AI驱动实验新时代
传统化学实验依赖“试错法”,周期长且成本高。中国科大精准智能化学重点实验室通过“智能科学家”大幅提升科研效率,开启化学研究新篇章。
智能科学家成为科研主力军
在中国科学技术大学精准智能化学全国重点实验室里,大模型成为科研“超级助手”,AI机器人成为实验室“主力军”。
可以自主设计实验方案、24小时不间断做实验的智能科研基础设施——“智能科学家”,正成为人工智能引领科研范式变革的代表之一。
智能科学家自主操作实验
在实验桌前,一名“智能科学家”利用机械臂抓取试管,穿过液体进样台、搅拌台和烘干台,进行样品称重、搅拌、离心等操作。
精准智能化学全国重点实验室的19个分布式实验室中有110台这样的“智能科学家”。它们能自主实验,准确完成试剂配置、样品合成、性能表征等,并将实验数据实时传输至智能操作系统。
智能科学家具备自主学习与决策能力
除了能24小时“做”实验,这些“智能科学家”还可以自己“看”论文、“想”方案甚至“学”经验。
在“AICHEM云平台”中,用户可以通过“人机对话”提出科学问题,四个大模型会同时生成答案,并设计实验方案。实验室副主任江俊表示,这就像拥有一个科学家的大脑。
构建智能大脑凝聚三年心血
构建这个“智能大脑”并不简单,科研团队为了解决化学问题,花费三年从教科书、论文和专利中整理出百万条化学数据,同时将相关领域专家的研究经验输入计算机,以帮助其理解复杂的化学知识。
机器化学家“小来”的诞生与成就
2021年,机器化学家“小来”诞生,集成2台移动机器人、19个智能化学工作站及高通量计算系统,日均完成2000次精准操作,相当于五六名科研人员的工作。
为研发火星制氧催化剂,“小来”学习了5万多篇相关论文,面对376万种配方组合,人类团队需2000年验证实验,而“小来”仅用6周找到最佳配方。
“小临”与智能科学家的持续升级
当看到“人工智能+”赋能科研创新的新路径后,科研团队为“小来”制作了机械臂,又接入了多个生成式大模型。
优化了“大脑”和“手臂”的第二代“机器化学家”,被命名为“小临”。
贯彻科技自立自强战略,推进智能科学家发展
“十五五”规划建议专章部署“加快高水平科技自立自强,引领发展新质生产力”,提出要提升国家创新体系整体效能。
在中国科大的精准智能化学全国重点实验室,这一战略部署正转化为具体的实践。
“智能科学家”面向未来的创新应用
科研团队进行了第三次迭代,赋予“智能大脑”更多科学知识,提升其为精通多个学科的“智能科学家”。
2024年,“智能科学家”将利用机器阅读和实验,研发出适用于新能源电池和消防服的相变隔热阻燃材料,具备高温耐受能力并保持热安全。该成果已在2025年通过量产测试和产业验证,正实现产业应用。
“智能科学家”助力科技创新破地域限制
“智能科学家”打破地域限制,加速科技创新。
通过“AICHEM云平台”,各高校和科研院所可在线“下单”,实现“智能科学家”远程实验。
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