近日，第七屆世界智能大會新聞發佈會在北京舉行。國家科技部戰略規劃司副司長邢懷濱在會上表示，世界人工智能正在迎來新一輪發展熱潮，智能社會正在加速到來。隨著人工智能的快速發展，更多技術突破還將陸續出現，促進科研領域迎來創新變革，新的應用和產業蛻變將不斷發生，助推中國經濟高質量發展。

形成全新研究範式

“我們希望有一個機器人可以代替人做實驗。”中科院精準智能化學重點實驗室主任李震宇表示。如今，這個想法已經變成現實。在中國科學技術大學機器化學家實驗室，重達200公斤的機器人“小來”取代了身穿白大褂的人類實驗員，伸出機械臂就可精確抓取樣品瓶配製試劑，完成各種實驗工作。

集閱讀文獻、自主設計實驗、材料開發於一體的“全流程機器化學家”平台，其研發始於2014年。當時，中國科學技術大學化學物理系教授江俊找來人工智能、電子科技、數學、化學等不同專業人才組成具有交叉學科背景的團隊，嘗試建立會思考的“化學大腦”。經過多年努力打造的機器化學家“小來”，讓研究速度實現了質的飛躍。

“實驗數據經處理後輸入‘小來’的計算大腦，由人工智能模型幫助科研人員優化實驗方案，可以大幅提升效率。”江俊表示。以研發“高熵合金催化劑”為例，閱讀1.6萬篇論文並自主遴選出5種非貴金屬元素，再從55萬種可能的金屬配比中找出最優配方，“機器化學家”可將科研周期縮短至5周。

李震宇表示，傳統化學研究範式深度依賴“試錯法”，過程繁瑣、耗時冗長，化學反應經常產生大量副產物，不環保、不經濟、不安全。改變研究範式是社會環境、經濟發展和化學學科本身發展的迫切需求。而通過人工智能加速實現精準化研究，過程透明、機理清晰、全程可控，更高效環保。

不只是催化劑，還有新材料。前不久，《自然》雜誌發表了一項重要成果，中國科學技術大學徐銅文、楊正金團隊與合作者設計了一類新型離子膜，即微孔框架聚合物離子膜，首次實現膜內近似無摩擦的離子傳導，有望應用於能源轉化、大規模儲能以及分佈式發電等領域。使用該膜組裝的液流電池，充放電電流密度可達到每平方厘米500毫安培，是當前普遍值的5倍以上。“傳統研究範式中，選擇製作合用的膜，就像‘大海撈針’。有了人工智能的幫助，能根據應用場景所需要的分類精度，判斷這個膜需要具備什麼性能，在通道中再進行精準調控、修飾。”徐銅文表示。

李震宇這樣形容化學研究範式的變革：“拿交通方式打比方，化學研究的初級階段就像步行；之後技術手段升級，相當於坐上了自行車、摩托車、汽車；引入人工智能，好比坐上火箭，量變引起質變，可以帶我們去月球等以前靠步行、坐車去不了的地方。”

拓展深層科學研究

有了機器人，還需要人類科學家嗎？“這種擔憂完全沒有必要。好的工具會帶來更多可能性，我們能做更多事。”江俊表示。

中國科學技術大學應用化學系教授姚宏斌的最新突破，就是一個電腦幫助人類做出更好科研成果的故事。今年4月初，姚宏斌課題組、李震宇課題組的研究成果發表在《自然》上，他們通過材料結構和介面精準設計，開發出鑭系金屬鹵化物基固態電解質新家族。

幾年前，在尋找鹵化物電解質過程中，姚宏斌課題組考慮將石榴石氧化物，鋰鑭鋯氧中的“氧”換成“氯”。按傳統研究方法得在實驗室裡一點點試錯，不僅慢還得碰運氣。為此，他想求助於電腦。2021年，姚宏斌錄取了一名既有材料科學專業背景、又有電腦編程基礎的研究生羅錦達，並找到計算化學方向的李震宇共同指導。在兩位教授的共同指導下，羅錦達寫出了可滿足研究需要的程序。之後，姚宏斌團隊和李震宇團隊聯合，根據電腦模擬結果設計出一個常溫條件下可以穩定存在的鑭系金屬氯化物，又在實驗室成功合成出具有優質性能的鑭系金屬氯化物固態電解質。

樣品出來後，如何解釋原理？團隊成員結合自己的實驗數據以及歷史上相關研究的海量實驗數據，讓電腦程序在超算中心去運算。經過長時間計算模擬和分析，最終探明鑭系金屬鹵化物框架結構的鋰離子傳導原理。

姚宏斌表示：“模擬計算在這項研究中的分量，約佔三分之一。沒有這三分之一，研究將無法令人滿意，因為我們可能無法在短時間內尋找到最優的電解質材料，也不能把實驗現象背後的原理解釋清楚。”

“先進技術為人類探究更深層次的科學問題提供了更多可能性，但科學探究的邊界仍被人類對自然界的認知和理解所限制。”姚宏斌則認為，科研工作者需要不斷拓展認知，才能更好地解釋大自然的奧秘。

國家力促創新發展

不久前，國家科技部會同自然科學基金委啟動“人工智能驅動的科學研究”專項部署工作。有關負責人表示，當前，“人工智能驅動的科學研究”已成為全球人工智能新前沿。中國在人工智能技術、科研數據和算力資源等方面有良好基礎，需要進一步加強系統佈局和統籌指導，以促進人工智能與科學研究深度融合、推動資源開放匯聚、提升相關創新能力。

邢懷濱介紹，為促進中國人工智能發展，國務院2017年發佈了《新一代人工智能發展規劃》，成立了科技部發展改革委等15個部門組成的國家新一代人工智能規劃推進辦公室。國家科技部堅持研發與應用結合，激勵與規制協調，自主與開放統一，不斷優化人工智能科研佈局，積極培育人工智能新型業態，組織實施重大科研項目，支持人工智能基礎理論和關鍵工藝技術研究。

同時，國家科技部支持人工智能應用場景創新，聯合相關部門共同打造一批可複製、可推廣的標桿型人工智能應用場景，發揮示範引領作用，加快促進人工智能在經濟社會領域深度應用。

針對人工智能的治理問題，邢懷濱表示，國家科技部積極推動人工智能治理，構建包括政策法規、倫理規範、技術標準等在內的治理體系，發佈新一代人工智能治理原則和倫理規範，將倫理道德融入人工智能全生命周期。積極推進人工智能領域國際科技合作，發出中國聲音，向世界表明中國人工智能發展的價值原則和價值取向，為世界人工智能持續健康發展貢獻中國智慧。