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中投網(wǎng)2024-09-06 08:44 來源：中投網(wǎng)
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人工智能技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用已取得顯著成效，其在新材料產(chǎn)業(yè)中的融入更是展現(xiàn)出了前所未有的潛力。新材料產(chǎn)業(yè)因其周期長(zhǎng)、情況復(fù)雜，需要跨學(xué)科、多領(lǐng)域的緊密合作來推動(dòng)從材料科學(xué)到工程應(yīng)用的全面貫通。而人工智能技術(shù)的賦能，正成為打通這一鏈條的關(guān)鍵力量。
圖表:AI+新材料產(chǎn)業(yè)鏈
資料來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院
一、AI在材料研發(fā)中的革新力量
傳統(tǒng)的材料研發(fā)方式以實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)為主導(dǎo)，耗時(shí)費(fèi)力且成本高昂。而人工智能技術(shù)的引入，憑借其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，為材料研發(fā)帶來了革命性的變化。它能夠自動(dòng)篩選并優(yōu)先測(cè)試最具有潛力的化合物，極大地簡(jiǎn)化了材料科學(xué)家在數(shù)據(jù)分析、文獻(xiàn)查閱和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方面的工作負(fù)擔(dān)。
二、全球視角下的材料研發(fā)競(jìng)賽
2011年，美國(guó)率先推出了“材料基因組計(jì)劃”（MGI），旨在通過結(jié)合高通量計(jì)算、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)，縮短材料研發(fā)周期并降低成本至少50%。這一計(jì)劃不僅在美國(guó)國(guó)內(nèi)取得了顯著成效，還激發(fā)了全球范圍內(nèi)的材料研發(fā)創(chuàng)新熱潮。歐盟、日本、韓國(guó)和俄羅斯等國(guó)家紛紛效仿，推出了一系列類似的研究計(jì)劃，力求在新材料領(lǐng)域搶占先機(jī)。
圖表:材料基因工程（AI+材料）產(chǎn)業(yè)圖譜
資料來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院
三、中國(guó)在AI+新材料領(lǐng)域的積極行動(dòng)
中國(guó)緊跟全球趨勢(shì)，于2015年啟動(dòng)了《材料基因工程關(guān)鍵技術(shù)與支撐平臺(tái)重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案》。這一舉措旨在推動(dòng)材料基因工程的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)、裝備以及驗(yàn)證性示范應(yīng)用的研究，為中國(guó)材料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。政府、高校和企業(yè)的積極參與，為這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了有力保障。
四、典型案例與數(shù)據(jù)支撐
哈佛福德學(xué)院與普渡大學(xué)的研究：2016年，這兩所高校的科研人員利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，通過“失敗”的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)成功預(yù)測(cè)了新材料的合成，這標(biāo)志著機(jī)器學(xué)習(xí)正在改變傳統(tǒng)材料發(fā)現(xiàn)的方式。
五、全球范圍內(nèi)的響應(yīng)
美國(guó)MGI計(jì)劃推出后，歐盟、日本、韓國(guó)和俄羅斯等國(guó)家迅速啟動(dòng)了類似的研究計(jì)劃，顯示出全球在材料研發(fā)領(lǐng)域的激烈競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。
六、中國(guó)AI材料科學(xué)的發(fā)展
據(jù)工信部數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2025年，中國(guó)新材料產(chǎn)業(yè)將達(dá)到10萬億市場(chǎng)規(guī)模，復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)13.5%。同時(shí)，AI技術(shù)對(duì)材料科學(xué)的賦能作用日益顯著，AI材料科學(xué)市場(chǎng)的增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將達(dá)到36.76%。
七、AI企業(yè)在新材料領(lǐng)域的積極布局
面對(duì)新材料研發(fā)領(lǐng)域的巨大機(jī)遇，AI企業(yè)正加快布局這一領(lǐng)域。初創(chuàng)型AI企業(yè)中，制造業(yè)領(lǐng)域的布局尤為突出，占比高達(dá)23%。這些企業(yè)為AI材料科學(xué)行業(yè)帶來了全新的視角和創(chuàng)新工具，如深勢(shì)科技基于“多尺度物理模型+AI+高性能計(jì)算”的新一代分子模擬平臺(tái)，以及邁高科技的跨尺度模擬技術(shù)等。
同時(shí)，全球領(lǐng)先的材料企業(yè)也在積極采用AI技術(shù)變革材料研發(fā)模式。它們或自建內(nèi)部開發(fā)平臺(tái)，如英特爾和豐田等公司；或與AI供應(yīng)商合作，如波音公司與Citrine Informatics共同開發(fā)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的研發(fā)項(xiàng)目。這些舉措都有助于縮短材料從發(fā)現(xiàn)到應(yīng)用的時(shí)間，提高研發(fā)效率。
圖表:材料企業(yè)與AI企業(yè)合作
資料來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院
八、展望未來：AI與新材料產(chǎn)業(yè)的深度融合
隨著AI技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用深化，其與新材料產(chǎn)業(yè)的融合將更加緊密。AI將不僅僅是一個(gè)工具或替代品，而是全面滲透到材料研發(fā)、制造、供應(yīng)鏈等各個(gè)環(huán)節(jié)中，推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的高效創(chuàng)新。未來，新材料產(chǎn)業(yè)有望在新能源、軍工、生物制藥等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)率先突破和創(chuàng)新發(fā)展，為人類社會(huì)帶來更加美好的未來。
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