科學智能創新論壇發布中國首個氣候領域大語言模型PI @ Climate，探討AI與多科學領域前
更新時間：2025-01-07 21:58:27作者：佚名
11月11日，復旦大學與上海科學情報研究院（以下簡稱“上海研究院”）自主研發的“科學情報十大前沿觀察”及四大科學模型在科學情報創新論壇上發布。其中，Planet Intelligence@Climate（PI@Climate）大語言模型是中國第一個自主研發的氣候領域大語言模型。
論壇匯聚全球頂尖科學家和行業領袖，圍繞AI科學雙螺旋引擎的構建進行深入探討，探索人工智能與生命科學、材料科學、化學、物理、地球等前沿領域科學、海洋科學、社會科學和許多其他科學領域。創新、實施場景和產業實踐。
論壇上，上海應用技術大學與復旦大學、德勤咨詢（上海）有限公司、上海海洋大學、國家蛋白質科學研究（上海）基地簽署了三項重要合作協議，并向獲獎者頒獎第二屆世界科學智力競賽。
復旦大學黨委書記邱新，中國科學院院士、北京科學智能研究院院長、北京大學國際機器學習研究中心主任鄂偉南院士美國國家科學院院士、加州大學舊金山分校藥物化學系教授。德格拉多，上海市委組織部副部長、市人才局局長潘小剛，上海市徐匯區委副書記、區長王華復旦附中國際部，復旦大學常務副校長曲征，上海市科學技術委員會副主任魏、上海市經濟和信息化委員會副主任張洪濤、上海市教育委員會副主任劉力、市委副書記付袁正紅大學黨委書記上海醫學院院長王洪洲，上海海洋大學黨委書記唐正，中國科學院上海高等研究院黨委副書記蔣英，德勤中國主席徐金波，分子心臟創始人、國際計算生物學會院士、尚志研究院院長齊源、復旦大學郝慶教授出席。
邱欣、王華、曲偉、張洪濤、劉莉致辭。復旦大學校長助理、尚志研究院院長、上海創智研究院副院長吳立波主持活動。
論壇在復旦大學楓林校區舉行。本次會議由上海市科委、徐匯區人民政府指導，復旦大學、尚智研究院主辦，上海交通大學、西湖大學、上海創智研究院、集智俱樂部協辦。此次論壇也是中華人民共和國科學技術部和上海市人民政府共同主辦的2024浦江創新論壇的主題論壇之一。
深度開發科學智能
創建高度通用和高性能的模型
“服務新生產力發展，是增強創新源動力、支撐引領中國式現代化的重要使命。作為這場科技變革的見證者和參與者，復旦始終積極探索科學化、智能化發展新范式，創造了新的發展模式。”人工智能產業創新和人才培養高地。”邱欣說。在海視戰略布局下，復旦大學以科學技術研究院為支點，推動科學智能深入發展，初步構建了人工智能課程體系和AI+復合型學位人才培養體系。學校有100多個AI4S科研團隊，正在努力推進。科學智力成果應用、產教融合。
鄂偉南以“Uni-Mol，分子設計的基礎模型”為題，分享了其團隊開發的Uni-Mol分子設計模型。其參數量達到1.1B，是目前最大的3D分子基礎模型。他表示，分子設計已經進入深度學習和生成模型方法階段。面對碎片化、環節多、數據稀缺等問題，基于分子基礎模型的通用分子設計將是解決這些挑戰的有效途徑。目前，Uni-Mol已經從事藥物分子設計的高效分子對接、OLED發光分子設計、各種氣體分離的有機金屬骨架材料分子設計、浸入式冷卻劑設計、鋰電池電解液配方設計等。被應用到.他呼吁進一步加強數據共享和開放，與實驗形成自動化閉環，從而推動通用能力更強、性能更好的分子基礎模型的發展。
人工智能和科學是雙向的，深度融合。
科學情報十大前沿領域是什么？
隨著2024年諾貝爾物理化學獎授予人工智能相關研究，科學智能及其研究方向引起了科學家到公眾的廣泛關注。基于大量從事科學智能領域前沿研究的學者的深度訪談，中科院與合作伙伴共同總結了科學智能新范式，梳理凝結了科學智能的十大切入點。 -科學情報的邊緣方向。
