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智能“材料大脑”诞生记

时间:2017-10-08 22:03来源:科技讯 作者:eleven 点击:
在中科大,有这样一个团队,用了不到两年时间开发出“材料基因创新研究平台”,被称为智能的材料大脑。平台今

在中科大,有这样一个团队,用了不到两年时间开发出“材料基因创新研究平台”,被称为智能的材料大脑。平台今年初上线后,为数家科研机构和企业提供了材料定制服务,吸引了众多投资公司的目光。 “这个项目在优秀科研团队和十多年成果积累的基础上,创新性地与高性能计算、大数据、人工智能相结合,具有非常广阔的产业前景。 ”业内人士评价道。

中科大材料基因创新研究团队阵容怎么样?记者在采访时了解到,该团队成员构成很抢眼:指导教师罗毅为世界知名材料学家、中科大微尺度物质科学国家实验室教授、入选国家首批“千人计划”,江俊为中科大微尺度物质科学国家实验室教授、入选国家首批“青年千人计划”,另外7名主力成员中有6名来自中科大少年班学院。

创造会思考的“材料大脑”

一家公司需要研发一种极端条件下的记忆金属特殊材料,团队给出实验范围、结构、温度、压力等数据建议,大大缩减了对方实验所需的空间、时间和经费,为这家公司节省4300余万元研发费用;另一家公司5年里在研发“纳米银粉”材料时屡遭波折,团队提出建议后,公司短短2周就成功研发出产品……目前,团队已为多家科研机构和公司提供材料基因检索和定制服务。

“材料基因创新研究平台”到底是什么?“简单一句话,就是一个会思考的‘材料大脑’。 ”江俊表示,团队以多年来在科学计算、材料表征、大数据挖掘与清洗工作中所获得的近千万功能分子、晶体和器件的材料特征数据为基础,构造完成了实用的材料基因大数据库,并集成大量科学计算和材料设计工具,打造了一个材料设计性能数据库和信息平台系统。

“我们通过计算机+人工智能的方法,建立材料信息的大数据库、实现材料数据的信息化处理,并通过计算机实现检索算法。更重要的是,利用数据挖掘技术对大数据进行分析,寻找海量材料信息数据中隐藏的规律,建立预测模型,从而可以针对需求给出智能的推荐或建议方案。 ”江俊特别透露。

新材料作为目前世界上极有前景的朝阳产业之一,是影响经济繁荣和国家安全的关键技术。美国早在2011年就启动第一轮“材料基因组计划”,并于2014年启动第二轮,希望解决日益重要的“新材料”问题。目前,国内也有为数不多的高校和科研院所开启类似的项目。中科大的项目又有什么不同?

“研究目标是一致的。 ”江俊介绍,“但我们的特点在于以理论为先导,建立基础数据库和方法,协同多个学科的工具来解决实际问题,这也是中科大交叉创新研究的特色。 ”

解决反复“试错”的痛点

爱迪生做了1500多次实验才找到适合做灯丝的钨丝材料,而在此之前他试了金属丝、植物丝,用了3年多时间。 “解决反复‘试错’的痛点,正是做这个项目的初衷。 ”江俊说。

人类社会的发展和材料的发展密切相关,从石器时代一路走到信息时代,材料科学的作用不容小觑。然而,传统的材料科学研究,最大的痛点仍然是材料科学的“试错”研发模式:在面临一种材料研发需求的时候,科研人员必须反复进行试验,以找到所需要的材料,而这个过程使得开发成本居高不下。 “无论在科学界还是企业界,都面临材料试错的问题。 ”江俊说,试错模式在爱迪生的时代适用于小作坊工业,在当今这个高速发展的大工业化时代,试错就要付出巨大的时间成本和金钱代价,他们团队的工作就是要将试错的过程缩短。

早在2006年,还在瑞典皇家工学院攻读博士学位的江俊,师从的导师正是罗毅教授。罗教授的夫人长期在工业界工作,她对学术界的科研产出有不同的理解:“学术界很多高层次的科研文章在实际应用方面用处不大,一方面前沿科研成果与社会和市场有距离,另一方面适应实际的科研成果无法直接呈现给市场。 ”

“大量的科研数据和论文,如果不进行系统性的总结,很难转化成实用成果。 ”听了夫人的话之后,罗教授深受触动。罗毅的思考影响了弟子江俊,从那时起,师徒两人就开始酝酿“如何将高大上的科学研究成果与接地气的实际应用联系起来”。 2011年,江俊入选首批“青年千人计划”,与作为国家首批“千人计划”入选者的恩师罗毅在中科大聚合,再次展开合作。

随后,江俊主动担任了中科大少年班2012级本科生班主任。少年班注重交叉学科培养,在汇聚少年班各学科“极客”人才后,“创造会思考的材料大脑”的创新故事正式拉开序幕。

将困难变成有趣的挑战

(责任编辑:22科讯)
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