AI FOR SCIENCE

从经验试错,到自主进化的发现循环

高端新材料的研发长期依赖专家试错:算力成本高、实验通量低、数据链路割裂。我们用多智能体集群打通人类网络、科学计算与物理系统,把材料发现、性能预测、工程放大到量产排程连成一个模型驱动的闭环。

01 · THE BOTTLENECK

「试错式」研发不是习惯,
是三个要素的上限叠出来的

数据、流程、设备与专家经验先被组织成企业自己的上下文;智能体集群在上下文里理解、决策、行动;结果再回流,让上下文继续长。

要素 01 · 人类网络

认知上限与隐性经验

材料是交叉学科,依赖物理、化学多领域知识。人主导目标与判断,却容易被局部最优带偏初期方向。

要素 02 · 科学计算

算力成本指数上升

一次高精度流化床物理场仿真,或大分子体系动态模拟,可能要超算集群跑上数周。

要素 03 · 物理系统

通量跟不上合成速度

几百个样品排队等人工转移到测试仪器上,时间耗在物理位移、设备等待与人工切换。

三个要素各自够强,链路却仍然串行—— 真正的卡点是它们之间的路径依赖。

人凭经验给出粗糙假设

计算缺可信数据校准,承担不了筛选

只能交给物理实验穷举

通量低、方差大、数据不结构化

回流数据训不了模型,也沉淀不了经验——下一轮从头再来

02 · THREE AUTONOMIES

我们让每一个要素都自主起来

数据、流程、设备与专家经验先被组织成企业自己的上下文;智能体集群在上下文里理解、决策、行动;结果再回流,让上下文继续长。

认知自主性示意图:AI 科学家副驾进行意图理解、假设生成与方案设计

01 人类网络

认知自主性

大模型作为 AI 科学家副驾,内化海量文献与隐性经验,自主完成意图理解、假设生成、方案设计与报告解读。人只主导目标设定与科学判断。

后训练大模型 专利排雷 跨学科检索
计算自主性示意图:生成模型与物理神经网络协同探索候选空间

02 科学计算

计算自主性

纯数据驱动的黑盒泛化不住,纯第一性原理算不起。生成筛选模型在庞大材料空间里自主探索,物理神经网络在约束内推理——把下发给物理世界的未知空间压小。

GNN / MatGen / GNoME PINN 机器学习势函数
执行自主性闭环:世界模型驱动机器人完成合成、表征、调优与数据回流

03 物理系统

执行自主性

以理解真实物理规律的世界模型为基座,结合机器人,物理系统按指令自主完成合成、表征与工艺调优,7×24 小时闭环试错,高质量数据回流。

世界模型 实验室操作系统 原位表征

03 · MICRO · MESO · MACRO

一套集群,跨三个尺度

微观科学扩散模型、介观机理模型、通用大模型与世界模型作基座,新材料知识库内化隐空间表征,自主实验室做脚手架。

微观尺度示意图:从目标性质条件生成分子与晶体,再用势函数代理快速筛选

微观 · 发现与筛选

在隐空间重新组织材料表征,目标性质(带隙、催化活性)直接作为条件反向生成候选分子与晶体;势函数作快速代理完成大规模虚拟筛选。

收敛到可承受的量级,再交给实验室验证

04 · A DISCOVERY, END TO END

一个 POE 级催化剂,是怎么被做出来的

命题:设计一种高温耐受(140–160°C)、窄 PDI(<2.1)的乙烯 / 1-辛烯共聚催化剂。高端聚烯烃催化剂属于关键战略材料。

10,000 候选

候选空间收敛

10,000 → 10

一个 POE 级催化剂, 从一万个候选收敛到最终配方

从配方到实验数据驱动

05 · SELF-DRIVING LAB

实验被编译成一张有向无环图

节点是实验任务,边是依赖关系。调度器、资源管理器与设备管理器接住剩下的一切。
点左侧任意一步看它做什么

06 · CONTINUOUS EXPLORATION

循环不是跑一次,是越转越快

提出 → 验证 → 读数 → 沉淀。每一轮的结果都回去修正筛选模型、势函数与世界模型,下一轮的未知空间更小。

1000 → 5

虚拟 rollout 与真实实验

物理世界只做最值得做的那几次

2700s → 0.1ms

单次物理场评估耗时

先让「跑一次」变便宜,并行扇出才成立

7×24

无人值守的闭环试错

通量不再由人的班次决定

01 读数变可信

XRD 自动采谱、机器学习识别晶相、Rietveld 精修算质量分数——不只判断有没有生成目标材料,还识别中间相与副产物,为下一轮提供依据。

02 模型被自己的实验数据校准

结果入库即用于训练:筛选模型、势函数与介观机理模型持续修正判断,不再靠公开数据集猜。

03 经验沉淀成集群的资产

成功路径与失败原因写进知识库与 Skill;第二个体系的立项不用从零开始——这与我们在技术概述里讲的自主迭代是同一套机制。

04 跨过企业的围墙

材料基因数据稀缺,而核心数据不会交出去。同一套技术在每家本地建各自的模型;攻克共同课题时组成实验室联盟——自愿参与,成果共享,原始数据不动。

把一个真实的材料命题, 交给循环跑一轮