《人工智能助力应对科研大挑战》

  • 来源专题:人工智能
  • 编译者: 高楠
  • 发布时间:2023-08-23
  •         近年来,人工智能(AI)领域发生了巨大变化,ChatGPT横空出世,引发生成式AI创业热潮。英国《新科学家》杂志网站在近日的报道中指出,很多科研团队和公司正在利用AI应对人类目前面临的最大的科学挑战:从破译蛋白质的秘密,到研制出新药,再到应对气候变化以及实现可商用的核聚变发电等。
     揭示蛋白质结构
        根据蛋白质氨基酸序列来确定其折叠结构一直是生物学领域的“老大难”。有些氨基酸和其他氨基酸相互吸引、相互作用,有些氨基酸则具有疏水性,而且氨基酸链形成了复杂的形状,令人难以精准确定,研究人员往往需要数年时间才能解决一个折叠结构。英国“深度思维”公司于2020年底首次宣布研发出一种AI方法来精准预测蛋白质的折叠结构。2021年,他们宣布已绘制出人体中98.5%的蛋白质的结构图。2022年7月,该公司AI程序“阿尔法折叠”已经预测出迄今已知几乎所有蛋白质结构,在短短18个月内破解了生物学领域的重大难题之一。这些数据能帮助人类抗击疟疾、应对抗生素耐药性,以及制造出能够分解塑料的酶,还将推进新药研发进程。
        研制未来的药品
        在AI出现之前,研制出新药所需的时间越来越长,成本也越来越高。如今,科学家已开始使用AI来自动化部分过程,例如获取庞大而混乱的数据集,并以更容易分析的方式对其进行组织,或者使用AI编写代码来完成这些工作等。今年初,加拿大多伦多大学与Insilico医学公司合作,利用AI药物发现平台,发现了一种新的肝细胞癌靶点,这是以前未被发现的治疗途径,并开发出了一种可与该靶点结合的“新型打击分子”,在30天内研制出肝细胞癌的潜在治疗药物。科学家还使用生成式AI来生成分子结构。互联网数据资讯网数据显示,预计到2024年,AI新药研发的市场规模将达到31.17亿美元。不过截至目前,全球还没有一款由AI研发的药物成功上市。
        应对气候变化
        气候变化是人类面临的最大的难题之一。鉴于此,法国巴黎理工学院研究人员使用AI确保涡轮机更频繁地指向风中,从而将产能提高了0.3%。如果得到推广,增加的电力足以让170万户英国家庭使用。“深度思维”公司开发了AI来改进矩阵乘法和排序算法,将两者的效率分别提高了20%和70%。这两大算法每天都在世界各地的计算机上执行数万亿次,效率的提高为减少计算产生的温室气体排放作出了重大贡献。元宇宙公司(me ta)利用AI开发出了一种新的混凝土制造工艺,可将碳排放降低40%。由于混凝土碳排放占全球碳排放总量的8%,新工艺也可能对人们应对气候变化有重要意义。
        帮助商用核聚变发电
        人们一直在努力创建高效、可靠的核聚变发电厂,但这一任务极具挑战性。在托卡马克聚变反应堆内,试图精确而快速地控制多个线圈,并将等离子体压缩成一个有限的形状是非常困难的。尽管AI并没有真正解决这个问题,但它正在提供帮助。去年,“深度思维”公司和瑞士联邦理工学院创建了一个能够控制19个磁线圈的神经网络,AI还能帮助将托卡马克中的等离子体随意改变形状。英国曼彻斯特大学的李·马吉茨说,AI可能是核聚变发电“梦想照进现实”的转折点。 .
