高端科學儀器是國之重器，當前“人工智能（AI）+”正在推動科學儀器實現(xiàn)智能化、精準化發(fā)展。在4月23日—24日召開的第十九屆中國科學儀器發(fā)展年會上，科研探索對于儀器的智能化需求成為研討熱點。
“過去科學研究依賴人類手動實驗，誤差大、效率低，還會形成數(shù)據(jù)孤島。通過機器人平臺開展復雜計算與實驗操作，可確保數(shù)據(jù)的高效精準和大規(guī)模融合?！敝袊茖W院院士、清華大學化學系教授李景虹在會上表示，多個國家均在加速建設(shè)AI驅(qū)動的科技基礎(chǔ)設(shè)施，通過機器人實驗室的設(shè)計與落地，大幅提升物質(zhì)發(fā)現(xiàn)及合成等科研效率。
“AI與科學儀器的融合已經(jīng)到了從概念走向落地的關(guān)鍵節(jié)點?！睍h主辦方之一的北京信立方科技發(fā)展股份有限公司董事長唐海霞表示，“AI4S”（AI驅(qū)動科學研究）正在推動以數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學發(fā)現(xiàn)，儀器作為數(shù)據(jù)采集的核心入口，其戰(zhàn)略地位大幅提升。
拓展科研極限與邊界
“AI正深刻重塑科學研究范式?！崩罹昂绫硎荆茖W試驗的“試錯范式”往往會固定一系列實驗條件，來測量某一個因素與發(fā)生事件的關(guān)系，這種模式無法揭示真實世界的全部構(gòu)成。
AI不僅具備海量文獻快速梳理、龐雜數(shù)據(jù)智能分析的能力，從理論大數(shù)據(jù)中建立可調(diào)的預訓練模型，還可以進行海量試驗、數(shù)據(jù)處理候選材料與藥物篩選等工作，獲得高質(zhì)量高通量的實驗數(shù)據(jù)。
“‘理論’和‘實驗’結(jié)合，讓AI得以快速迭代產(chǎn)生‘理實交融’模型，破解傳統(tǒng)研究耗時久、試錯成本高的痛點?！崩罹昂缗e例解釋，中國科學技術(shù)大學通過開發(fā)科學儀器的軟硬件，并將移動機器人、化學工作站、智能操作系統(tǒng)、科學數(shù)據(jù)庫等集成起來，研制出數(shù)據(jù)智能驅(qū)動的全流程機器化學家，能夠?qū)⒆顑?yōu)高熵催化劑的發(fā)現(xiàn)周期縮短為5周。
“AI+科學儀器”能夠助力科研人員多尺度全視角探索物質(zhì)、生命等復雜科學問題，在分析化學、生物醫(yī)藥、新材料研發(fā)等領(lǐng)域讓科研探索更具精準性與靶向性，正在成為提升科研效率、變革科研范式的核心驅(qū)動力。
加強高端儀器自主研發(fā)
“由于AI技術(shù)的效率優(yōu)勢，AI+科學儀器、AI+檢驗檢測成為科研數(shù)據(jù)新增量的關(guān)鍵引擎。”唐海霞說，AI已經(jīng)加速滲透到數(shù)據(jù)采集、處理與決策等多個環(huán)節(jié)，儀器設(shè)備也相應地從“測量工具”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸悄芊治銎脚_”，在高通量實驗、自動化實驗室、智能檢測等場景中快速落地。
“AI+”對科學儀器創(chuàng)新拓展出新的賽道?！拔覀儍x器信息網(wǎng)平臺的數(shù)據(jù)分析顯示，當前質(zhì)譜、光譜、色譜等儀器在國產(chǎn)替代加速的同時，普遍‘加持’了AI輔助分析技能。”唐海霞介紹，這樣的產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢決定了上游核心零部件正在從“配套”走向“性能中樞”，亟待加快國產(chǎn)替代方面的關(guān)鍵突破。
“科學儀器從原始創(chuàng)新到產(chǎn)品成熟，通常需要8到15年的長周期?！碧坪Ｏ颊f，科學儀器的研發(fā)具有周期長、小批量、多品種、高門檻等特征，依靠研究團隊或企業(yè)“單打獨斗”，難以從實驗室走向市場。當前科學儀器與檢驗檢測設(shè)備已被納入新質(zhì)生產(chǎn)力培育的重要支撐方向，信立方旗下儀器信息網(wǎng)等平臺將主動承擔“產(chǎn)業(yè)加速器”角色。
為加強高端儀器設(shè)備的自主研發(fā)，去年5月，《北京高端科學儀器創(chuàng)新發(fā)展行動計劃（2025—2027年）》出臺，以實現(xiàn)“自主科學儀器解決重大基礎(chǔ)研究問題”為目標，聯(lián)動基金、高校院所、孵化載體和科技園區(qū)，打通成果轉(zhuǎn)化“最后一公里”。相關(guān)負責人介紹，目前北京已經(jīng)形成了“北中試、南孵化”的創(chuàng)新發(fā)展格局，為推動源頭創(chuàng)新成果向集聚區(qū)落地轉(zhuǎn)化打好基礎(chǔ)。（張佳星）
（責任編輯：蔡文斌）
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