近期，科技部會(huì )同自然科學(xué)基金委啟動(dòng)“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”（AIforScience）專(zhuān)項部署工作，布局“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”前沿科技研發(fā)體系。
“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”專(zhuān)項部署工作的背景是什么？相關(guān)重點(diǎn)有哪些？具體將如何推動(dòng)我國在人工智能領(lǐng)域的理論研究與應用？新華社記者采訪(fǎng)了中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)國際機器學(xué)習研究中心主任鄂維南，科技創(chuàng )新2030-“新一代人工智能”重大項目實(shí)施專(zhuān)家組組長(cháng)、中科院自動(dòng)化研究所所長(cháng)徐波，科技創(chuàng )新2030-“新一代人工智能”重大項目實(shí)施專(zhuān)家組成員、北京科學(xué)智能研究院副院長(cháng)張林峰，對“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”專(zhuān)項部署工作進(jìn)行詳細解讀。
人工智能已成為科學(xué)研究新范式
問(wèn)：推動(dòng)“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”專(zhuān)項部署工作的背景和意義是什么？
徐波：隨著(zhù)新一代人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展，科學(xué)研究范式正在發(fā)生新變革，推動(dòng)基礎科學(xué)的重大發(fā)現和突破。人工智能已成為繼實(shí)驗、理論、計算之后的科學(xué)研究新范式。
目前，人工智能技術(shù)已在很多科學(xué)研究領(lǐng)域展現出超越傳統數學(xué)或物理學(xué)方法的強大能力，但在“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”體系化布局、重大系統設計、跨學(xué)科交叉融合、創(chuàng )新生態(tài)構建等方面仍有提升空間。
近年來(lái)，我國人工智能技術(shù)發(fā)展快速、科研數據和算力資源日益豐富、科學(xué)研究領(lǐng)域應用場(chǎng)景不斷拓展，為加快推動(dòng)“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”發(fā)展奠定了堅實(shí)基礎。
為了搶抓人工智能驅動(dòng)科學(xué)研究的新機遇，科技部會(huì )同自然科學(xué)基金委啟動(dòng)“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”專(zhuān)項部署工作，將進(jìn)一步加強對其創(chuàng )新工作的統籌指導、系統布局，充分發(fā)揮我國在人工智能方面優(yōu)勢，加速科學(xué)研究范式變革和能力提升，推動(dòng)人工智能走向高質(zhì)量應用新階段。
鄂維南：我們正在迎來(lái)新一輪的科技革命，有很重要的一點(diǎn)是科學(xué)研究從“作坊”模式轉變到“平臺科研”模式。
在科研活動(dòng)中，如材料研究、生物制藥研究等，存在很多共性，理論上用的物理模型和基本原理，是有限的、有共性的，研究中用的實(shí)驗手段亦如是。人工智能技術(shù)發(fā)展至今，能讓我們將這些共性的工具串聯(lián)起來(lái)，從整體角度看待科研，大幅提高科研效率。“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”有可能推動(dòng)我們在下一輪科技革命中走在前沿。
學(xué)科與知識體系大重構的“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”
問(wèn)：“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”的特點(diǎn)是什么？我國在相關(guān)方面研究水平如何？
張林峰：“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”最大的一個(gè)特點(diǎn)是，它以一種前所未有的方式，將不同學(xué)科、不同背景的人們聯(lián)系在一起。
“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”既需要計算機、數據科學(xué)、材料、化學(xué)、生物等學(xué)科的交叉融合，同時(shí)也需要數學(xué)、物理等基礎學(xué)科進(jìn)行更加深入的理論構建和算法設計，是一個(gè)學(xué)科與知識體系大重構的過(guò)程。
