來源：高校人工智能與大數(shù)據(jù)創(chuàng)新聯(lián)盟

隨著人工智能應(yīng)用的日益廣泛，人工智能賦能科學(xué)研究（AI for Science）近年來在全球迎來蓬勃發(fā)展，展現(xiàn)出重塑科技創(chuàng)新的巨大潛力。日前在北京舉行的中關(guān)村論壇年會上，人工智能在科學(xué)研究中的前沿應(yīng)用成為各界關(guān)注的熱點話題。專家和業(yè)內(nèi)人士認為，作為人工智能發(fā)展的新前沿，“AI for Science”正快速從實驗室探索邁向科研主流，有望引領(lǐng)一場深刻的科研范式變革。

人工智能與科研深度融合

催生更多創(chuàng)新突破

近年來，人工智能已在多個關(guān)鍵學(xué)科領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破：AlphaFold2算法準確預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，自動化材料研發(fā)平臺“機器化學(xué)家”快速篩選出高性能催化劑，人工智能參與天文圖像處理發(fā)現(xiàn)新的星體結(jié)構(gòu)……這些“AI+科研”的實際案例，不斷拓展著人類的知識邊界。

中國科學(xué)技術(shù)信息研究所發(fā)布的《AI for Science創(chuàng)新圖譜》（以下簡稱《報告》）顯示，全球科學(xué)家正不斷將機器學(xué)習(xí)等人工智能技術(shù)應(yīng)用于科學(xué)研究各領(lǐng)域。人工智能通過變革科研范式、提升科研效率，推動物理、化學(xué)、生物等基礎(chǔ)學(xué)科前沿突破，在合成生物制造、材料設(shè)計等領(lǐng)域催生出一批新技術(shù)模式驅(qū)動的新興產(chǎn)業(yè)。與此同時，人工智能與數(shù)學(xué)、物理、生命科學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科的交叉融合，為人工智能提供理論基礎(chǔ)與方法論支持，不斷推動人工智能理論突破并拓展能力邊界。

在全球AI for Science學(xué)術(shù)研究方面，2019年—2023年間，全球AI for Science論文發(fā)表年均增長率為27.2%，各學(xué)科領(lǐng)域論文發(fā)表均呈現(xiàn)逐年遞增趨勢，其中，生命科學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)等領(lǐng)域發(fā)表的人工智能應(yīng)用論文數(shù)量最多。中美兩國是當前AI for Science研究大國。近5年間，中國論文發(fā)表超過10萬篇，居全球首位。

北京大學(xué)工學(xué)院特聘研究員、北京科學(xué)智能研究院研究員陳幟團隊展示了AI for Science從科研邁向商業(yè)航天應(yīng)用的典型案例——“臨界熾核”應(yīng)用。該應(yīng)用的核心引擎DeepFlame是首個集成了AI框架用于反應(yīng)流高精度數(shù)值模擬的高性能、大規(guī)模開源軟件平臺。

“以朱雀二號火箭為例，我們對‘火箭心臟’即發(fā)動機進行了全流程數(shù)值模擬，實現(xiàn)從燃料噴注器、燃燒室到外噴羽流場的億級網(wǎng)格仿真，計算精度達工業(yè)應(yīng)用標準，相較傳統(tǒng)方案實現(xiàn)了超千倍的加速性能?！标悗媒榻B。

中國科學(xué)技術(shù)信息研究所黨委書記趙志耘表示，隨著模型算法、數(shù)據(jù)、算力、基礎(chǔ)軟件等創(chuàng)新要素進一步開放共享，開源開放的普惠化AI for Science生態(tài)將走向成熟，人工智能賦能科學(xué)研究的門檻將持續(xù)降低，場景的廣度、深度不斷拓展，人工智能與科學(xué)深度融合將催生更多創(chuàng)新與突破。

資源加速整合

推動走向“大科研時代”

盡管AI for Science展現(xiàn)出巨大潛力，但仍面臨現(xiàn)實挑戰(zhàn)?？蒲袛?shù)據(jù)的高獲取成本、格式非標準化、數(shù)據(jù)敏感性強等問題普遍存在，成為制約AI有效應(yīng)用的難題。

