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        數據+人工智能是材料基因工程的核心

        作者:
        來源:
        2018/09/28 11:05
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        【摘要】:
        2012—2014年,本文部分作者有幸參與了中國工程院關于中國版材料基因組計劃咨詢報告的撰寫工作,之后以咨詢報告為基礎在《科技導報》發表了題為《材料基因組——材料研發新模式》的文章,對材料基因組的理念進行了歸納總結。在之后的3年中,國內外對材料基因工程的認識與理解在不斷加深。本文試圖進一步探討有關材料基因工程工作模式、材料數據的內涵、人工智能在材料基因工程中的核心作用、材料基因工程與第四科學范式間

          2012—2014年,本文部分作者有幸參與了中國工程院關于中國版材料基因組計劃咨詢報告的撰寫工作,之后以咨詢報告為基礎在《科技導報》發表了題為《材料基因組——材料研發新模式》的文章,對材料基因組的理念進行了歸納總結。在之后的3年中,國內外對材料基因工程的認識與理解在不斷加深。本文試圖進一步探討有關材料基因工程工作模式、材料數據的內涵、人工智能在材料基因工程中的核心作用、材料基因工程與第四科學范式間的關系等方面問題,以期引發材料科學界對材料基因工程的更多思考與重視。

          材料基因組計劃(Materials Genome Initiative,MGI)的出現反映了全球對加速材料從發現到應用進程的需要。進入21世紀以來,科技革命作為產業革命先導的趨勢日見明朗,依賴于科學直覺與試錯的傳統材料研究方法已無法適應時代的發展。2011年6月,時任美國總統奧巴馬宣布啟動材料基因組計劃,意在改革傳統材料研究的封閉型工作方式,培育開放、協作的新型“大科學”研發模式,從而實現將材料從發現到應用的速度至少提高1倍,成本減半的目標。具體措施包括:(1)發展高通量材料模擬計算工具和方法,加快材料篩選和設計,減少耗時費力的“試錯實驗”;(2)發展和推廣高通量材料實驗技術及裝備,快速、準確地獲取材料計算所需大量的關鍵數據,對候選材料進行篩選和驗證;(3)發展和完善材料數據庫/信息學工具,有效管理與利用材料從發現到應用全過程的數據鏈。

          經過充分廣泛的研討咨詢活動,我國材料界對材料基因組技術已形成基本共識,即有必要抓住這個機遇,盡快制定并實施中國版材料基因組計劃,以促進我國新材料產業的跨越式發展。為此從中央到地方科技管理機構都設立了一批項目對材料基因工程方向進行了支持。我國在開展材料基因組研究中并非一味跟蹤,既學習了美國材料基因組計劃的一些做法,也根據中國國情與自身思考,設置了與之不同的內容與側重。

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