【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國(guó)科學(xué)院西安光機(jī)所光譜成像技術(shù)研究室在人工智能與材料科學(xué)交叉研究領(lǐng)域取得進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)綜述論文發(fā)表于Advanced Functional Materials(中國(guó)科學(xué)院一區(qū)Top，IF=19)。西安光機(jī)所為第一完成單位，西安光機(jī)所張磊研究員為第一作者兼通訊作者，西安光機(jī)所王荃研究員為通訊作者，共同完成論文撰寫與組織工作。
 

　　當(dāng)前，人工智能技術(shù)的快速發(fā)展正深刻改變科研方式與范式。以大語(yǔ)言模型(Large Language Models, LLMs)為代表的新一代智能模型，憑借復(fù)雜信息理解、推理及知識(shí)整合能力，已從傳統(tǒng)計(jì)算工具演進(jìn)為輔助甚至指導(dǎo)科研的智能系統(tǒng)，為材料科學(xué)、光學(xué)傳感探測(cè)、工程技術(shù)科學(xué)等領(lǐng)域研究提供了全新技術(shù)支撐與思路。
 

　　文章全面總結(jié)了大語(yǔ)言模型在材料科學(xué)領(lǐng)域的核心能力與應(yīng)用場(chǎng)景，涵蓋材料知識(shí)問(wèn)答、文獻(xiàn)知識(shí)抽取、合成路線解析、材料性質(zhì)預(yù)測(cè)、逆向設(shè)計(jì)以及與密度泛函理論(DFT)、晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)(CSP)等傳統(tǒng)材料計(jì)算方法的協(xié)同應(yīng)用；重點(diǎn)介紹了通用型語(yǔ)言模型與材料領(lǐng)域?qū)Ｓ媚Ｐ?如MatBERT、MatSciBERT、LLaMAT等)的發(fā)展現(xiàn)狀，展示了大模型在金屬、陶瓷、高分子、能源材料及催化劑等多類材料體系中的實(shí)際應(yīng)用案例。
 

圖 大語(yǔ)言模型及其在材料科學(xué)中的基礎(chǔ)框架與應(yīng)用概覽
 

　　圍繞“LLM 賦能材料設(shè)計(jì)”前沿方向，文章明確了大語(yǔ)言模型在材料研究中的三類關(guān)鍵作用：
 

　　(1)知識(shí)獲取與結(jié)構(gòu)化：從大規(guī)模文獻(xiàn)中自動(dòng)抽取材料組成、工藝條件與性能指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)材料數(shù)據(jù)庫(kù)的高效構(gòu)建；
 

　　(2)輔助設(shè)計(jì)與智能推理：通過(guò)語(yǔ)義理解與生成能力支持材料設(shè)計(jì)、性質(zhì)預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)規(guī)劃；
 

　　(3)自主科研系統(tǒng)的核心組件：作為檢索增強(qiáng)生成(RAG)、科學(xué)智能體(Science Agents)和自驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(Self-Driving Labs)的認(rèn)知核心，實(shí)現(xiàn)材料研發(fā)流程的智能化與自動(dòng)化。
 

　　同時(shí)，文章還展望了融入物理規(guī)律的材料大模型架構(gòu)(Physics-Informed Transformers)、多模態(tài)材料模型構(gòu)建、跨尺度知識(shí)融合以及面向智能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的自動(dòng)化控制體系等，為材料智能研究提供了明確的發(fā)展路徑和技術(shù)藍(lán)圖。
 

　　西安光機(jī)所光譜成像技術(shù)研究室在光學(xué)信息處理、人工智能、材料智能設(shè)計(jì)等交叉方向持續(xù)開(kāi)展系統(tǒng)研究，并取得一系列重要成果。此次文章發(fā)表進(jìn)一步完善了研究所在“AI+材料”研究方向的布局，對(duì)促進(jìn)人工智能在材料科學(xué)領(lǐng)域的深度應(yīng)用具有積極意義。