中國科學(xué)院院士鄂維南認為，科研模式的轉(zhuǎn)型升級能有效幫助科研人員打破學(xué)科之間、理論與實驗之間、科研與產(chǎn)業(yè)之間的界限，使科學(xué)家有更大的探索空間和更高的探索效率。實現(xiàn)這個目標，需要圍繞數(shù)據(jù)庫、文獻工具、理論方法和模型以及實驗工具，形成新的科研協(xié)同模式，推動走向“大科研時代”。

算法模型、知識庫、算力平臺和實驗表征系統(tǒng)是支撐未來科研范式的核心基座。北京科學(xué)智能研究院副院長李鑫宇發(fā)布了新一代科研知識庫與文獻開放平臺“科學(xué)導(dǎo)航”，該平臺目前已覆蓋全球1.6億篇文獻，通過自然語言問答式的文獻檢索能力，幫助科研工作者前瞻性開展文獻數(shù)據(jù)和實驗數(shù)據(jù)一體化管理，讓科研檢索與管理效率提升了近百倍。

“未來，我們可以讓人工智能‘讀、算、做’，并將這些原本獨立的步驟形成自主運轉(zhuǎn)的閉環(huán)?！北本┛茖W(xué)智能研究院院長、深勢科技創(chuàng)始人張林峰發(fā)布了Uni-Lab-OS智能實驗室操作系統(tǒng)。他說，該操作系統(tǒng)可以解決傳統(tǒng)實驗室手工操作低效、設(shè)備孤立及數(shù)據(jù)分散的痛點。這位“AI科學(xué)家”有望助力傳統(tǒng)實驗室向自動化、智能化躍遷，為生物、化學(xué)、環(huán)境、材料等領(lǐng)域增添動力，為科研人員節(jié)省更多的時間和精力。

鄂維南表示，隨著AI for Science的發(fā)展，在不遠的將來，我們會看到科研資源的加速整合?！霸趶V大范圍內(nèi)構(gòu)建一個‘圖書館’、一個‘教學(xué)樓’、一個‘超算中心’、一個‘實驗室’，讓AI讀文獻、做計算、做實驗、做評測，形成融合閉環(huán)。”他說。

培養(yǎng)交叉學(xué)科融合人才

青年科學(xué)家扮演重要角色

《報告》分析了100多個AI for Science代表性案例的場景分布，發(fā)現(xiàn)AI for Science在生命科學(xué)領(lǐng)域的場景最為豐富。物理領(lǐng)域重點場景則包括量子力學(xué)仿真計算、物理場模擬、光學(xué)計算及核物理等。在化學(xué)領(lǐng)域，分子動力學(xué)計算、分子生成、催化劑設(shè)計等場景目前關(guān)注度較高。

中國科學(xué)院高能物理研究所研發(fā)的Dr.Sai（賽博士）多智能體協(xié)同系統(tǒng)，實現(xiàn)了物理分析全流程自動化，取得了一系列關(guān)鍵技術(shù)的核心突破。中國科學(xué)院高能物理研究所研究員、計算中心主任齊法制介紹，通過分層多智能體系統(tǒng)，該系統(tǒng)已成功復(fù)現(xiàn)了重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)——四夸克粒子Zc（3900）的發(fā)現(xiàn)過程。目前，賽博士已經(jīng)成為高能物理領(lǐng)域“感知—推理—執(zhí)行”一體化的專家級科研助手，為粒子物理領(lǐng)域模型發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

在“AI for Science”浪潮加速奔向科研前沿的當下，青年科學(xué)家正站在時代的交匯點，扮演著技術(shù)革新與范式轉(zhuǎn)變的雙重推動者角色。

科技部副部長龍騰指出，人工智能時代破解復(fù)雜科學(xué)難題，需要科研人員既深鉆人工智能核心技術(shù)，又貫通數(shù)學(xué)、物理、生物等基礎(chǔ)科學(xué)邏輯。青年科學(xué)家要主動打破學(xué)科邊界，在融合創(chuàng)新中提升科研能力和水平，敢于突破傳統(tǒng)范式，圍繞國家重大需求，瞄準熱點科學(xué)問題，深入研究，推動形成人工智能與科學(xué)研究雙向賦能的科研新生態(tài)。

