人工智能??前沿科學(xué)領(lǐng)域,開啟AI+科研新時代
你是否曾想過,人工智能(AI)能否幫助人類解決科學(xué)研究中的難題?你是否期待,通過AI的力量,人類能夠更深入地探索科學(xué)奧秘,更有效地推動科研進步?
為推動科學(xué)智能領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展,在上海市發(fā)改委、上海市經(jīng)信委、上海市教委、上海市科委的指導(dǎo)下,大賽主辦方復(fù)旦大學(xué)基于復(fù)旦大學(xué)CFFF智能計算平臺開放能力,邀請阿里云、中國電信、中國信通院云大所,在阿里云天池平臺聯(lián)合發(fā)布了首屆世界科學(xué)智能大賽。據(jù)了解,大賽于7月25日正式開賽,設(shè)置百萬獎金池,面向全球開發(fā)者與科研者發(fā)出邀請。
五大賽道、前沿賽題
基礎(chǔ)研究激發(fā)應(yīng)用價值
這是一場全球性的科學(xué)智能賽事,旨在推動AI技術(shù)在科學(xué)研究中的應(yīng)用,通過科學(xué)智能的方式,解決科學(xué)領(lǐng)域的難題。大賽特別邀請院士和科學(xué)界權(quán)威專家共同凝練關(guān)鍵科學(xué)問題,聚焦生命科學(xué)、大氣科學(xué)、材料科學(xué)、流體力學(xué)、量子化學(xué)五大賽道,分別設(shè)置了「生物學(xué)年齡評價與年齡相關(guān)疾病風(fēng)險預(yù)測」、「華東區(qū)域AI中期天氣預(yù)報大賽」、「金屬有機框架材料的預(yù)測合成」、「基于N-S方程的流動問題求解」、「量子化學(xué)分子屬性預(yù)測 」五個賽題,展現(xiàn)了巨大的前沿性和應(yīng)用價值。
比如AI+大氣科學(xué)的課題研究,與大眾生活息息相關(guān)。更準(zhǔn)確的天氣預(yù)報,不僅能有效降低日常生活中惡劣天氣帶來的負面影響,還能為新能源行業(yè)如光伏、風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展提供能源調(diào)度的參考、提高經(jīng)濟效益,更能輔助人們在交通、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域做出更優(yōu)決策。
在生命科學(xué)賽道中,賽題關(guān)注“AI探究甲基化”這個課題上。甲基化是一種表觀遺傳學(xué)修飾,涉及DNA分子上的甲基基團的添加,它在調(diào)控基因表達和細胞分化等生物學(xué)過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。如今,基于甲基化數(shù)據(jù)的預(yù)測模型,科學(xué)家已能夠準(zhǔn)確預(yù)測出人體的衰老狀態(tài)以及潛在疾病的發(fā)病風(fēng)險,賦能健康管理。了解與特定疾病相關(guān)的甲基化靶點,可以幫助科學(xué)家研究疾病發(fā)生發(fā)展機制、開發(fā)更精準(zhǔn)的治療方法。而在此之中,AI的價值便在于對高維甲基化數(shù)據(jù)的深入分析,將計算科學(xué)與生命科學(xué)在數(shù)據(jù)分析中進行整合應(yīng)用,實現(xiàn)生理年齡及早期疾病預(yù)測在準(zhǔn)確度上的大幅提升。在即將到來的老齡化社會中,這個課題研究必將迸發(fā)出巨大市場潛力。
而當(dāng)AI遇到流體力學(xué),賽題聚焦于N-S方程的求解。作為流體研究中最本質(zhì)的方程之一,N-S方程如今已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、地球物理學(xué)等領(lǐng)域。不過,目前N-S方程的傳統(tǒng)求解方式門檻極高——首先需要完備的邊界條件,而后進行數(shù)學(xué)層面的推導(dǎo)求解,這一度成為數(shù)值分析工具在工程應(yīng)用中誤差的重大來源之一。