“什么是科學情報？我們試圖給出一個新的定義。”尚智研究院院長齊源在《科學智能前沿觀察》中指出，科學智能（AI X Science）是一個新興的跨學科研究領域，致力于將人工智能（AI）與領域科學相融合，其研究方向和驅動力可以形象地形容為“雙螺旋發動機”：一是將人工智能技術應用于特定學科的新興研究方法（AI for Science）；第二，將特定領域的學科知識應用于人工智能算法和架構的理解和改進（Science for AI）。
此次發布的《科學智能前沿觀察》涵蓋了AI for Science、Science for AI和科學智能基礎設施三個維度。其中，AI for Science的前沿方向包括垂直領域的大型科學模型、融合先驗知識的AI模型、基于LLM模型的科學研究、從假設提出到自動驗證的AI科學家、復雜世界的多智能體建模等。 ; Science for AI的前沿方向涵蓋了物理世界的首要原理和受科學啟發的可解釋的AI新架構；科學智能基礎設施的前沿方向包括合成數據和新型智能計算。展望未來，以可信、可解釋為導向的科學世界模式與上述九個方向共同構成了科學智能的十大前沿。
“未來，我們渴望有更多獲得諾貝爾獎的科學情報研究成果。”齊源表示，上海應用技術大學與合作伙伴發布“科學智能前沿觀察”的初衷是為了推動和支持更多科學家在人工智能和基礎研究領域的發展。深度融合、無縫合作復旦附中國際部，共同探索科學智能新未來，打造能夠獨立發現復雜世界未知規律的“AI愛因斯坦”。
復旦四大AI模型上線
取得多項重要突破
中國首個自主研發的氣候領域大語言模型
上海科學情報研究院首席戰略官、復旦大學兼職教授楊延慶主持成果發布會。
值聯合國氣候變化框架公約第二十九次締約方大會（COP29）之際，復旦大學聯合上海應用技術大學、上海創智研究院推出行星情報@氣候（PI@Climate）大語言模型，旨在為氣候變化領域的科學研究、國際氣候談判和政策分析提供全面的知識支持。團隊負責人吳立波比喻道：“相當于氣候變化科學家。”
氣候變化科學研究具有很強的跨學科性，涵蓋農業、林業、能源科學、水利工程、環境科學、管理學、經濟學、政治學、法學等多個學科。這就是為什么應對氣候變化的全球行動必須如此。基于連接地球系統、自然系統和社會經濟系統的綜合評估模型進行指導的重要原因。
科學家如何找到有關氣候變化最全面、最有效的數據、模型、機制和政策？據介紹，從有價值信息種子的識別，到領域發現，再到模型細化，該團隊不僅進行了技術創新，還引入了超過2600億字的氣候變化領域知識，位居當前氣候變化領域之列。已知的氣候變化模型。最多。為了加強專業領域的知識理解，團隊邀請了來自國家氣候變化專業科研機構和頂尖大學的100余位氣候變化領域專家參與研究，篩選出近2萬對優質對子來自 40,000 多個問答對。問答對加強專業知識的監督，提高模特的專業能力。
在氣候變化這個學科高度交叉的領域，模型專業能力的評估是一個巨大的挑戰，團隊也在這個問題上取得了重大突破。 “我們跨越46個學科領域，構建了約7740個氣候評估問題的數據集，填補了目前氣候領域大型模型評估數據集的空白。”吳立波解釋道。
未來國際氣候治理、氣候投融資、能源電力系統低碳技術發展等都是該模式的重要使用場景。為了讓模型更好地理解用戶的問題，團隊構建了智能代理，通過思維鏈訓練提高模型的邏輯推理能力，模仿人類處理氣候變化科學問題時的思維過程。據悉，氣候評估環節的PI已經過中國氣候代表團專家的試用，他們的反饋“非常專業”。
人工智能幫助解碼遺傳“暗物質”
女媧模型的名字意義深遠，源于中國古代神話，象征著對生命科學規律的探索和掌握。 “我們希望這個模型能夠像女媧創造人類一樣，掌握人類生命科學的基本規律。”復旦大學人工智能創新與產業研究院副院長、研究員、尚智研究院AI科學家程遠表示，其團隊開發的女性模型Wa基因導航基礎模型基于圖神經網絡預構建訓練和知識圖譜技術，可以支持單細胞分辨率下長距離基因調控關系的高精度預測。尤其是在監管距離超過100kb的遠程監管關系預測任務中，該模型的預測精度相比現有方法提高了一倍以上。
