算力驱动科学突破!“人工智能 +” 为地球生命修 “家谱”,催生多领域创新革命

2025-09-03 09:40:51 来源:湖南日报
        【每日科技网】
算力驱动科学突破!“人工智能 +” 为地球生命修 “家谱”,催生多领域创新革命

  近日,国务院印发《关于深入实施 “人工智能 +” 行动的意见》(以下简称《意见》),明确部署 “人工智能 +” 科学技术、产业发展、消费提质等六大重点行动,推动人工智能与经济社会各领域深度融合。其中,“人工智能 +” 科学技术被列为首位,其核心指向 “科学智能(AI for Science)” 这一全球共识的新型科研范式 —— 通过人工智能破解传统科研难以突破的瓶颈,正引发一场席卷多学科的科学革命。《科技周刊》记者专访江苏四支前沿科研团队,揭秘 “人工智能 +” 如何重塑科学研究的底层逻辑。

  一、解码 “人工智能 +” 科学技术:不止是工具,更是科研 “新范式”

  “人工智能 +” 科学技术的本质,是让人工智能成为科学发现的 “加速器” 与 “突破口”。中国科学院院士鄂维南指出:“AI 与科研的深度融合,正在孕育前所未有的科技革命,其核心是解决过去无法攻克的重大科学难题。” 中国工程院院士李国杰则将人工智能比作 “认知的发动机”“科学研究的望远镜”,强调其在发现新材料、新技术、新方法上的核心价值。

  根据《意见》,“人工智能 +” 科学技术重点聚焦三大方向:

  加速 “从 0 到 1” 的科学发现:搭建科学大模型、推动重大科技基础设施智能化升级,构建高质量科学数据集,提升跨模态数据处理能力;

  驱动 “从 1 到 N” 的技术落地:推广智能化研发工具,促进 AI 与生物制造、量子科技、6G 等领域协同创新,以应用需求牵引技术迭代;

  创新人文社科研究方法:探索 AI 对人类认知、伦理规范的深层影响,构建 “智能向善” 理论体系,让技术更好造福人类。

  二、四大领域实践:AI 如何破解科研 “卡脖子” 难题?

  1. 人工智能 + 地质古生物学:用算力重建 20 亿年生命 “家谱”

  生命起源与演化的研究,曾受限于化石数据零散、分析维度单一的瓶颈。在中国科学院院士沈树忠带领下,江苏这支兼具 “古生物大数据、超算算力、先进算法” 的 “三全团队”,用 AI 为地球生命绘制了迄今最完整的 “演化家谱”。

  3 亿年海洋生物演化曲线的突破:团队自 2006 年起搜集 20 余万条化石数据建立数据库,自主研发 AI 定量地层对比软件,借助 “天河二号” 超算重建全球首条高分辨率海洋生物多样性演化曲线,精准刻画晚古生代生物演变轨迹,该成果获国家自然科学奖二等奖;

  填补 20 亿年研究空白:2024 年底,团队联合中外机构在《Science》发表重磅成果 —— 耗时 6 年构建全球最大地球早期古生物地层数据库(涵盖 260 余个剖面、1.3 万个数据点),通过 AI 算法首次绘制 20 亿 - 5 亿年前高精度生物多样性图谱。沈树忠表示:“这不仅为全球变暖、生物多样性减少等现实问题提供历史参照,更为地外生命探索提供关键依据。”

  2. 人工智能 + 生命科学:2100 亿参数大模型让科研效率 “从天级缩至分钟级”

  传统生命科学研究常陷入 “试错成本高、周期长” 的困境,而 AI 大模型正改写这一格局。苏州百图生科研发的全球最大全模态生命科学大模型 “xTrimoV3”(2100 亿参数),成为生命科学领域的 “超级大脑”。

  全模态覆盖的 “科研助手”:涵盖蛋白质、DNA、RNA 等七大生命科学模态,既能精准预测蛋白质结构,又能解码 128K 长度的超长 DNA 序列,帮科研人员避开无效探索;

  加速新药研发与产业升级:过去需数年、数亿美金的新药研发,借助 xTrimoV3 可快速锁定肿瘤关键靶点,目前已助力开发 20 余种前沿抗体和酶,10 余个创新靶点进入临床前研发;与中国农科院合作的 “智能育种知识助手”,将酶相关信息获取时间从 “天级” 压缩至 “分钟级”,大幅降低生物制造企业成本。

  3. 人工智能 + 气象学:46.3 分钟预警强对流,筑牢防灾 “第一道防线”

  强对流天气 “尺度小、突发性强” 的特点,曾让传统数值预报存在 2-3 小时的 “预警盲区”。江苏省气象台构建的 “AI + 气象” 强对流短临预报体系,实现了 “分钟级” 响应的突破。

  海量数据驱动的精准预测:整合雷达、卫星、2000 余个地面自动站及闪电定位系统数据(采集频率≤5 分钟),AI 模型每分钟完成全量计算,从数据采集到预警发布仅需 10 分钟;

  实战成果显著:目前江苏强对流预警平均提前量达 46.3 分钟,10 级以上破坏性大风预警提前量最高 50 分钟,分辨率达 300 米 - 1 公里。2024 年 7 月 4 日,系统提前 1 小时锁定泰州 - 盐城区域,精准预警 11 级雷暴大风,为防灾争取黄金时间。

  4. 人工智能 + 生物医学工程:从 “专才” 到 “通才”,AI 诊疗媲美资深医生

  基层医院诊疗能力不足、影像诊断耗时长 —— 这些医疗痛点,正被中国科学院苏州生物医学工程技术研究所的 “AI 诊疗大模型” 破解。

  肿瘤诊断的 “全科医生”:团队研发的肿瘤专病诊疗大模型打破 “单一病种局限”,可同时处理前列腺、肝、肾等多器官肿瘤的良恶性鉴别,依托自主研发的 “康成睿数” 数据库和 “康成睿影” 训练系统,诊断精度媲美资深专家;

  康复治疗的 “精准预判”:在脑机接口领域,AI 模型可预判治疗方案有效性(准确率超 90%),已在脑卒中运动康复、儿童脑瘫、听觉功能障碍等领域落地。例如,通过分析患者脑活动信号,能显著提升康复训练参与度与效果。

  三、江苏布局:多点开花构筑 “人工智能 +” 科创高地

  依托雄厚的科研基础与产业生态,江苏正以苏州、无锡、南京为核心,打造全国 “人工智能 +” 创新标杆:

  苏州:位列全国城市人工智能发展指数第五,思必驰东风语言大模型、清睿智能 Aryn GPT 等已通过国家备案;出台专项行动方案,目标 2027 年人工智能相关产业规模突破 3000 亿元;

  无锡:推出 “人工智能 +” 标杆城市建设政策,对企业、实验室等创新主体的技术攻关项目最高资助 2 亿元,推动 “创新链、资金链、人才链” 三链融合;

  南京:作为国家人工智能创新应用先导区,提出 2026 年引培 1 个基础大模型、20 个以上行业大模型,打造 30 个标杆应用场景,实现核心产业规模 600 亿元。

  从为地球生命修 “家谱” 到精准预警极端天气,从加速新药研发到提升基层诊疗水平 ——“人工智能 +” 科学技术正打破学科边界,重塑科研范式。随着江苏等科创高地的加速布局,这场由算力驱动的科学革命,将为更多领域带来 “从不可能到可能” 的突破。

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