近年来“人工智能+”已成为推动各行各业变革的重要力量,而这一趋势在材料研发领域尤为显著。
9月27日,中国稀土集团创新科技有限公司成立了稀土新材料智能设计研究中心,立足于探索稀土材料科学最前沿,致力于将人工智能技术与稀土材料研发深度融合,着力打造高端、前沿的跨学科交叉科研平台,在推动人工智能与传统产业深度融合的进程中迈出了坚实一步。
人工智能重塑材料研发
稀土是我国具有国际话语权的重要战略资源和优势领域,在高新技术产业和国防工业中起着关键作用。根据中国工程院院刊《中国工程科学》中《稀土功能材料2035发展战略》一章所述,以稀土功能材料为代表的稀土新材料已成为当下全球竞争的焦点之一。欧美、日本等众多发达国家纷纷将稀土元素列入“21世纪的战略元素”及重点研究领域,与此同时我国也将稀土列为国家重点管控和发展的战略资源,出台了《稀土管理条例》,进一步为稀土行业可持续发展构建共赢生态、构筑法律保障。
在此背景下,稀土新材料智能设计研究中心的成立显得尤为重要。为了继续保持我国稀土产业的强国地位和国际竞争力,加快世界稀土强国建设,稀土材料领域必须把握新质生产力的科学内涵,积极响应科技浪潮,依靠科技创新的硬实力说话。
21世纪,人工智能为材料科学研究带来了前所未有的机遇。在材料科学与人工智能结合的背景下,材料研发的传统“试错式”正在被新兴的智能化方法取代。材料的开发与优化是一门数据密集型科学,而人工智能特有的大模型计算能有效地帮助科研人员作出合理分析预测,大大加速材料研发进程,彻底改变材料实验效率低、周期长的研发模式。
中稀科创稀土新材料智能研究中心的核心是通过人工智能辅助稀土新材料研发,为稀土新材料设计决策提供技术支持,从而达到缩短稀土研发周期、提高研发效率的目的。
因此,研究中心特成立稀土新材料人工智能无人实验室,组建稀土新材料人工智能开发团队,致力于开发人工智能赋能的稀土新材料数据管理和分析技术,打通全链条设计流程,加速稀土材料从数据到产品的智能化转型。
研究中心的成立是中稀科创深度挖掘人工智能在稀土材料研发中的应用潜力的一次创新实践,旨在努力推动稀土材料研发拥抱人工智能,为中国从稀土大国迈向稀土强国贡献科技力量。
数据是人工智能起飞的助推剂
人工智能能够重塑材料研发主要体现在其能通过海量数据来帮助科学家快速分析预测未知材料的性能。然而材料领域的数据存量较少,如何突破数据困境便成为该研究方向的关键所在。中稀科创稀土新材料智能设计研究中心的技术路线大致是通过高通量理论计算和自动化高通量实验获取材料相关数据,通过实验快速反馈机制将新数据“反哺”给人工智能模型以提高其预测精度,最终借助模型快速推理出未知材料的性能。
因此,中稀科创在成立稀土新材料智能设计研究中心之初,就组建了高通量与自动化制备与表征团队,专注于稀土材料的高通量、自动化制备与表征测试平台的搭建;并结合高性能计算和大数据技术,开发多尺度高通量模拟计算工具,建立稀土材料基因数据库;最终搭建完善的稀土材料设计系统,实现对稀土新材料成分与制备工艺的精准设计。
这种深度融合设计与制备的新型研究范式,能够实现稀土材料从设计到制备的无缝对接,从而为中国稀土企业提供创新的产品开发方案,提升其创新能力和市场竞争力。
稀土人工智能设计:行业科技创新的加速器
人工智能正以惊人的速度广泛应用于各行各业,并随着全球技术竞争的加剧,快速推动各行业朝着绿色化、智能化的方向创新迭代,尤其是在稀土领域,人工智能为流程制造业的发展注入了新的动能。
在此进程中,中稀科创紧跟国家“十四五”规划,积极响应信息化与工业化融合发展的战略部署,推动稀土行业朝着平台化设计、智能化制造、个性化定制、服务化延伸、数字化管理及网络化协同六大应用模式迈进。
新新成立的研究中心正是中稀科创在这一战略下的重要布局。中心基于绿色化与智能化集成研发的总体思路,其一,基于机器人自动化技术,打造全流程覆盖的稀土材料高通量制备平台,全面实现稀土材料的自动化与高效制备的数字化改造,实现高效、清洁、低碳的绿色智能制造体系;其二,利用材料大数据和稀土材料AI知识库,开发AI驱动的材料设计方案,助力产业创新,构建平台化设计应用模式;其三,针对同质化高、竞争力下降等问题,依托AI驱动的智能设计平台,实现稀土新材料成分与制备工艺的精准设计,加速科研成果转化,为中国稀土企业提供个性化定制的产品开发方案与服务解决方案;其四,深入稀土新材料开发,探索其性能改进及在全新领域中的应用前景,进一步增强稀土材料的市场竞争力和战略地位。