在DNA序列中，約占DNA的98.5%的非編碼區調節編碼區的表達。某些基因非編碼區的變異可導致小鼠急性白血病和肢體發育不良等疾病。但在非編碼區的研究中，由于基因“暗物質”分布廣泛、距離調控位點較遠、不同細胞內基因調控差異明顯，AI此前應用相對較少，面臨諸多挑戰。
為了克服這些問題，研發團隊設計了女媧基因導航基礎模型，該模型可以對基因組的非編碼“暗物質”區域進行功能注釋，發現復雜疾病的機制和可能的疾病治療靶點。目前該模型在預測不同細胞組織的調控關系方面具有優異的性能。與實驗驗證結果相比，準確率可達85%以上。遠距離監管關系的預測精度比現有最佳模型高出兩倍以上。例如，它在大腦皮層、大腦前額葉、骨髓等細胞組織中具有優異的表現。
女媧基因導航基礎模型產業化潛力巨大。通過發現新的疾病靶點，這種模式不僅可以開發擁有自己IP的藥物，還可以為合作公司提供新靶點發現服務。還可以為合作企業提供已知靶點的計算驗證服務，為新藥研發提供支持。并給疾病治療帶來革命性的變化。
借助女媧遺傳導航基礎模型，研究人員在實際應用中取得了重要發現。例如，在分析阿爾茨海默病患者的基因突變時，通過常見的非編碼區突變發現了新靶點，為阿爾茨海默病藥物研發開辟了新路徑。這一模型的出現將把微觀領域的生命科學研究推向新的高度，并有望對未來醫學和藥物研發領域產生深遠影響。
徹底改變生命流體模擬和醫療應用
生命中的流體分析，如血管中的血液流動、呼吸時從口腔到肺部的氣流，甚至懷孕和分娩時羊水的狀況，對于生命和分娩的研究和臨床實踐極為關鍵。健康。程媛團隊開發了女媧生命流體基礎模型，這是一種基于醫學圖像預訓練的物理保守的端到端模型，可以支持復雜幾何形狀的高精度物理流場模擬。
通過醫學圖像幾何約束和物理方程約束，該模型在實際臨床場景中復雜血管幾何形狀的高精度血流動力學模擬中表現良好。以實際血管幾何數據為例，可以實現速度物理模擬誤差僅為8%。這一數據大大超過了JMLR 2024中公布的方法，計算效率比傳統CFD提高了一百倍，極大地提高了模擬的準確性和時效性。
該模型對生物體復雜管網流速的預測誤差極低，僅為0.06米/秒。在實際臨床應用場景中，該模型可以輔助科學研究壁剪切力與血管壁增厚的相關性，以及腦動脈瘤破裂風險評估等臨床診斷。未來，該模型還可以在心血管血流模型分析、腦動脈瘤破裂風險評估、動脈狹窄支架設計等多種心腦血管疾病的智能診療中發揮其產業潛力。
目前，該模型已順利完成流體模擬計算流程的搭建。與附屬華山醫院在腦血管瘤風險評估場景方面有深度合作，并應用于臨床。還與附屬口腔醫院合作，評估口腔及扁桃體畸形對氣流的影響。它還與其他醫院合作，共同模擬心臟內部畸形或疾病時的血流，這些合作將有效促進醫療衛生技術的進步和發展。
突破性的 AlphaFold3
動態結構預測的局限性
在生命科學和藥物開發領域網校頭條，了解蛋白質、RNA、DNA 和小分子如何在生物體中相互作用對于揭示多蛋白質結構-功能關系和藥物開發至關重要。復旦大學人工智能創新與產業研究院研究員、尚智研究院AI科學家朱思宇團隊研發的女媧生物分子結構模型，是業界首個基于擴散模型的蛋白質動態3D結構預測模型。該模型突破了AlphaFold3的動態結構在預測中的局限性。
該模型根據不同的數據特??征，采用不同的分子處理級別，并將其統一到token級別，以獲得生物分子復合結構的幾何嵌入信息。同時，該模型利用協同進化信息和模板信息對復合體中原子之間的相互作用進行建模，并通過擴散模型實現原子級坐標建模，捕獲蛋白質與其他生物分子之間的相互作用，達到了Alphafold3同一級別。
作為蛋白質結構預測領域的領導者，AlphaFold3以其靜態結構預測能力而聞名。然而，生物結構的復雜性遠遠超出了靜態形式。女媧生物大結構模型可以通過動態結構生成技術模擬生物分子在微觀狀態下的動態變化。其動態精度比現有機器學習方法高50%，最多可實現32個時間點和256個序列長度。動態結構預測，這一創新使模型能夠捕捉生物分子在不同時間和條件下的行為，為生物醫學研究提供更準確的數據支持。
