AI for Science：寻找下一个核爆点
AI for Science：寻找下一个核爆点
AI能解决三体问题吗？——在科学智能领域，不少人会拿三体举例子。
刘慈欣的小说让“三体”家喻户晓，简单来说，三体问题是指三个、初始位置和初始都任意的天体，在相互之间万有引力的作用下的运动规律问题。
小说中，三体问题无解，但是人工智能的出现，却让这个困扰科学家几百年之久的古老问题有了求解的可能。背后的原理，其实就是通过人工智能强大的数据归纳和分析能力，去学习科学规律和原理，得出模型来解决实际的科研问题——人工智能驱动的科学研究，也被称为科学智能，AI for Science。
不过，AI for Science在某种意义上并不完整。就像读万卷书，还需要行万里路，有人为其续上后半句话：AI for Science，then for industy（人工智能驱动科学，然后赋能产业）。”先用AI解决事物底层的科学原理，再进一步解决行业问题，这逐渐成为业界共识。
仰望星空
2023世界人工智能大会开幕当天（6日），华为展台的工程师在朋友圈转发了一条消息：国际顶级学术期刊《自然》杂志正刊发表了华为云盘古大模型研发团队研究成果——《三维神经网络用于精准中期全球天气预报》。
这是近年来首篇由中国科技公司作为唯一署名单位，在《自然》正刊发表的论文。《自然》审稿人对该成果评价：“华为云盘古气象大模型让人们重新审视气象预报模型的未来，模型的开放将推动该领域的发展。”
华为云盘古气象大模型研究成果在《Nature》正刊发表
天气预测，正是被人工智能驱动的研究领域之一。
华为云盘古大模型研发团队发现，AI气象预报模型的精度不足主要有两个原因：第一，原有的AI气象预报模型都是基于2D神经网络，无法很好地处理不均匀的3D气象数据；第二，AI方法缺少数学物理机理约束，因此在迭代过程中会不断积累误差。
为此，团队提出了适应地球坐标系统的三维神经网络来处理复杂的不均匀3D气象数据，并且通过创新手段，来减少预报迭代次数，从而减少误差。通过在43年的全球天气数据上训练深度神经网络，盘古气象大模型在精度和速度方面超越传统数值预测方法，速度相比传统数值预报提速1万倍以上。
除了预测气象，AI还在帮助科学家们观测天象。也是在世界人工智能大会上，腾讯宣布首次用AI，协助世界最大的射电天文望远镜——中国天眼FAST，找到了两颗快速射电暴。
“基于腾讯云+AI，结合腾讯云行业大模型和强大算力，搜寻快速射电暴的速度提升了1800倍。”腾讯优图实验室专家研究员王亚彪介绍，快速射电暴是一种神秘的天文现象，1毫秒就会放射出太阳一整年释放的能量，“闪烁”宇宙。
AI帮FAST捕捉到的宇宙“闪烁”
对快速射电暴的研究，有助于人类更好理解宇宙的起源。这项研究工作，是中国天眼的重点任务之一，也成为腾讯云AI for Science的攻坚方向。2023年，探星计划首次通过AI技术，捕捉到宇宙“闪”了两下。
“通过AI驱动科学研究，突破传统科学研究能力瓶颈，我们已经在天文气象、生命科学等领域取得了突破性进展。”王亚彪说。
瞄准前沿
AI不仅能帮助科学家们仰观宇宙之大，在科学最前沿领域，AI也在驱动着人类一路向前。爱因斯坦去世后，科学家们对他的大脑进行了长达几十年的研究。探索大脑的运作机制，让科学家们着迷，脑科学也成为全球科技竞赛的重要赛场。
近年来，瑞士、美国和日本等国家先后启动了针对大脑的研究项目，中国在2021年正式启动“中国脑计划”，将“类脑计算和脑机智能”提高到更为优先的发展地位，我国“十四五”规划将“类脑计算和脑机融合的技术开发”列入脑科学计划的五项重点之一。
前不久，蚂蚁技术研究院图计算实验室与复旦大学脑科学研究院神经药理实验室，将联手开展一项类脑研究——基于图计算的脑仿真架构项目，通过图计算、人工智能与实验神经科学的紧密结合，研发新一代大规模高精度脑仿真系统，为理解生物智能和治疗脑疾病提供更高效的技术手段。
蚂蚁技术研究院院长陈文光
图计算是什么？脑仿真又是什么？蚂蚁技术研究院院长、蚂蚁图计算技术负责人陈文光介绍，图计算是一种以点和边来构建关联关系的计算模式，最大的优势是可对大到百万亿规模的点边关系进行动态性和实时性分析。