近年來，中國許多高校大力推進“AI+X”學(xué)科交叉融合教育，形成多層次、跨領(lǐng)域的創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系。例如浙江大學(xué)聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校共建全國首個跨?！癆I+X”微專業(yè)；清華大學(xué)首批已有117門試點課程、147個教學(xué)班開展人工智能賦能教學(xué)實踐……與此同時，一批85后、90后科研人員正在成為AI for Science的先鋒力量。

上海人工智能實驗室主任、首席科學(xué)家周伯文認為，面向科學(xué)研究的人工智能發(fā)展首先要實現(xiàn)“通專融合”，科學(xué)研究需要人工智能在研究者、研究工具、研究對象一切關(guān)系的總和上發(fā)揮作用，當這兩個關(guān)鍵步驟實現(xiàn)后，人工智能將完成質(zhì)的飛躍——從“工具的革命”轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蛑貥?gòu)科研范式、催生新領(lǐng)域的“革命的工具”，最終引領(lǐng)科學(xué)研究進入新時代。

“實現(xiàn)AI for Science的發(fā)展目標，需要一支交叉學(xué)科融合和有戰(zhàn)斗力的科研人才梯隊，而優(yōu)秀年輕人正是我們最需要的?！倍蹙S南說。（來源：人民網(wǎng)科普）

全國高校人工智能與大數(shù)據(jù)創(chuàng)新聯(lián)盟

全國高校人工智能與大數(shù)據(jù)創(chuàng)新聯(lián)盟（簡稱:高校聯(lián)盟）是由清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中南大學(xué)、東北大學(xué)、上海工程技術(shù)大學(xué)、重慶郵電大學(xué)、東北林業(yè)大學(xué)、佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院、曲阜師范大學(xué)、黑龍江大學(xué)、海豚大數(shù)據(jù)科技等全國54家高校、企業(yè)共同發(fā)起，于2018年5月26日在北京中國科技會堂正式成立。迄今為止，聯(lián)盟發(fā)展會員300多家, 覆蓋全國20多個省市。聯(lián)盟由一批積極投身于“人工智能、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈”教育事業(yè)的高校、科研機構(gòu)、企事業(yè)單位和個人自愿組成的公益性、全國性學(xué)術(shù)交流服務(wù)平臺。中國工程院原常務(wù)副院長、中國工程院院士潘云鶴、中國科學(xué)院院士陳國良、中國工程院院士李伯虎擔任聯(lián)盟名譽理事長，中國工程院院士譚建榮擔任聯(lián)盟理事長。聯(lián)盟工作接受工信部、國家網(wǎng)信辦等政府部門行政管理和業(yè)務(wù)指導(dǎo)。聯(lián)盟主要工作是推進產(chǎn)教融合、校企合作、協(xié)同育人。(加盟微信13651193492)

華算人工智能研究院

華算人工智能研究院全稱是“山西省華算人工智能研究院有限公司”，是經(jīng)山西轉(zhuǎn)型綜合改革示范區(qū)管理委員會批準，于2023年10月在太原成立的第一批專業(yè)研究人工智能、賦能數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展的獨立法人組織。華算人工智能研究院依托全國高校人工智能與大數(shù)據(jù)創(chuàng)新聯(lián)盟專家委員會及理事會資源，按照山西省委省政府、山西轉(zhuǎn)型綜合改革示范區(qū)管理委員會發(fā)展人工智能、數(shù)字經(jīng)濟的系列文件精神和工作計劃，將研究院打造成為山西省發(fā)展人工智能、數(shù)字經(jīng)濟的示范應(yīng)用推廣平臺，同時面向全國開展人工智能業(yè)務(wù)。華算人工智能研究院名譽院長由中國工程院院士李伯虎擔任。研究院內(nèi)設(shè)AI產(chǎn)業(yè)學(xué)院共建中心、實訓(xùn)實習(xí)就業(yè)中心、實驗室建設(shè)中心、專家智庫等6個職能部門。歡迎加入華算人工智能研究院專家智庫，共同賦能高校AI人才培養(yǎng)及產(chǎn)教融合事業(yè)發(fā)展。

