AI自動(dòng)做實(shí)驗(yàn)！這個(gè)超級(jí)科研工廠實(shí)驗(yàn)室二期明年在青浦投用

格物智研打造的自驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室一期。 （上智院供圖）

一間位于上海漕河涇的“超級(jí)科研工廠”昨天開啟實(shí)時(shí)直播：白色機(jī)械臂在實(shí)驗(yàn)室里平穩(wěn)移動(dòng)，取樣、投料、反應(yīng)、分離一氣呵成，全程沒有人類參與，100道科研課題正在此由AI進(jìn)行推演驗(yàn)證。這是由上海科學(xué)智能研究院（簡稱“上智院”）牽頭建設(shè)、上海格物智研科技有限公司（簡稱“格物智研”）打造運(yùn)營的“Golab物質(zhì)科學(xué)智能研發(fā)工廠”。

這個(gè)工廠的“百題馬拉松”將進(jìn)行5天5夜直播，直接把AI科研全流程搬到線上，讓每個(gè)人都能見證物質(zhì)科學(xué)研發(fā)從“人力驅(qū)動(dòng)”加速轉(zhuǎn)向“智能驅(qū)動(dòng)”。

“Golab物質(zhì)科學(xué)智能研發(fā)工廠”也是國內(nèi)首個(gè)實(shí)現(xiàn)“AI計(jì)算—自動(dòng)實(shí)驗(yàn)—數(shù)據(jù)回流—模型自我進(jìn)化”干濕實(shí)驗(yàn)全閉環(huán)的智能系統(tǒng)，真正讓科研人員告別“手搓實(shí)驗(yàn)”的傳統(tǒng)模式。目前，該系統(tǒng)已在生物醫(yī)藥、能源材料、日用化工等多個(gè)方向開展驗(yàn)證性應(yīng)用。

團(tuán)隊(duì)介紹，一期實(shí)驗(yàn)室于6月在上海市漕河涇新興技術(shù)開發(fā)區(qū)建成并投入運(yùn)行。近3000平方米二期實(shí)驗(yàn)室已啟動(dòng)建設(shè)，預(yù)計(jì)明年初在青浦區(qū)投用。

從“大腦”到“手腳”的閉環(huán)

當(dāng)OpenAI、Anthropic等頂尖AI公司紛紛布局科學(xué)智能，“計(jì)算—執(zhí)行—反饋—迭代”的技術(shù)閉環(huán)，已成為全球AI創(chuàng)新從論文走向產(chǎn)業(yè)落地的共識(shí)，兩年多來，上智院物質(zhì)科學(xué)團(tuán)隊(duì)讓AI真正走進(jìn)物理世界。

“‘Golab物質(zhì)科學(xué)智能研發(fā)工廠’堪稱超級(jí)科研工廠。”上智院AI科學(xué)家、青浦復(fù)旦未來技術(shù)研究院未來材料領(lǐng)域首席科學(xué)家、格物智研創(chuàng)始人曹風(fēng)雷告訴記者，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，團(tuán)隊(duì)與醫(yī)藥企業(yè)合作優(yōu)化藥物選擇性，僅用半年就將靶點(diǎn)選擇性從7倍提升至1600多倍。針對(duì)難成藥靶點(diǎn)，篩選候選分子的速度從過去的數(shù)月變成了現(xiàn)在的一兩天；在新能源領(lǐng)域，電解質(zhì)研發(fā)項(xiàng)目短時(shí)間內(nèi)就讓電池使用壽命提升數(shù)倍。“對(duì)于科學(xué)智能而言，技術(shù)體系只有嵌入完整的產(chǎn)業(yè)鏈，才能形成廣泛價(jià)值。”

曹風(fēng)雷介紹，這座“工廠”由三層彼此咬合的核心架構(gòu)組成。其“大腦”是能解析科學(xué)機(jī)理的“燧人”物質(zhì)科學(xué)大模型。他解釋，此前AI模型只學(xué)結(jié)構(gòu)、不懂機(jī)理，“就像AlphaFold能精準(zhǔn)預(yù)測(cè)蛋白質(zhì)折疊結(jié)構(gòu)，但說不清楚為什么會(huì)形成這樣的結(jié)構(gòu)，也不知道折疊的動(dòng)態(tài)過程。而做科研不僅要知道‘是什么’，更要知道‘為什么’。因此，科學(xué)機(jī)理才是未來科學(xué)模型的核心”。目前，在50余種熱力學(xué)性質(zhì)預(yù)測(cè)任務(wù)中，“燧人”物質(zhì)科學(xué)大模型均達(dá)到業(yè)界最優(yōu)水平，部分性能相比現(xiàn)有模型實(shí)現(xiàn)30%到50%提升，并展現(xiàn)出極強(qiáng)的跨領(lǐng)域泛化能力。

這座工廠的“手腳”是一座自驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室。團(tuán)隊(duì)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)多數(shù)實(shí)驗(yàn)室只能實(shí)現(xiàn)單個(gè)步驟自動(dòng)化，既沒打通從合成到表征測(cè)試的全流程，也不能自動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，嚴(yán)重制約閉環(huán)效率。在上月投用的一期實(shí)驗(yàn)室里，團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了AI計(jì)算與自動(dòng)化設(shè)備的零人工聯(lián)動(dòng)，更啃下了行業(yè)公認(rèn)的“硬骨頭”——合成后處理環(huán)節(jié)的自動(dòng)化。