相关报告
  • 《NHS创建人工智能实验室以应对医疗保健挑战》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:huangcui
    • 发布时间:2019-11-22
    • 据Venturebeat网站8月8日报道,英国国民健康服务局(National Health Service,NHS)宣布将投入2.5亿英镑建立一个全新的人工智能实验室。NHS表示,新实验室将致力于把学者、专家与科技公司结合在一起,共同应对医疗保健领域的重大挑战。 NHS英格兰首席执行官Simon Stevens称,建立AI实验室的最终目标是利用人工智能系统实现日常任务的自动化,让NHS员工队伍的工作能够更上一层楼。此外,AI实验室的另一个核心任务是检查已投入使用的算法并提高安全水准,使其在确保患者隐私安全的同时更为强大。 英国首相鲍里斯表示:“今天投入的资金不仅关乎护理界的未来,它还将通过自动化管理任务、解放员工双手去照顾病人来推动医疗保健前沿的发展。”
  • 《生成式人工智能十大趋势与公共文化机构的应对策略》

    • 编译者:杨小芳
    • 发布时间:2025-07-23
    • 本文探讨了生成式人工智能(GAI)的十大发展趋势及其对公共文化机构的影响。这些趋势包括AI驱动的科学研究普及、具身智能机器人提升服务体验、多模态大模型走向实用化、合成数据与数据治理挑战凸显、世界模型与因果推理能力突破、AI算力与模型优化协同发展、智能体技术普及带来产品爆发、资本投入与产业整合加速、开源生态与小模型应用扩展以及AI伦理与治理框架完善。公共文化机构应把握AI带来的机遇,提升服务效率与质量,实现智能化转型。 AI驱动的科学研究普及:大模型与深度学习的发展催生了“人工智能助力科学研究”的新模式。2024年,大型语言模型在多个领域取得重大进展,如OpenAI的o3推理模型和谷歌的Gemini 2.0,以及DeepSeek R1推理模型的问世,降低了模型训练和推理成本,推动了AI4S和AI4DH的普及。图书馆等机构可借助这一趋势优化馆藏管理,构建智能数字档案库。 具身智能机器人提升服务体验:2024年是人形机器人技术的“应用元年”,特斯拉、波士顿动力公司和优必选等企业在具身智能领域取得重大进展。2025年,特斯拉的Optimus和国内智元机器人的批量生产标志着具身智能技术的重大突破。图书馆可利用具身智能机器人提升工作效率和服务质量。 多模态大模型走向实用化:2024年,多模态技术持续爆发,视频生成与理解模型迎来“GPT时刻”。如OpenAI的Sora、快手科技的Kling和DeepSeek的Janus-Pro等模型的出现,预示着AI在多模态综合处理能力上的提升。未来,图书馆服务平台可借助多模态大模型实现跨媒体数字化展示。 合成数据与数据治理挑战凸显:2024年下半年,多个先进模型采用合成数据。合成数据技术可降低对真实数据的依赖,解决数据隐私和版权问题,但也面临数据质量、安全性和合规性等挑战。图书馆等机构需强化数据治理体系,确保数字资源的质量和合规性。 世界模型与因果推理能力突破:2024年,世界模型成为人工智能领域的焦点议题。世界模型的核心特征包括物理世界建模、因果推理能力和动态场景生成。未来,具备因果推理能力的AI系统将能预测未来动态,解决复杂问题。图书馆可利用世界模型技术辅助空间规划、构建沉浸式虚拟展览等。 AI算力与模型优化协同发展:在GAI技术的发展中,算力和模型优化呈现出协同发展态势。2024年多项研究发现,单纯扩充数据和增加算力的边际收益下降,未来模型训练将重视数据质量、后训练和强化学习技术的应用。图书馆等机构可结合本地算力配置,依托高性能硬件,支持大规模数据存储和智能检索。 智能体技术普及带来产品爆发:2025年被视为智能体发展的元年,智能体框架日益繁荣与标准化。未来,机器人流程自动化、个人助理、客户服务和数据分析等领域将基于智能体技术开发新一代应用。图书馆可利用智能体实现自动化客服、智能问答和个性化推荐。 资本投入与产业整合加速:2024年,AI技术发展显著,多款产品在实际应用场景中取得广泛应用。全球主要科技公司和投资机构加大对AI领域的投入,推动AI产业生态的整合与升级。图书馆应抓住资本投入带来的机遇,与科技公司合作获取技术支持。 开源生态与小模型应用扩展:开源生态系统降低了AI技术的学习和使用门槛,推动了技术的创新和迭代。2025年初,DeepSeek的开源推动了算力护城河的倒塌,开源生态可望超越Meta成为AI领域的安卓。未来,更多高级AI将转向在个人设备上运行。图书馆等机构可利用开源基座模型训练自己机构的领域模型。 AI伦理与治理框架完善:随着GAI技术的发展,其潜在风险和不确定性日益受到关注。2024年,联合国、世界卫生组织和中国信息通信研究院等纷纷强调建立AI伦理与治理框架的重要性。图书馆等机构需关注数据安全、隐私保护与版权管理,制定数据使用规范,确保AI服务的公平透明。