人类文明的早期篇章,往往以材料命名。石器、青铜、铁器,材料变了,文明就变了。
几千年后的今天,两个95后中国小伙相信,他们找到了改变发现材料游戏规则的新工具。不是锤子与熔炉,而是算法与数据。
“AI4S带来的新机会,会渗透、重塑各行各业。”深度原理创始人兼CEO贾皓钧说。
AI4S(AI for Science),即人工智能来做科学研究,被视为继实验、理论、计算和数据科学之后的“第五科研范式”。去年,国务院《关于深入实施“人工智能+”行动的意见》明确将AI赋能科技创新列为培育新质生产力的重要方向。而AI4M(AI for Materials),人工智能赋能材料研发,是其中备受关注的核心分支。
前不久,这家由MIT(麻省理工学院)博士贾皓钧和段辰儒创立的杭州公司,发布能独立完成科研全流程的AI科学家平台Mira,并完成A系列融资,累计金额近10亿元人民币,创下国内AI4M领域迄今最大融资纪录。
放眼全球,AI4S赛道正在被热钱追逐。据不完全统计,今年上半年全球融资总额已突破44亿美元。一个大众尚未熟悉的赛道,钱已跑得比认知快。AI的角色,正从科研辅助工具,转向参与科学发现全过程。
一个不知疲倦的AI科学家
材料科学界有个比喻:发现新材料,就像在沙滩上捡贝壳。过去上百年,人们靠试错法和计算模拟,把容易够到的贝壳几乎捡光了。剩下的要么藏在更深的水下,要么埋在更厚的沙里,用传统方法越来越难。
而另一个事实是,元素周期表里的元素任意组合,理论上存在的新材料超过10^[60]种,即便刨掉不稳定的组合,也有1022到1023种可能性。但全球主要材料数据库可查的材料只有几十万种,绝大多数材料从未被探索过。
AI4S正在改变这个局面。
深度原理的解题思路,是一个叫Mira的AI科学家平台。这是天文学中鲸鱼座一颗红巨星的名字,拉丁语意为“奇妙”,也是“miracle(奇迹)”的词根。
它不是一款软件,也不是单个智能体。“你可以把它理解为一位知识渊博且不知疲倦,可全天候工作的AI科研工作者。”贾皓钧说。
人类科学家花好几年,从成千上万种分子里反复筛选、试错,才可能找到一种好用的新材料。而Mira能自己查文献、想方案、做预测、安排实验、分析结果,再根据结果调整下一轮方案,整个研发流程被串成了一条自动流水线。
这条流水线有多快?一个直观的对比:传统上,一种新材料从实验室研发到工业可用,要花5—10年,绝大多数时间耗在研发环节,试错成本高;现在有了AI,能把周期压缩到以周计。
能做到这些,靠的不是单点技术突破,而是一套环环相扣的体系。
数据飞轮。深度原理搭建了三层数据架构:底层是全球公开的材料数据,中层是自研计算出的9亿多条材料结构和性质数据,以及300多万条反应机理数据,上层是自有高通量实验室产生的
真实实验数据。模型用数据做预测,预测指导实验,实验数据又反过来训练模型,越用越“聪明”。
多模型协同。在材料性能预测、新材料生成、化学反应推算三个方向,公司的核心模型都做到了行业最优。以自研的React-OT模型为例,它能用生成式AI直接模拟化学反应的全过程,把原来数天甚至数月的化学反应过渡态生成时间,缩短到0.4秒,相关成果登上了Nature子刊《自然·机器智能》的封面。
干湿闭环。“干”指计算模拟,“湿”指真实实验,很多AI公司只做“干”的环节,算完就结束了。深度原理自建了一个L4级高通量自动化实验室,AI在电脑里算完后,可以直接指挥实验室的机器人做实验,自动收数据,再反馈给模型迭代。