“工廠”的最上層則是系統(tǒng)的“自進(jìn)化機(jī)制”。曹風(fēng)雷坦言，剛開始，系統(tǒng)調(diào)用工具的失敗率較高，但系統(tǒng)會(huì)留存所有失敗案例，由大模型分析原因、沉淀為知識(shí)，就像人類形成肌肉記憶，下次再遇到同類問題就能直接糾錯(cuò)。“任務(wù)跑得越多，系統(tǒng)就越聰明，最終形成模型生成方案—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—數(shù)據(jù)回流—模型迭代的正循環(huán)。”

一人也能完成全鏈條研發(fā)

上智院研究員、格物智研聯(lián)合創(chuàng)始人王雯莉在讀研時(shí)，曾接到一個(gè)全新方向的課題，沒有師兄師姐帶路，所有實(shí)驗(yàn)方案都靠她自己從零摸索。“這讓我真切感受到，很多年輕人的精力，都耗在了重復(fù)操作和資源協(xié)調(diào)上。”她舉例說，以前做一輪實(shí)驗(yàn)，僅一個(gè)反應(yīng)環(huán)節(jié)就要等大半天，人只能在旁邊守著空耗時(shí)間。現(xiàn)在由AI預(yù)測(cè)可能性最高的物質(zhì)、自動(dòng)化設(shè)備跑實(shí)驗(yàn)，科研人員可以騰出手推進(jìn)另一個(gè)研究。過去兩三年才能完成的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在半年到一年就能做完。此外，AI模型還能大幅減少無效實(shí)驗(yàn)，減輕科研人員的負(fù)擔(dān)。

目前，格物智研面向用戶實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化交付，即用戶提需求、平臺(tái)自動(dòng)出結(jié)果。同時(shí)，格物智研針對(duì)具體研發(fā)目標(biāo)與科研人員開展項(xiàng)目制合作，還可對(duì)優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目進(jìn)行聯(lián)合孵化。王雯莉介紹，過去建一個(gè)實(shí)驗(yàn)室動(dòng)輒百萬級(jí)投入，現(xiàn)在通過平臺(tái)按需使用，門檻大幅降低。“這就是科研普惠，讓每個(gè)科學(xué)家都能低成本實(shí)現(xiàn)自己的好想法。”

更深刻的變革，是科研組織模式的重構(gòu)。曹風(fēng)雷提出了“科研OPC（一人公司）”的概念，即能力強(qiáng)的科學(xué)家依托這套平臺(tái)，一個(gè)人或一個(gè)小團(tuán)隊(duì)就能完成過去需要大團(tuán)隊(duì)才能承擔(dān)的全鏈條研發(fā)工作。平臺(tái)提供AI能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛿?shù)據(jù)沉淀，科學(xué)家只需要專注提出科學(xué)問題、判斷研究方向。

“AI工具只能提高某個(gè)環(huán)節(jié)的效率，但閉環(huán)的智能系統(tǒng)將改變整個(gè)科研組織的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。”曹風(fēng)雷說，當(dāng)個(gè)人能力可以通過平臺(tái)規(guī)模化，能服務(wù)的科研用戶就會(huì)呈幾何級(jí)增長，“超級(jí)科研工廠+科研創(chuàng)業(yè)者，才能真正賦能千行百業(yè)。”

復(fù)旦大學(xué)校長助理、上智院理事長吳力波認(rèn)為，科研技術(shù)閉環(huán)與OPC模式的結(jié)合，正在重新定義科創(chuàng)的基本單元。當(dāng)科研組織能力可被按需調(diào)用，大量優(yōu)秀的科學(xué)假設(shè)不再因資源匱乏而止步，這會(huì)是產(chǎn)業(yè)AI化的深層動(dòng)力。

“百題馬拉松”公開檢驗(yàn)體系能力

這套智能科研系統(tǒng)到底行不行？團(tuán)隊(duì)從昨天啟動(dòng)為期5天5夜的“百題馬拉松”全程直播，進(jìn)行公開驗(yàn)證。

上智院主任研究員、格物智研高級(jí)算法專家徐麗成介紹，100個(gè)干實(shí)驗(yàn)任務(wù)同步開跑，同時(shí)選取5個(gè)濕實(shí)驗(yàn)課題進(jìn)入自驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室開展真實(shí)驗(yàn)證，覆蓋新能源、新反應(yīng)、新材料、新藥物四大方向，包含催化劑篩選、可降解高分子設(shè)計(jì)、電解質(zhì)研發(fā)、藥物篩選等十大應(yīng)用場(chǎng)景。“單個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一個(gè)環(huán)節(jié)，多個(gè)實(shí)驗(yàn)共同檢驗(yàn)整套體系的通用性。”

根據(jù)直播安排，5天里將依次設(shè)置催化劑篩選干濕閉環(huán)、多步反應(yīng)機(jī)理推演、高分子材料與電解液實(shí)驗(yàn)、藥物篩選與后處理、第二輪催化劑迭代收官等多個(gè)專場(chǎng)，直播收官當(dāng)晚將完成第二輪模型迭代驗(yàn)證。所有實(shí)驗(yàn)結(jié)果將在7月18日的科學(xué)智能開放論壇上公開。

“哪怕實(shí)驗(yàn)跑錯(cuò)了也沒關(guān)系，成功和失敗的數(shù)據(jù)都會(huì)沉淀成平臺(tái)的知識(shí)，下次就不會(huì)再錯(cuò)。”徐麗成說，團(tuán)隊(duì)更期待AI能發(fā)現(xiàn)一些突破現(xiàn)有認(rèn)知的新反應(yīng)、新路徑，而非重復(fù)人類已有的發(fā)現(xiàn)。

同日，格物智研與科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)等簽約，攜手打通數(shù)據(jù)、算力、空間等科研要素，進(jìn)一步推動(dòng)新技術(shù)在生物醫(yī)藥、能源材料等領(lǐng)域落地。

來源：文匯報(bào)

編輯：呂斌