高校區(qū)塊鏈專委會

全國高校人工智能與大數(shù)據(jù)創(chuàng)新聯(lián)盟區(qū)塊鏈專委會（簡稱:高校區(qū)塊鏈專委會），是由北京大學(xué)、浙江大學(xué)、武漢大學(xué)、西南財經(jīng)大學(xué)、北京交通大學(xué)、鄭州大學(xué)、貴州大學(xué)、桂林電子科技大學(xué)、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)、佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院、陜西師范大學(xué)、中國網(wǎng)安、海豚大數(shù)據(jù)科技等全國40多家高校、企業(yè)和機構(gòu)共同發(fā)起，于2019年12月7日在廣東省佛山市正式成立。目前發(fā)展高校及企業(yè)會員70多家。中國工程院院士、浙江大學(xué)教授陳純擔任高校區(qū)塊鏈專委會名譽顧問；福州大學(xué)教授蔡維德、中國計算機學(xué)會區(qū)塊鏈專委會主任斯雪明教授、中國人民銀行數(shù)字貨幣研究所副所長狄剛擔任高校區(qū)塊鏈專委會名譽主任；北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院區(qū)塊鏈中心主任陳鐘教授擔任高校區(qū)塊鏈專委會主任。高校區(qū)塊鏈專委會主要工作是促進高校區(qū)塊鏈教育，為高校區(qū)塊鏈專業(yè)建設(shè)及學(xué)科發(fā)展提供專家咨詢服務(wù)。

高校元宇宙專委會

全國高校人工智能與大數(shù)據(jù)創(chuàng)新聯(lián)盟元宇宙專業(yè)委員會（簡稱:高校元宇宙專委會），是由清華大學(xué)、湖南大學(xué)、浙江大學(xué)、四川大學(xué)、汕頭大學(xué)、河北金融學(xué)院、保定市元宇宙協(xié)會、英偉達中國、海爾衣聯(lián)網(wǎng)研究院、海豚大數(shù)據(jù)科技(天津)有限公司等全國20多所高校、企業(yè)和機構(gòu)共同發(fā)起，于2022年11月5日在北京正式成立。中國工程院院士、計算機軟件與虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域?qū)＜亿w沁平擔任高校元宇宙專委會名譽顧問；中國工程院院士、北京航空航天大學(xué)電氣與自動化學(xué)院名譽院長、中國航天科工集團有限公司科技委高級顧問李伯虎擔任高校元宇宙專委會名譽主任；清華大學(xué)信息國研中心可信軟件和大數(shù)據(jù)部常務(wù)副主任邢春曉擔任高校元宇宙專委會主任委員。目前已發(fā)展高校及企業(yè)會員30多家。高校元宇宙專委會主要工作是促進高校元宇宙教育、加強校企合作、推動元宇宙專業(yè)建設(shè)及學(xué)科發(fā)展，為元宇宙教育教學(xué)提供專家咨詢服務(wù)。

高校數(shù)字經(jīng)濟專委會

全國高校人工智能與大數(shù)據(jù)創(chuàng)新聯(lián)盟數(shù)字經(jīng)濟專業(yè)委員會（簡稱:高校數(shù)字經(jīng)濟專委會），是由華算人工智能研究院、清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國人民大學(xué)、中國社會科學(xué)院信息化研究中心、四川大學(xué)、北京外國語大學(xué)、北京科技大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、北京語言大學(xué)、北京化工大學(xué)、北京聯(lián)合大學(xué)、北京物資學(xué)院、北京印刷學(xué)院、西藏民族大學(xué)、河北金融學(xué)院、重慶財經(jīng)學(xué)院、蘇州城市學(xué)院、北京中關(guān)村軟件園、百度、海豚大數(shù)據(jù)科技等全國60多家高校、企業(yè)和機構(gòu)共同發(fā)起，于2024年1月12日在北京正式成立。清華大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院教授姜旭平、北京大學(xué)信息管理系教授賴茂生、中國社會科學(xué)院信息化研究中心主任姜奇平、中國科學(xué)院大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院教授呂本富擔任高校數(shù)字經(jīng)濟專委會主任委員。高校數(shù)字經(jīng)濟專委會主要工作是促進高校數(shù)字經(jīng)濟專業(yè)建設(shè)及學(xué)科發(fā)展，推動產(chǎn)學(xué)研合作，為高校數(shù)字經(jīng)濟專業(yè)教育教學(xué)提供專家咨詢服務(wù)。

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