“将图计算用于脑仿真，可以高精度还原神经元的结构，模拟生物实验得到数据，并进一步结合生物实验互相验证，打造生物实验和计算机实验互相验证的‘环’，最终实现高精度脑仿真。”陈文光说。
“科学技术是一个螺旋式上升的过程，需要根据不同阶段技术成熟度来调整研究节奏。”项目组成员、复旦大学脑科学研究院工程师王小斐表示，启动基于图计算的类脑研究，一方面是对技术发展成熟度做出的应用边界突破，另一方面，是瞄准了前沿技术助力尖端科学研究的窗口。
驱动产业
如果星空过于遥远、人脑过于神秘，收回目光，科学智能其实正在改变千行百业，生物医药正是被AI加速改写的产业之一。
在药物研发领域，“双十定律”常常被人提起。即研发成功一款新药，需耗时10年、投资10亿美元。新药研发的长周期、高成本、低成功率，成为横亘在行业发展中的一道难题。直到2020年，在国际蛋白质结构预测竞赛上，生物界的“AlphaGo”——AlphaFold精准预测出蛋白质的3D结构，这意味着新药发现速度将被大大加速。
蓝色为AI预测结果，绿色为标准答案
国际顶级学术期刊《自然》称，通过对人工智能进行大力投资，制药行业的收益可以提高45%以上。
在今年世界人工智能大会上，晶泰科技凭借“AI药物研发自动化解决方案”和“智能化自动化药物研发平台”被评选为“镇馆之宝”及最高奖SAIL奖，一举摘得今年人工智能大会两项大奖。
晶泰科技联合创始人、首席执行官马健介绍，晶泰科技是将“类GPT技术”率先应用于大分子药物研发的科技公司，其开发的ProteinGPT模型，在解决大分子一键成药上有巨大进步，已在工业级大分子药物研发中应用并有不错的落地效果，全面覆盖了抗体发现、抗体改造、抗原设计、蛋白从头设计等场景。
他进一步解释：“晶泰科技的ProteinGPT技术路线与ChatGPT具有相似之处，更有许多真正能落地药物研发的创新改进，被称为生物版ChatGPT。”
AI制药公司英矽智能，也进展迅猛。一款由AI设计的针对特发性肺纤维化的候选药，已完成二期临床试验中首例患者给药。“这款药具有抗纤维化和抗炎症潜力，也是第一款由AI设计的进入临床阶段的药物。”英矽智能联合首席执行官兼首席科学官任峰博士说，“完成二期临床试验的首例给药，是AI制药领域的重要进展。”
布局未来
7月6日，由中国科学技术信息研究所、科技部新一代人工智能发展研究中心联合相关研究机构编写的《中国AI for Science创新地图研究报告》在世界人工智能大会发布。《报告》显示，我国科学智能方面论文发表数量最高，正积极推动全球科学智能发展。
“AI for Science日益表现出突破传统科学研究能力瓶颈的巨大潜力，正在成为全球科学研究新范式。”中国科学技术信息研究所党委书记、所长赵志耘表示，近年来，我国科学智能领域紧跟世界前沿，研究热度高、能力提升快，形成良好发展态势。
中美欧三地AI for Science发展成果情况
华为轮值董事长胡厚崑也认为，人工智能的发展，关键要“走深向实”，赋能产业升级。“我们希望，AI for Science能为科学家、科学工作者带来更多新思路、新方法、新工具，也为我们产业输入新的动力。”
对一座创新的城市而言，需要有几个“核爆点”，这是创新思想的源泉、新赛道的风口点。科学智能的出现，无疑正在孕育更多“核爆点”。目前，上海已确定五大未来产业的16个细分领域，包括脑机接口、合成生物、量子科技、新型储能、空天利用等，这些产业与科学智能的关系都十分紧密。
业内人士指出，从国际竞争的角度看，科学智能能够快速提高国家的科技实力，AI和Science将相互促进，为各国的科学研究提供更大的竞争优势，加速形成高科技壁垒。
在赵志耘看来，科学智能的意义不仅在于寻找下一个“核爆点”，甚至有希望“引领下一个中国的世界科学中心的诞生。”这一点，正与上海建设具有全球影响力的科技创新中心的目标相一致。返回搜狐，查看更多
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