但當(dāng)AI方式應(yīng)用于方程求解后,研究者便可以擺脫“邊界需完備”這個嚴苛條件的限制,用實驗性階段所擁有的數(shù)據(jù)即可投入AI訓(xùn)練,從而得出高可信度的求解結(jié)果。這將有效放低“N-S方程求解”在人員和技術(shù)上的門檻。未來,通過更準(zhǔn)確的流體分析,研究者能更好地設(shè)計汽車和飛機,以及提升風(fēng)力發(fā)電等各類應(yīng)用場景的研究效率。
此外,AI+量子化學(xué)領(lǐng)域的"量子化學(xué)分子屬性預(yù)測"賽題,專注于探索分子的能量屬性。作為這個基礎(chǔ)學(xué)科研究的邏輯起點,分子能量屬性預(yù)測的衍生應(yīng)用能在制藥、材料、化工等產(chǎn)業(yè)起到關(guān)鍵推動作用;而AI+材料科學(xué)領(lǐng)域的"金屬有機框架材料的預(yù)測合成"賽題,通過對這種明星材料的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與合成材料的關(guān)系,可應(yīng)用于天然氣存儲、二氧化碳、延長食物保鮮期等領(lǐng)域,將有助于實現(xiàn)碳中和目標(biāo)且在工業(yè)場景中具有廣泛的應(yīng)用價值。
不難發(fā)現(xiàn),本次大賽設(shè)定的賽題大多都結(jié)合了科研領(lǐng)域中的最基礎(chǔ)、最具普遍性和應(yīng)用價值的研究課題。基于這些設(shè)計,大賽主辦方希望更多人了解到當(dāng)下最前沿的科學(xué)研究,推動AI技術(shù)在前沿科技領(lǐng)域的應(yīng)用和研究。
開源優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)集與基礎(chǔ)baseline
創(chuàng)造AI友好的自由創(chuàng)新舞臺
目前,大賽持續(xù)開放報名中,靜候來自全球的科研工作者、AI開發(fā)者們踴躍參加。除了豐富的科研及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用價值和豐厚獎金激勵之外,對于參賽者而言,這個大賽還有諸多令人振奮的吸引點。
首先,大賽甄選的賽題都非常適合AI來推進研究,并為選手開放優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)集,助力優(yōu)質(zhì)賽果的產(chǎn)生。例如生命科學(xué)賽道,主辦方將提供近萬樣本的個體甲基化數(shù)據(jù)以及其老年病患病信息作為AI訓(xùn)練數(shù)據(jù)集;在量子化學(xué)賽道,主辦方會開源國內(nèi)首個采用高精度QM方法計算的(有機)分子構(gòu)象數(shù)據(jù)集,包含12萬個分子和1000多萬個構(gòu)象……數(shù)據(jù)是訓(xùn)練AI模型的基礎(chǔ),期待高質(zhì)量的數(shù)據(jù)集激發(fā)出高質(zhì)量的賽題成果。
其次,賽題會為每一個學(xué)科賽道提供一個基礎(chǔ)代碼,處理了專業(yè)科研領(lǐng)域中的很多基礎(chǔ)概念,即便是對專業(yè)學(xué)科領(lǐng)域了解不深的參賽者,也可以專注在AI層面解決問題。大賽主辦方希望最大程度地消除專業(yè)學(xué)科壁壘,為全球科學(xué)智能人才提供AI友好的自由創(chuàng)新舞臺。
世界科學(xué)智能大賽是一個推動人工智能與科學(xué)研究交融的重要平臺。相信在首屆比賽中,人們能看到“AI for Science”新范式的應(yīng)用實踐,見證人工智能為科學(xué)領(lǐng)域帶來的全新研究視角、全新變革,甚至為人類打開科學(xué)想象力的大門。大賽主辦方也期待全球人才借此平臺交流競技,共創(chuàng)科學(xué)智能生態(tài)。
大賽于7月25日正式開賽,有意者請前往阿里云天池平臺報名參與大賽。點擊下方鏈接即可報名。https://tianchi.aliyun.com/2023CFFFPrize