东莞材料所打通“数据—模型—实验—共享”链条 推动材料研发从试错走向智能加速

材料科学的每一次突破都标志着人类文明的进步。但传统研发模式的弊端日益显现。1879年爱迪生为研制实用电灯做了1600次实验,之后人类又用60年才找到更理想的钨丝材料。这种依赖反复试错的方式周期长、效率低,已成为制约材料科学发展的重要瓶颈。 如今,人工智能技术为这个困局提供了新的解决方案。作为工业基础和科技先导,材料科学已成为全球"AI+科学"竞争的前沿阵地。中科院东莞材料所以前瞻性眼光率先突破,构建起从基础支撑到生态保障的完整"AI+材料"创新体系,实现了我国材料科学研究的跨越式发展。 东莞材料所的创新首先体现在数据的自主掌控上。长期以来,国内物质科学研究严重依赖欧美数据库。为打破这一局面,该所自主生产了30余万个无机晶体材料的高质量数据,汇总成Atomly数据库。用户只需在元素周期表上组合几个元素,系统便能列出这些元素可能组成的全部材料及其原子结构、导电性、磁性、热稳定性等关键参数。这一机制帮助科研工作者在前期筛掉大量错误选项,同时提供合成方式建议,使材料研发实现了"一键加速"。 在算法工具层面,东莞材料所自主研发了GPTFF无机材料通用AI力场,能够精确预测原子间相互作用,支持大体系及复杂体系的分子动力学模拟。用户可直接开展结构优化、相变模拟、物质输运等研究,无需经过冗长的模型训练。更具突破意义的是MatChat AI智能体的推出。该系统内置超80万篇科学文献,在处理材料学专业问题时能有效规避AI幻觉,提供真实答案,并同步生成图表和文献标注,大幅提升了科研效率。 实验验证环节的创新同样令人瞩目。东莞材料所引入的"机器人科学家"将材料研究推向了新形态。机器人实验室以高度标准化流程开展实验,可自动调节烧结温度、保温时间、掺杂元素等参数,并根据结果迭代优化方案。这一系统实现了从设计、筛选、合成到表征的全流程7×24小时无人化操作,有效解决了传统研发效率低、流程不统一的问题。 为兼顾数据开放与安全,该所还搭建了隐私计算平台和科学数据开放平台(OSDI)。数据拥有者上传数据后,使用方可进行AI模型训练却无法查看具体数值,实现了数据的"可用不可见",为材料基因工程构筑起安全共享的数字化基础设施。 这诸多创新的综合效应是显著的。通过打通"数据-模型-实验-共享"的完整研发链条,材料研发周期从十几年大幅缩短到数月。科研人员在前端借助人工智能高效推进计算模拟、文献调研和数据挖掘,当工作进入实验环节,机器人无缝衔接,开启不间断的自动迭代。这种"人机协奏"的创新模式以前所未有的协同效率,推动材料科学研究从经验驱动向智能驱动转型。 东莞材料所的这些基础数据和工具资源本质上是在为整个科研生态提供基础设施。通过这些共享资源,不仅能提升该所自身的科研水平,更能为整个行业降低材料科学研究的门槛,加速科技创新的步伐。

东莞材料所的创新实践改写了材料科学的研发范式,展现了我国科研机构在前沿领域的自主创新能力。在全球科技竞争日益激烈的今天,这种系统性、原创性的科研突破为我国实现高水平科技自立自强提供了重要示范。随着智能技术与材料科学的深度融合,人类探索新材料的边界必将不断拓展。