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

“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。”中國科學院深圳先進院材料人工智能研究中心主任、武漢先進院院長喻學鋒介紹，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“科學大腦”和產(chǎn)業(yè)圖譜，推動企業(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

平臺主要聚焦AI驅(qū)動的先進功能材料創(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，推動材料行業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展。

這一平臺的搭建過程被喻學鋒稱為啃“硬骨頭”。

喻學鋒介紹，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，但對中試技術(shù)和平臺的投入不足，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)驗的專業(yè)工程技術(shù)人員，又需要大量的資金和場地，投入大、見效慢。

科技競爭日趨激烈，中國先進功能材料如何才能實現(xiàn)“彎道超車”，人工智能這一當今世界最先進的生產(chǎn)力工具不容忽視。

喻學鋒帶領(lǐng)團隊突破性探索材料AI創(chuàng)制技術(shù)，構(gòu)建了可實現(xiàn)“性質(zhì)-結(jié)構(gòu)-合成”多維預測的材料創(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，武漢先進院已初步形成材料“理性設(shè)計-智能制備-中試驗證”的新型鏈式研發(fā)體系，實現(xiàn)新材料中試驗證效率提升50%，成本降低60%。

武漢先進院軍山中試基地二期

在武漢先進院中試基地內(nèi)，已建有電池材料、微膠囊、氣凝膠、有機硅等11條中試線，已累計為全國多家企業(yè)提供60余項研發(fā)及中試服務(wù)，24項科技成果實現(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。在喻學鋒看來，新材料產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程中，工藝流程復雜、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，是要將材料科學知識（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)用場景廣泛。但同時微膠囊材料體系復雜、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、紛繁復雜的工作。

武漢先進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的相關(guān)知識和應(yīng)用數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，同時又具備很強的推理能力來進行原料篩選、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，武漢先進院團隊構(gòu)建了材料中試智能體，通過團隊積累的大量實驗數(shù)據(jù)、中試數(shù)據(jù)進行訓練得到微膠囊材料專業(yè)模型，并對具備不同能力和優(yōu)勢的多個模型進行搭配組合，形成性能更全面的智能體系統(tǒng)。

與經(jīng)過訓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雜的工作流。該工作流會引導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)計工藝流程。

武漢先進院團隊通過該智能體設(shè)計并優(yōu)化了微膠囊材料的配方和工藝參數(shù)，實現(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“科學大腦”和產(chǎn)業(yè)圖譜，推動企業(yè)研發(fā)效率的提升。

入選工信部首批重點培育中試平臺對先進院提出了更高的要求，面向未來，喻學鋒表示，將帶領(lǐng)團隊努力貫通新材料“智能設(shè)計-智能制備-智能驗證-智能生產(chǎn)”全過程，深入推進材料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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