此外，該模型還可以根據溫度、加速度、力等物理條件精確控制和預測生物結構。它還能夠生成多種蛋白質構象，這有助于識別潛在的藥物結合位點，從而加速新藥的發現和開發。其中，基于擴散模型的蛋白質多構象采樣算法具有優異的性能。與現有SOTA alphaflow算法相比，在精度基本相同的情況下，采樣多樣性提高了50%。
研發團隊的目標是創建一個能夠全面模擬生物結構多樣性的模型，以輔助制藥工藝和藥物篩選。具有廣闊的未來應用前景，特別是在生物醫學合成領域。有望通過模擬減少實驗需求，提高藥物研發效率。為生命科學研究和藥物開發帶來新的曙光。
簽署三項重要合作協議
推動科學化、智能化生態建設深入發展
尚志研究院與復旦大學、德勤咨詢（上海）有限公司、上海海洋大學、國家蛋白質科學研究（上海）基地簽署三項重要合作協議，進一步推進和深化“1+1+N”建設“科學智能的生態系統。這些合作將整合多方資源，共同推動科學智能在金融、工業制造、生物科技、遠洋漁業等行業的創新應用，推動人工智能與各行業的深度融合。
復旦大學、德勤咨詢（上海）有限公司和上海應用技術大學簽署的三方合作協議，將在科學智能領域建立多層次的合作生態圈，為人工智能人才提供從教育到就業的全鏈條支持。實現人工智能在金融領域的應用。在工業、健康管理、城市治理等領域的深度應用。三方將聚焦人工智能、生命科學、智能制造等前沿領域科研突破，定期發布科學智能產業白皮書，共建高水平科學智能智庫和全鏈條對接平臺為產學研，為相關政策和產業發展提供前瞻。性建議。
上海海洋大學索菲亞科學技術研究院與國家蛋白質科學研究（上海）裝置合作意向書將生物數據與人工智能緊密結合，為科學智能生態系統注入強勁動力。作為此次合作的核心，國家電投將通過戰略規劃和技術創新，推動生物數據處理和科學大模型的研發。國家蛋白質科學研究裝置提供20萬余條生物大分子結構數據和冷凍電鏡數據。基于此，雙方將重點攻克生物數據分析和智能算法應用中的關鍵問題，推動生物數據的深度處理和智能化。突破性進展為生命科學技術創新和成果轉化提供有力支撐。
此外，上海海洋大學與上海應用技術大學聯合成立“漁漁形勢校企智能海洋漁業聯合實驗室”，建立長期穩定的產學研合作機制。上海海洋大學將向尚智所提供遠洋漁業等領域寶貴的數據資源，尚智所將利用其在人工智能領域的先進技術，特別是伏羲系列大型氣象模型進行深入分析處理這些數據。雙方將在數據共享、算法優化、產品研發等方面開展深入合作，為近海漁業可持續發展提供前沿科技支撐。
第二屆科學智力競賽
完整獲獎名單公布
經過三個月的選拔，第二屆科學智力競賽決賽于11月10日在徐匯西岸舉行，決出最終獲獎者。大賽以科學智能為風向標，秉承人工智能賦能千行萬業的理念，重點深入探索科技與行業前沿的5大賽道，匯聚科技新秀，共同推動科學智能的最高體現。 。
在本次賽事各參賽機構的共同支持下，第二屆世界科學智力競賽規模更加龐大、更加多元化、更加年輕化、更加活躍。來自24個國家和地區1085家機構的近13000名選手報名參賽，參賽作品數量較去年增長180%。參賽選手和團隊既有深耕行業多年的AI專家，也有在讀的學生。還有華師二附、私立平和、七寶中學、松江二中等14所頂尖高中的21所頂尖高中，由校長親自推薦。高中球員。
活動最后，進行了題為“物理世界AI大模型之路”和“o1之后AI將走向何方”的前沿對話。舉行。麻省理工學院教授、未來生命研究所創始人、《生命3.0》作者馬克斯·泰格馬克作為科學智能領域的重要科學家對本次論壇表示祝賀。
作文丨學校媒體中心
文丨尹孟浩 李毅杰 張寧杰
攝影丨程照尚之源
制圖丨徐勤鵬
主編丨張培琳
編輯丨張金玉
相關文章
為您推薦
加載中...