren. 4X Spiele verlangen vom Spieler meist strategische Entscheidungen auf Ökonomischer und Ebene. Mikromanagement will ich da nicht haben. Auf taktischer Ebene will ich doch meine Einheiten etwas genauer beeinflussen können.

Einen an 'echte Forschung' angelehnten Aspekt den ich bisher in Spielen nicht wirklich umgesetzt gesehen habe ist der Unterschied zwischen Grundlagenforschung und z.B. F&E in der Industrie.

Die meisten Forschungssysteme die ich in Spielen gesehen haben sind relativ konsistent in der Entwicklung neuer Technologien, man muss nicht zwischen kurzfristigen Resultaten und langfristigen Resultaten abwaegen.
Man koennte statt dessen zwischen kurzfristigen Forschungsprojekten (inkrementelle Verbesserung aktueller Technologien) und langfristiger Grundlagenforschung (entwickeln von voellig neuen Technologien) abwaegen. Wenn ein Spieler auf Grundlagenforschung setzt mag er auf kurze Sicht Nachteile gegenueber einem kurzfristig orientierten Spieler haben, aber auf lange Sicht immense Vorteile bekommen. (e.g. ein Spieler mag die Pfeil und Bogen Technologie perfektioniert haben und damit kurzfristig grosse Vorteile haben, bis ein anderer Spieler mit ersten Prototypen von Maschinengewehren ankommt )