作为当前科技革命的核心驱动力,人工智能正以颠覆性创新重构传统产业格局。记者从3月18日举行的2025中关村论坛年会预热集体采访中获悉,北京已聚集“人工智能+新材料”创新型企业近10家,占全国总量的三分之一,引领着这场AI与新材料的时代风口。
AI改写材料科学“游戏规则”
新材料作为战略性、基础性产业,是现代化产业体系和新型工业化的重要支撑。但长期以来,新材料研发依赖于理论探索和经验积累,需要经历反复实验,导致研发周期漫长、成本高。一款全新的材料,从科研发现到走出实验室落地应用,至少需要二三十年。
如今,新材料的研发速度正被重新定义。“AI正在改变材料科学的研发范式。”中国科学院院士、北京大学教授、北京科学智能研究院学术委员会主任鄂维南说。
在北京中关村鼎好大厦里,一家名叫深势科技的科学智能企业,正钻研让科研效率提升成百上千倍的“AI魔法”。深势科技政企事务副总裁刘会师介绍,以新能源汽车电池材料研发为例,传统模式下,研发人员需要在实验中尝试很多种不同的电解液配方。而如今,科研人员可通过计算模拟等技术将几十万种配方全部先“算”一遍,再从中筛选出成功率较高的几十个配方进行实验,降低高昂的实验成本,也大大加快研发进度。
“通过计算模拟和高通量筛选的方式,我们帮助一家企业客户将用于新能源电池的电解液产品研发周期从18个月压缩到了12个月左右,提速三分之一。”刘会师举例道。
新药研发、新能源电池材料研发、蛋白质发现……据悉,北京科学智能研究院和深势科技联合团队发起了大原子模型计划OpenLAM,并已与多方合作迭代发布2代深度势能预训练大模型,可应用于半导体、合金、有机分子等多类材料体系研发。目前,大原子模型计划下的另一款Uni-Mol分子大模型在蛋白质预测能力方面仅次于谷歌发布的AlphaFold3,位列世界第二,但研发投入成本仅为其四百分之一。
智能实验室里创新不停歇
实验室里,人们穿戴着白色实验服、实验帽、手套,全副武装地摆弄瓶瓶罐罐和化学试剂,并不时查看实验进展、记录结果——无论在高校院所还是企业实验室里,科研人员曾延续数十年的这种日常工作场景,正因智能实验室的出现而发生剧变。
3月18日,记者在深云智合的智能实验室里看到,自动加料、自动反应、自动稀释、自动过滤、自动分析、自动数据处理……所有流程都由智能实验舱内的软硬件系统自动完成,无需人为干预,24小时不停歇。在这里,实验设备能够自主执行任务并实时优化实验参数,AI系统可设计实验、分析数据并生成报告,用手机、平板就可以轻松远程监控与查看结果。
据悉,在深云智合的智能实验室,每一套设备占地面积仅几平方米,每天却可以进行上百个自动化试验,接近百名博士的研发团队工作量,极大提高研发效率。“过去需要10到20天才能完成的科研工作,如今只需要1到2天。”深云智合创始人、北京航空航天大学教授刘宇宙说。
智能实验室是北京“人工智能+新材料”发展布局的重要物理载体。钢研集团、深势科技、深云智合、戴纳科技……一批新材料、人工智能、智慧实验室等各领域创新主体均在积极布局建设软硬一体、干湿闭环等新材料智能实验室。
标杆性成果不断涌现
“人工智能+新材料”的创新成效,已经在产业中落地显现。北京新能源汽车明星企业小米先后发布的SU7、SU7 Ultra车型,其搭载的“泰坦合金”材料,正是“AI+新材料”的典型成果。
据悉,小米团队使用自研的多元材料AI仿真系统,从上万种合金配方中快速锁定最优解。通过一体化压铸,泰坦合金应用于小米首款车型SU7车身结构件,焊接点减少840处,大幅提升车身结构的稳定性,并减轻车身重量、提升续航能力。这一新型材料成果,不仅助力小米汽车在市场上脱颖而出,更为整个汽车制造行业提供了全新的材料解决方案。
除此之外,中国钢研科技集团6个月内设计开发出世界上强度最高的高性能抗氢厚板材料;北京科学智能研究院引入AI分子表示学习模型,设计出不含贵重金属的新一代OLED发光材料。一批AI赋能的新材料标杆性成果正在北京不断涌现。
“北京的优势在于顶尖人才、丰富的应用场景和开放的创新生态。”中关村人工智能研究院院长邵斌一语道出“AI+新材料”在北京蓬勃发展的关键。
不久前,《北京市加快推动“人工智能+新材料”创新发展行动计划(2025-2027年)》发布,提出到2027年,北京“人工智能+新材料”创新能力显著增强,将形成15个人工智能赋能的标杆性新材料产品,形成国际领先的新材料创新策源与人工智能应用高地。在鄂维南看来,北京是“AI for Science”(科学智能)的策源地,在率先打造“AI+新材料”新范式上,北京有基础、有优势,并已取得初步成效。
“北京新材料产业发展路径与外地不同,制造业产能可以外迁,但数据留下、创新留下,就能打开新质生产力的发展空间,并探索形成专业化的数据咨询、数据金融服务业。”中国钢研材料数字化研发首席科学家苏航说。