原標(biāo)題：人工智能驅(qū)動的科學(xué)研究啟動專項部署，區(qū)別于以往傳統(tǒng)科研
上海建開源平臺推動“第五范式”
■人類從事科學(xué)研究的范式一直在“迭代”。幾千年前是經(jīng)驗范式，幾百年前是理論范式，幾十年前是計算范式，十幾年前是數(shù)據(jù)范式，而今是AI范式
最新的第五范式來了。日前，為了貫徹落實國家《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，科技部會同國家自然科學(xué)基金委啟動“人工智能驅(qū)動的科學(xué)研究(AI for Science)”專項部署。AI for Science也被簡稱為“AI4S”，作為人工智能加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)的新方法，是區(qū)別于以往傳統(tǒng)科研的第五范式。
昨天，在張江科學(xué)會堂開幕的2023浦江創(chuàng)新論壇“AI for Science專題論壇”上，“AI for Science科學(xué)數(shù)據(jù)開源開放平臺”宣告啟動，平臺由上海市依托上海交通大學(xué)和上海白玉蘭開源開放研究院布局建設(shè)，推動人工智能技術(shù)成為解決基礎(chǔ)學(xué)科重大科學(xué)問題的新范式。由此，上海推進(jìn)智能化科學(xué)設(shè)施建設(shè)也被提上議事日程。
人類從事科學(xué)研究的范式一直在“迭代”。幾千年前是經(jīng)驗范式，幾百年前是理論范式，幾十年前是計算范式，十幾年前是數(shù)據(jù)范式，而今是AI范式。也就是說，通過AI深度學(xué)習(xí)，實驗觀察可變成無人實驗，理論推導(dǎo)可變成假設(shè)生成，仿真模擬可變成現(xiàn)象生成，數(shù)據(jù)驅(qū)動可變成數(shù)據(jù)增強。
從生物領(lǐng)域的蛋白質(zhì)折疊，到物質(zhì)領(lǐng)域的核聚變智能控制，再到藥物領(lǐng)域的抗新冠藥物設(shè)計，微軟劍橋研究院院長等認(rèn)為AI for Science(AI4S)第五范式能夠提高科學(xué)研究的速度和準(zhǔn)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(shè)空間的探索者、自然現(xiàn)象的模擬器，也是傳統(tǒng)科研范式的有益補充。
中國科學(xué)院院士、中國計算機學(xué)會理事長梅宏表示，在第五范式下，新材料發(fā)現(xiàn)、流體模擬、聚變反應(yīng)堆設(shè)計、藥物分子與目標(biāo)蛋白結(jié)合等，均可憑借AI實現(xiàn)計算及數(shù)據(jù)密集型等任務(wù)的全過程加速。比如常規(guī)的實驗觀察，嚴(yán)重依賴操作人員的體力與經(jīng)驗，而基于AI算法的無人實驗支持大規(guī)模的穩(wěn)定實驗觀測。
作為第五范式的新型基礎(chǔ)設(shè)施，智能化科學(xué)設(shè)施正在推進(jìn)中。在傳統(tǒng)科學(xué)設(shè)施中，人類專家及經(jīng)驗占主導(dǎo)地位，“問題—實驗—數(shù)據(jù)”無法形成高效閉環(huán)；而基于科學(xué)數(shù)據(jù)和算力支撐，面向第五范式打造人在環(huán)路的智能化科學(xué)設(shè)施，可形成“AI科研助手+AI操作機器人+智能實驗環(huán)境+可信多方協(xié)作”的高效迭代。
記者了解到，智能化科學(xué)設(shè)施的創(chuàng)新功能之一，即高通量自主無人實驗設(shè)計與優(yōu)化，包括可控化學(xué)合成、蛋白質(zhì)精準(zhǔn)修飾、材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(guān)鍵技術(shù)，其化學(xué)和生物的高通量自主無人實驗平臺，可執(zhí)行危險環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)化無人化實驗。先是科學(xué)猜想，以跨模態(tài)科學(xué)大模型，提出新的化學(xué)結(jié)構(gòu)或新的生物機制；之后方案自動優(yōu)化，優(yōu)化成分及序列組合，提供可定制選項，確定最終反應(yīng)或干預(yù)路徑；再整合科學(xué)模型和自主實驗硬件平臺，實現(xiàn)實驗操作全流程的任務(wù)自主規(guī)劃；最終由自主實驗平臺執(zhí)行可遠(yuǎn)程監(jiān)控的高通量無人實驗，并提供人機協(xié)同接口。
人工智能的快速發(fā)展離不開代碼開源和數(shù)據(jù)開放，高質(zhì)量的開放數(shù)據(jù)促進(jìn)了深度學(xué)習(xí)算法突飛猛進(jìn)，各類算法與系統(tǒng)框架的源代碼開放也極大提升了算法開發(fā)效率。在上海市科委和上海交通大學(xué)共同主辦的浦江創(chuàng)新論壇專題論壇上，“張江·交大人工智能研究平臺”同時啟動。當(dāng)人工智能進(jìn)入新的大數(shù)據(jù)、大算力、大模型時代，在世界級大科學(xué)設(shè)施集群上，張江集團聯(lián)合上海交大，面向智能化科學(xué)大設(shè)施、生成式人工智能等最新研究方向，賦能張江科學(xué)城大設(shè)施建設(shè)，共同推動AI賦能基礎(chǔ)研究。
副市長劉多等出席論壇。(徐瑞哲)
