人工智慧驅動的科學研究啟動專項部署,區別於以往傳統科研上海建開源平臺推動“第五範式”

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摘要:AIforScience也被簡稱為“AI4S”,作為人工智慧加速科學發現的新方法,是區別於以往傳統科研的第五範式。人類從事科學研究的範式一直在“反覆運算”。

  記者徐瑞哲

  最新的第五範式來了。日前,為了貫徹落實國家《新一代人工智能發展規劃》,科技部會同國家自然科學基金委啟動“人工智慧驅動的科學研究(AI for Science)”專項部署。AI for Science也被簡稱為“AI4S”,作為人工智慧加速科學發現的新方法,是區別於以往傳統科研的第五範式。

  昨天,在張江科學會堂開幕的2023浦江創新論壇“AI for Science專題論壇”上,“AI for Science科學數據開源開放平臺”宣告啟動,平臺由上海市依託上海交通大學和上海白玉蘭開源開放研究院布局建設,推動人工智慧科技成為解决基礎學科重大科學問題的新範式。由此,上海推進智能化科學設施建設也被提上議事日程。

  人類從事科學研究的範式一直在“反覆運算”。幾千年前是經驗範式,幾百年前是理論範式,幾十年前是計算範式,十幾年前是數據範式,而今是AI範式。也就是說,通過AI深度學習,實驗觀察可變成無人實驗,理論推導可變成假設生成,模擬模擬可變成現象生成,數據驅動可變成數據增强。

  從生物領域的蛋白質折疊,到物質領域的核聚變智慧控制,再到藥物領域的抗新冠藥物設計,微軟劍橋研究院院長等認為AI for Science(AI4S)第五範式能够提高科學研究的速度和準確性,探索更廣闊的可能性空間,包括問題空間和解空間。特別是生成式AI,作為假設空間的探索者、自然現象的模擬器,也是傳統科研範式的有益補充。

  中國科學院院士、中國電腦學會理事長梅宏表示,在第五範式下,新材料發現、流體類比、聚變反應堆設計、藥物分子與目標蛋白結合等,均可憑藉AI實現計算及數據密集型等任務的全過程加速。比如常規的實驗觀察,嚴重依賴操作人員的體力與經驗,而基於AI算灋的無人實驗支持大規模的穩定實驗觀測。

  作為第五範式的新型基礎設施,智能化科學設施正在推進中。在傳統科學設施中,人類專家及經驗占主導地位,“問題—實驗—數據”無法形成高效閉環;而基於科學數據和算力支撐,面向第五範式打造人在環路的智能化科學設施,可形成“AI科研助手+AI操作機器人+智慧實驗環境+可信多方合作”的高效反覆運算。

  記者瞭解到,智能化科學設施的創新功能之一,即高通量自主無人實驗設計與優化,包括可控化學合成、蛋白質精准修飾、資料基因組等新機理新方法的自主驗證及篩選等。作為一項關鍵技術,其化學和生物的高通量自主無人實驗平臺,可執行危險環境標準化無人化實驗。先是科學猜想,以跨模態科學大模型,提出新的化學結構或新的生物機制;之後方案自動優化,優化成分及序列組合,提供可定制選項,確定最終反應或干預路徑;再綜合科學模型和自主實驗硬體平臺,實現實驗操作全流程的任務自主規劃;最終由自主實驗平臺執行可遠程監控的高通量無人實驗,並提供人機協同介面。

  人工智慧的快速發展離不開程式碼開源和數據開放,高品質的開放數據促進了深度學習算灋突飛猛進,各類算灋與系統框架的原始程式碼開放也極大提升了算灋開發效率。在上海市科委和上海交通大學共同主辦的浦江創新論壇專題論壇上,“張江·交大人工智慧研究平臺”同時啟動。當人工智慧進入新的大數據、大算力、大模型時代,在世界級大科學設施集羣上,張江集團聯合上海交大,面向智能化科學大設施、生成式人工智慧等最新研究方向,賦能張江科學城大設施建設,共同推動AI賦能基礎研究。

  副市長劉多等出席論壇。

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