2022 年底，ChatGPT 席卷全球，讓人們再一次領略到了 AI 的強大與驚艷。
如今，AI 已然成為當今科技界最熱門的話題之一，它不但改變了人們的生活，同時也為科學研究帶來了更多可能，AI for Science（人工智能驅動的科學研究，亦稱 AI4S）應運而生。
作為一種將“AI”和“科研”深度融合的新興科技形態(tài)，AI for Science 利用 AI 技術學習、模擬、預測和優(yōu)化自然界和人類社會的各種現(xiàn)象和規(guī)律以解決各種科研問題，從而推動科學發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新，被稱為“科學研究第五范式”。
國內層面，今年 3 月，科技部聯(lián)合自然科學基金委啟動“人工智能驅動的科學研究”（AI for Science）專項部署工作，布局“AI for Science”前沿科技研發(fā)體系。國際層面，特斯拉首席執(zhí)行官 Elon Musk 宣布成立人工智能公司 xAI，旨在建立理解自然規(guī)律的人工智能系統(tǒng)；谷歌前首席執(zhí)行官 Eric Schmidt 宣布成立 AI for Science 博后獎學金，目前已布局 9 所高校；微軟成立科學智能中心 AI4Science；NVIDIA 聯(lián)合 IIT 發(fā)布 AI for Science 公開課程......從國內到全球，從學界到業(yè)界，AI for Science 儼然已成燎原之勢。
面對這場已經到來的科技革命，2022 年，北京科學智能研究院（AISI）、深勢科技、高瓴創(chuàng)投聯(lián)合發(fā)布了第一版《AI4S 全球發(fā)展觀察與展望》，詳細闡述了 AI for Science 的發(fā)展歷史和技術現(xiàn)狀，并深入剖析了其在多個行業(yè)領域的原理與實踐，發(fā)布后便獲得了來自全球各行各業(yè)的廣泛認可和支持。
作為新一代科創(chuàng)資源樞紐與智慧服務平臺，絡繹科學十分期待人工智能與科學研究的結合，依托絡繹科學開放社區(qū)，我們聯(lián)合了新型研發(fā)機構、高校院所、OA 期刊等，以科研工作者需求為核心、以推動數(shù)據(jù)和相關學術資源公開共享為使命，為廣大科研工作者提供創(chuàng)新智慧科研服務解決方案。目前，憑借對 AI for Science 的價值認可，絡繹科學也已打造出一系列 AI 驅動的科研生產力工具，助力科研成果價值放大，以促進“產學研用”的交流融合。
為了推動 AI for Science 持續(xù)助力和拓展更多領域的科研邊界，同時讓國內乃至全球更多從業(yè)者看到和看懂 AI for Science 中所蘊藏的科研與商業(yè)機遇，北京科學智能研究院、深勢科技攜手絡繹科學聯(lián)合發(fā)布 2023 版《AI4S 全球發(fā)展觀察與展望》。
此次發(fā)布的 2023 版《AI4S 全球發(fā)展觀察與展望》（簡稱《展望》）在上一版的基礎上對已有內容進行大幅更新，并新增近一倍全新內容，對過去一年的發(fā)展進行追蹤并闡述其如何影響 AI for Science 的發(fā)展路徑，整理匯總數(shù)十家領先企業(yè)和科研機構的經驗方法，深入解析相關技術、產品、產業(yè)、政策的演化，并以全新的框架重新梳理 AI for Science 的要素、沿革、展望，詳盡描述其在各行各業(yè)的實踐。
在 AI for Science 迎來飛速發(fā)展的 2023 年，新版《展望》通過內容方面的重構全面呈現(xiàn) AI for Science 在科學多領域的應用與發(fā)展，助力從業(yè)者更好地了解 AI for Science 的應用現(xiàn)狀與未來趨勢，共同推動 AI for Science 領域的融合創(chuàng)新，蝶變前行。
創(chuàng)新提出 AI4S“四梁 N 柱”發(fā)展框架與新基建思路
科學技術是第一生產力。在過去的數(shù)百年里，科學技術的發(fā)展歷經了多次系統(tǒng)性危機，危機的解決讓科學技術實現(xiàn)質的飛躍，科學借助新工具的應用和普及帶來生產力的提升；如今 AI 時代已經到來，AI 在計算機視覺、自然語言處理，自動駕駛等領域大放異彩，但是 AI 要想從一套“數(shù)據(jù)處理”工具走向更加通用的“智慧”，科學技術是必經之路。
顯然，AI for Science 將會是 AI 的下一個主戰(zhàn)場，它將極大地拓展 AI 和 Science 的邊界，賦能技術和工業(yè)的各個方面，助力加快走完科學研究和技術創(chuàng)新之間的“最后一公里”，也將助力研究人員從紛亂的自然和社會特征之中抽絲剝繭，發(fā)現(xiàn)事物背后的關鍵規(guī)律。
圖｜AI for Science 的“四梁 N 柱”架構（來源: 北京科學智能研究院）
此次 2023 版《展望》首先概述了 AI for Science 原理與發(fā)展框架，并提出了“四梁 N 柱”觀點。
《展望》指出，在原有的科學基礎設施上，AI for Science 時代下的基礎設施將有四個方面的全面突破。其一，基本原理與數(shù)據(jù)驅動的算法模型和軟件系統(tǒng)；其二，高效率、高精度的實驗表征系統(tǒng)；其三，替代文獻的數(shù)據(jù)庫與知識庫系統(tǒng)；其四，高度整合的算力平臺系統(tǒng)，此四個方面概括為 AI for Science 的“四梁”。
而將 AI for Science 落地于廣泛場景中的具體實踐，這些垂直領域的應用和技術則稱為“N 柱”，比如生命科學、材料科學、能源、氣象等眾多領域。
完成“四梁 N 柱”的系統(tǒng)建設，一方面，要面臨著高度抽象化的領域知識門檻；另一方面，還要擺脫“作坊模式”推動科研向“平臺模式”轉變，這其中科學問題與工程問題互相交織和影響，因此，推動科學家與工程師的充分協(xié)作是高效實現(xiàn) AI for Science 時代科研基礎設施建設的關鍵因素。
