上海AI实验室推出全能“AI科学家”,助力更多科研突破

07-27 06:51

人工智能AI)对科学研究的推动正从量变迈向质变。一个跨多学科、兼具理论与实验能力的“AI科学家”在上海开启了它的“科研生涯”。


在世界人工智能大会开幕前夕,上海人工智能实验室发布的“书生”科学发现平台,已加入多个研究团队,加速多个重大攻关项目。它帮助国内物理学家率先研发出全球首个由AI设计的超导材料工艺,并得到实验验证;让生命科学团队在短短数月内发现癌症治疗新靶点,而过去完成这一任务可能需要数年时间。


上海AI实验室主任周伯文 (文汇报记者 袁婧 / 摄)


从理论到实验,全流程支持科学研究


最新上线的“书生”科学发现平台已面向全球科研团队开放申请,通过审核后即可登录使用。其科研助手界面类似问答大模型,用户可在对话框中给它布置任务,例如“预测不同排放情景下,未来100年全球气候变化趋势”。此外,平台还提供各种高级科研工具,如一批功能各异的科学智能体,以及覆盖六大学科领域、容量超数千TB的科学数据集。


作为非专业人士,记者未能充分体验这个强大的革命性工具。据上海AI实验室青年科学家白磊介绍,在某些方面,书生科学发现平台已展现出超越人类科学家的能力,尤其是它强大的跨学科知识储备。


“书生”科学智能平台的界面


例如,在与中科院物理所团队的合作中,书生科学发现平台凭借凝聚态物理、新材料、人工智能、量子计算等多学科能力,以及较强的实验物理水平,自行设计相关实验,帮助研发出首个AI赋能的超导材料制备工艺。实测表明,AI设计的新工艺能显著提高超导材料的临界电流密度,使其能承受更大电流,加速超导材料从实验室走向商用。


科学智能(AI for Science)在过去几年取得了令人惊叹的突破,去年诺贝尔化学奖授予蛋白质预测模型“阿尔法折叠”便是一个里程碑。然而,此前科学智能的进展主要集中在单点突破,即针对特定任务提升计算效率。而科学研究涉及知识广泛、对象众多、流程漫长,仅靠单点突破的叠加,不足以推动科学发现成果大规模涌现。


白磊透露,科研人员可在该平台上同时调动多学科智能体,借助“书生”科学多模态大模型丰富的知识储备和推理能力,自动从海量科学数据中识别新的科学规律,提出新的科学假设。平台还能从理论走向实验,自动完成方案设计、代码实现,甚至通过远程控制仪器设备开展部分实验,并获取实验数据进行分析和讨论。从这个角度看,书生平台有能力覆盖科研全流程,为科学家提供“一站式支持”。


智能体各司其职,“组建”交叉学科团队


“书生”科学发现平台的强大能力源于一系列创新。过去几年,上海AI实验室确立了以“通专融合”路径实现通用人工智能(AGI)的理念。遵循这一理念,“书生”科学发现平台集成共享了通专融合的基座大模型,以及物理、化学、材料、生物、地球等多领域专业科研智能体。


在整个架构中,基座模型如同调度者,负责理解人类科学家的指令,自行阅读文献、进行逻辑推理和任务规划。基于上海AI实验室研发的多智能体框架,科研人员可同时调动多种“专职智能体”,让它们各负其责。


书生平台可以根据指令,设计规划荧光蛋白功能验证实验。


例如,在想法生成阶段,文献综述智能体、观点提出智能体、多维评审智能体等会自动生成针对科研任务的创新想法;在方案设计阶段,借助方案设计智能体、代码评审智能体,抽象的想法可快速转化为实施方案;在实验验证阶段,一系列智能体可自主规划实验流程、记录实验结果并进行多维度分析。


实际上,在一次科研流程中,智能体除提供专业知识外,还可按需扮演反思、辩论、管理协调等不同角色。从某种意义上说,通过调用多个智能体,人类科学家可快速组建一支跨学科科研团队,比实际招募团队要容易得多。


多智能体的效率在上海AI实验室与临港实验室、上海交通大学、复旦大学等机构的协作科研中得到了验证。联合团队共同构建了多智能体虚拟疾病生物学家系统“元生”,整合了近600个专家工具。在短短几个月内,“元生”就在肝癌和结直肠癌治疗上提出2个高价值新靶点,并获临床样本和动物实验验证。多智能体的协同决策使“元生”在面对复杂疾病机制或药物路径选择时,能像科学家一样思考,并基于反馈不断优化。


上海AI实验室整合了全球约50家顶尖科研机构的高价值专业数据,构成“科学数据广场”。


除了用智能体“组建”交叉学科团队,上海AI实验室还整合了全球约50家顶尖科研机构的高价值专业数据,基于各学科高频使用的权威资源,精选了200多个专业数据集,方便科研人员快速获取。此外,实验室还设计了科学智能上下文协议,让“书生”科学发现平台与第三方科研机构的百余种实验设施直接相连,打破边界,让AI赋能跨学科研究。


不会取代科学家,让人人有机会成为科学家


尽管这位全能“AI科学家”的能力边界有待进一步检验,但这无疑是科学智能领域的一次重要进展。业内人士分析,目前全球还没有其他相关AI工具能像书生科学发现平台这样具备全方位的综合实力。


上海AI实验室认为,这项创新有望推动科研范式的变革。实际上,“书生”科学发现平台已对研究者、研究工具、研究对象这三大要素实现了全面助力。未来,驱动AI大模型飞速发展的“尺度法则”(Scaling Law)也将应用于科研领域。


即便如此,“书生”科学发现平台不会导致科学家被AI取代。白磊认为,“AI + 科研”本质上是“人机一体”,能破除科学研究领域的各种壁垒,大幅降低科研门槛,实现“科研民主化”。未来,每个人都有机会成为科学家,科学研究或将迎来“想法驱动的时代”——只要能提出新设想,如开发一款新疫苗,就有机会在AI辅助下完成方案设计和实验规划,并做出原型产品。当越来越多普通人成为科学家,更具天赋和实力的科学家就有机会成为爱因斯坦。


目前,上海AI实验室正积极推动“书生”科学发现平台与国内顶尖大学和科研院所对接,诚邀全球科研机构、企业及科研工作者共同体验、共同开发,打造更完备的科学智能创新生态。科学家可利用平台内置的低代码开发环境,根据需求对智能体组件进行拖放操作,快速开发出自己的科学智能体。随着更多科学家使用,相关反馈将加速“AI科学家”的迭代进化。


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