鄂維南：“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”是以“機器學(xué)習為代表的人工智能技術(shù)”與“科學(xué)研究”深度融合的產(chǎn)物。
借助機器學(xué)習在高維問(wèn)題的表示能力，人類(lèi)可以更加真實(shí)細致刻畫(huà)復雜系統的機理，同時(shí)可以把基本原理以更加高效、實(shí)用的方式應用于解決實(shí)際問(wèn)題中，可幫助將復雜的基礎研究成果構建為更有邏輯的知識決策體系或更實(shí)用的工具，提升科研、原始創(chuàng )新效率。
近年來(lái)，國內多所高校、科研機構都在科學(xué)智能領(lǐng)域積極布局，國內企業(yè)也在投入巨大力量來(lái)推動(dòng)科學(xué)智能發(fā)展和產(chǎn)業(yè)落地。我們率先意識到人工智能方法對基礎科學(xué)研究可能產(chǎn)生的影響，全面布局人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究和培養科研團隊，將人工智能方法、高性能計算與物理模型相結合，并已走在了國際前沿。
緊扣基礎學(xué)科關(guān)鍵問(wèn)題緊抓重點(diǎn)領(lǐng)域科研需求
問(wèn)：本次專(zhuān)項部署工作結合的學(xué)科與圍繞的領(lǐng)域有哪些考慮？
徐波：數學(xué)、物理、化學(xué)、天文、地球科學(xué)、生命科學(xué)等基礎學(xué)科為科技發(fā)展提供了重要理論基礎，緊密結合這些基礎學(xué)科關(guān)鍵問(wèn)題，布局“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”前沿科技研發(fā)體系，是增強基礎科學(xué)研究競爭力的重要保證。
藥物研發(fā)、基因研究等領(lǐng)域，是人工智能與科學(xué)研究結合需求迫切、進(jìn)展突出、具有代表性的重要方向。例如，基于生物學(xué)機制、疾病和用藥相關(guān)數據、藥物的各種藥學(xué)性質(zhì)等建立的人工智能模型可預測新藥的安全性和有效性，通過(guò)人工智能輔助，減少研發(fā)過(guò)程中的人力、物力、時(shí)間投入，提高藥物研發(fā)成功率。
值得注意的是，科學(xué)研究中的人工智能方法不能簡(jiǎn)單照搬我們現在所熟知的，如計算機視覺(jué)和自然語(yǔ)言處理等領(lǐng)域的現有模型和算法，而是需要根據每個(gè)基礎科學(xué)具體情況，將人工智能技術(shù)與自然科學(xué)和技術(shù)科學(xué)的領(lǐng)域知識深度結合，研發(fā)針對性的智能算法、模型和軟件工具。
加強體系化布局打造智能化科研創(chuàng )新生態(tài)
問(wèn)：“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”未來(lái)還有哪些規劃與建議？
徐波：科技創(chuàng )新2030-“新一代人工智能”重大項目將在第二個(gè)五年實(shí)施階段（2023-2027年）持續加強體系化布局和支持力度，推動(dòng)研究新理論、新模型、新算法，研發(fā)軟件工具和專(zhuān)用平臺，推進(jìn)軟硬件計算技術(shù)升級，打造智能化科研的開(kāi)源開(kāi)放創(chuàng )新生態(tài)。
后續，將在國家《新一代人工智能發(fā)展規劃》的指導下、新一代人工智能規劃推進(jìn)辦公室的協(xié)調下，加快人才、技術(shù)、數據、算力等要素匯聚，形成推進(jìn)“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”政策合力。
在平臺支撐方面，科技部正在加快推動(dòng)國家新一代人工智能公共算力開(kāi)放創(chuàng )新平臺建設；在機制創(chuàng )新方面，科技部鼓勵用戶(hù)單位圍繞業(yè)務(wù)深度挖掘技術(shù)需求和科學(xué)問(wèn)題，深度參與模型研究與算法創(chuàng )新，積極開(kāi)放數據、資源。
鄂維南：著(zhù)眼未來(lái)“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”發(fā)展，首先要把資源真正配置到做實(shí)事的一線(xiàn)科研人員手里。同時(shí)要有有效的人才培養體系，培養對于基本原理和實(shí)際問(wèn)題都有充分了解的人才。
此外，要有有效的組織形式，構建垂直整合的團隊。“人工智能驅動(dòng)的科學(xué)研究”對科研團隊提出了全新要求，真正讓人工智能的研究人員與基礎科學(xué)領(lǐng)域研究人員一起工作，進(jìn)行高頻率的日常學(xué)術(shù)交流，同時(shí)引入工程化人才，從行業(yè)需求出發(fā)，開(kāi)發(fā)出可實(shí)際應用并持續迭代的新工具與軟件。新華社記者宋晨
