科技日報記者 吳純新 通訊員 湯光磊

近日，工信部公示了首批重點培育中試平臺初步名單，武漢中科先進材料科技有限公司（以下簡稱“武漢先進院”）承建的先進功能材料制造業(yè)中試平臺入選。這是湖北省在前沿材料領域的首個工信部重點培育中試平臺。

中國科學院深圳先進院材料人工智能研究中心主任、武漢先進院院長喻學鋒介紹，該中試平臺主要聚焦人工智能（AI）驅動的先進功能材料創(chuàng)制和中試技術，開創(chuàng)了材料領域的CRDO研發(fā)服務模式，集企業(yè)委托研發(fā)、技術轉讓/許可、檢測評價服務、產(chǎn)業(yè)育成服務于一體，推動材料行業(yè)新質生產(chǎn)力發(fā)展。

用AI賦能新材料研發(fā)和中試

喻學鋒說，中試平臺的搭建過程就像啃“硬骨頭”。多年前，我國材料領域的論文專利數(shù)量已經(jīng)居于全球第一位，并不缺乏原始創(chuàng)新能力，但對中試技術和平臺投入不足，成果轉化率低，很大程度上限制了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。中試是新材料創(chuàng)新鏈條中最困難的一環(huán)，既需要具備產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗的專業(yè)工程技術人員，又需要大量資金和場地，投入大、見效慢。

為此，喻學鋒帶領團隊突破性探索材料AI創(chuàng)制技術，構建了可實現(xiàn)“性質—結構—合成”多維預測的材料創(chuàng)制大模型MARS和材料中試智能體等，創(chuàng)立了AI驅動的新材料研發(fā)、中試及成果轉化服務模式。利用人工智能賦能新材料研發(fā)和中試，為其帶來前所未有的“加速度”。

經(jīng)過多年發(fā)展，武漢先進院已初步形成材料“理性設計—智能制備—中試驗證”的新型鏈式研發(fā)體系，實現(xiàn)新材料中試驗證效率提升50%，成本降低60%。

目前，武漢先進院中試基地已建有電池材料、微膠囊、氣凝膠、有機硅等11條中試線，累計為全國多家企業(yè)提供60余項研發(fā)及中試服務，24項科技成果實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，為合作企業(yè)新增產(chǎn)值70億元。

將材料科學知識與制備工藝有效融合

“新材料產(chǎn)品生產(chǎn)制造過程中，工藝流程復雜、變量因素多。”喻學鋒認為，AI賦能材料行業(yè)新質生產(chǎn)力發(fā)展，要將材料科學知識的“知”與材料制備工藝的“行”有效融合。這一發(fā)展思路在武漢先進院開發(fā)的微膠囊技術及其產(chǎn)業(yè)化過程中得到體現(xiàn)。

微膠囊技術應用廣泛，但材料體系復雜、合成參數(shù)多，制備特定功能微膠囊難度大。為此，武漢先進院團隊構建材料中試工藝優(yōu)化智能體，用大量實驗和中試數(shù)據(jù)訓練微膠囊材料專業(yè)模型，并組合多個模型形成智能體系統(tǒng)。

該智能體相比訓練后的大語言模型，使用工具更流暢，能聯(lián)合不同模型完成復雜工作流，模擬人類思維建立推理邏輯運行框架。目前，該智能體已具備微膠囊材料中試研發(fā)方案設計能力，可按需求推薦工藝參數(shù)、設計流程。

武漢先進院團隊借助智能體優(yōu)化微膠囊材料配方與工藝參數(shù)，用同一套中試設備和類似工藝單元，成功制備磁性顯示、膨脹、相變、滅火等多款微膠囊產(chǎn)品并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。除微膠囊材料外，武漢先進院還將智能體技術應用于磷材料、涂層材料、電池材料等前沿材料開發(fā)，并幫助龍頭企業(yè)構建“科學大腦”和產(chǎn)業(yè)圖譜，推動企業(yè)研發(fā)效率提升。

喻學鋒表示，下一步，團隊將繼續(xù)致力于貫通新材料“智能設計—智能制備—智能驗證—智能生產(chǎn)”全過程，推進材料AI技術創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新融合發(fā)展。