近日，國家工信部公示了首批重點(diǎn)培育中試平臺(tái)初步名單，武漢先進(jìn)院承建的先進(jìn)功能材料制造業(yè)中試平臺(tái)成功入選，是前沿材料行業(yè)方向湖北省首個(gè)工信部重點(diǎn)培育中試平臺(tái)。

“我們構(gòu)建的材料中試智能體已應(yīng)用于多款微膠囊產(chǎn)品，并成功產(chǎn)業(yè)化。”中國科學(xué)院深圳先進(jìn)院材料人工智能研究中心主任、武漢先進(jìn)院院長喻學(xué)鋒介紹，下一步該智能體技術(shù)將應(yīng)用于多種前沿材料開發(fā)，并幫助龍頭企業(yè)構(gòu)建“科學(xué)大腦”和產(chǎn)業(yè)圖譜，推動(dòng)企業(yè)研發(fā)效率的提升。

啃“硬骨頭” 為企業(yè)新增產(chǎn)值七十億元

平臺(tái)主要聚焦AI驅(qū)動(dòng)的先進(jìn)功能材料創(chuàng)制和中試技術(shù)，開創(chuàng)了材料領(lǐng)域的CRDO研發(fā)服務(wù)模式，推動(dòng)材料行業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展。

這一平臺(tái)的搭建過程被喻學(xué)鋒稱為啃“硬骨頭”。

喻學(xué)鋒介紹，中國科技被“卡脖子”的領(lǐng)域，很多關(guān)乎材料問題。多年前，我國材料領(lǐng)域的論文專利數(shù)量就已經(jīng)居于全球第一位，也并不缺乏原始創(chuàng)新，但對(duì)中試技術(shù)和平臺(tái)的投入不足，成果轉(zhuǎn)化率較低，很大程度上限制了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

中試是新材料創(chuàng)新鏈條中最困難的一環(huán)，既需要具備產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)工程技術(shù)人員，又需要大量的資金和場(chǎng)地，投入大、見效慢。

科技競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，中國先進(jìn)功能材料如何才能實(shí)現(xiàn)“彎道超車”，人工智能這一當(dāng)今世界最先進(jìn)的生產(chǎn)力工具不容忽視。

喻學(xué)鋒帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破性探索材料AI創(chuàng)制技術(shù)，構(gòu)建了可實(shí)現(xiàn)“性質(zhì)-結(jié)構(gòu)-合成”多維預(yù)測(cè)的材料創(chuàng)制大模型MARS和材料中試智能體等、創(chuàng)立了AI驅(qū)動(dòng)的新材料研發(fā)、中試及成果轉(zhuǎn)化服務(wù)模式。利用人工智能賦能新材料研發(fā)和中試，為其帶來了前所未有的加速度。

經(jīng)過多年發(fā)展，武漢先進(jìn)院已初步形成材料“理性設(shè)計(jì)-智能制備-中試驗(yàn)證”的新型鏈?zhǔn)窖邪l(fā)體系，實(shí)現(xiàn)新材料中試驗(yàn)證效率提升50%，成本降低60%。

武漢先進(jìn)院軍山中試基地二期

在武漢先進(jìn)院中試基地內(nèi)，已建有電池材料、微膠囊、氣凝膠、有機(jī)硅等11條中試線，已累計(jì)為全國多家企業(yè)提供60余項(xiàng)研發(fā)及中試服務(wù)，24項(xiàng)科技成果實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，為合作企業(yè)新增產(chǎn)值七十億元。

發(fā)展“知行合一”材料AI創(chuàng)制技術(shù)

“知行合一”是材料人工智能技術(shù)落地的關(guān)鍵。在喻學(xué)鋒看來，新材料產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程中，工藝流程復(fù)雜、變量因素多。AI賦能材料行業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的關(guān)鍵，是要將材料科學(xué)知識(shí)（知）和材料制備工藝（行）有效融合。

微膠囊是一種泛用性封裝技術(shù)，應(yīng)用場(chǎng)景廣泛。但同時(shí)微膠囊材料體系復(fù)雜、合成參數(shù)繁多，多種多樣的配方和路徑使得制備具有特定功能的微膠囊成為了一套維度龐大、紛繁復(fù)雜的工作。

武漢先進(jìn)院微膠囊材料中試線

想要通過材料AI技術(shù)解決微膠囊產(chǎn)品制備帶來的多樣性困難，需要其既擁有大量材料科學(xué)的相關(guān)知識(shí)和應(yīng)用數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，同時(shí)又具備很強(qiáng)的推理能力來進(jìn)行原料篩選、制備路線選擇和制備步驟的統(tǒng)籌規(guī)劃。

為破解這一難題，武漢先進(jìn)院團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了材料中試智能體，通過團(tuán)隊(duì)積累的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、中試數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練得到微膠囊材料專業(yè)模型，并對(duì)具備不同能力和優(yōu)勢(shì)的多個(gè)模型進(jìn)行搭配組合，形成性能更全面的智能體系統(tǒng)。

與經(jīng)過訓(xùn)練的大語言模型相比，智能體能更為流暢的使用相關(guān)工具，并聯(lián)合不同的模型完成更為復(fù)雜的工作流。該工作流會(huì)引導(dǎo)智能體中的模型模擬人類的思維方式，建立一套具有推理邏輯的運(yùn)行框架。目前，該智能體在微膠囊材料領(lǐng)域已具備一定的中試研發(fā)方案設(shè)計(jì)能力，可基于研發(fā)人員提供的具體需求推薦新材料中試工藝參數(shù)并設(shè)計(jì)工藝流程。

武漢先進(jìn)院團(tuán)隊(duì)通過該智能體設(shè)計(jì)并優(yōu)化了微膠囊材料的配方和工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)利用同一套中試設(shè)備以及類似的工藝單元制備磁性顯示微膠囊、膨脹微球、相變微膠囊、滅火微膠囊等多款微膠囊產(chǎn)品，并成功產(chǎn)業(yè)化。除了微膠囊材料之外，武漢先進(jìn)院還將智能體技術(shù)應(yīng)用于磷材料、涂層材料、電池材料等前沿材料開發(fā)，并幫助龍頭企業(yè)構(gòu)建“科學(xué)大腦”和產(chǎn)業(yè)圖譜，推動(dòng)企業(yè)研發(fā)效率的提升。

入選工信部首批重點(diǎn)培育中試平臺(tái)對(duì)先進(jìn)院提出了更高的要求，面向未來，喻學(xué)鋒表示，將帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)努力貫通新材料“智能設(shè)計(jì)-智能制備-智能驗(yàn)證-智能生產(chǎn)”全過程，深入推進(jìn)材料AI技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的融合發(fā)展。

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