湖北首个！AI+中试让材料成果转化不再难 中试验证效率提升50%成本降低60%

近日，工业和信息化部公示了首批重点培育中试平台初步名单，武汉先进院承建的先进功能材料制造业中试平台成功入选，是前沿材料行业方向湖北省首个工信部重点培育中试平台。

“我们构建的材料中试智能体已应用于多款微胶囊产品，并成功产业化。”中国科学院深圳先进院材料人工智能研究中心主任、武汉先进院院长喻学锋介绍，下一步该智能体技术将应用于多种前沿材料开发，并帮助龙头企业构建“科学大脑”和产业图谱，推动企业研发效率的提升。

啃“硬骨头” 为企业新增产值七十亿元

平台主要聚焦AI驱动的先进功能材料创制和中试技术，开创了材料领域的CRDO研发服务模式，推动材料行业新质生产力发展。

这一平台的搭建过程被喻学锋称为啃“硬骨头”。

喻学锋介绍，中国科技被“卡脖子”的领域，一大半关乎材料问题。多年前，我国材料领域的论文专利数量就已经居于全球第一位，也并不缺乏原始创新，但对中试技术和平台的投入不足，成果转化水平较低，很大程度上限制了产业的发展。

中试是新材料创新链条中最困难的一环，既需要具备产业经验的专业工程技术人员，又需要大量的资金和场地，投入大、见效慢。

科技竞争日趋激烈，中国先进功能材料如何才能实现“弯道超车”，人工智能这一当今世界最先进的生产力工具不容忽视。

喻学锋带领团队突破性探索材料AI创制技术，构建了可实现“性质-结构-合成”多维预测的材料创制大模型MARS和材料中试智能体等、创立了AI驱动的新材料研发、中试及成果转化服务模式。利用人工智能赋能新材料研发和中试，为其带来了前所未有的加速度。

经过多年发展，武汉先进院已初步形成材料“理性设计-智能制备-中试验证”的新型链式研发体系，实现新材料中试验证效率提升50%，成本降低60%。

▲武汉先进院军山中试基地二期

在武汉先进院中试基地内，已建有电池材料、微胶囊、气凝胶、有机硅等11条中试线，已累计为全国多家企业提供60余项研发及中试服务，24项科技成果实现产业化，为合作企业新增产值七十亿元。

发展“知行合一”材料AI创制技术

“知行合一”是材料人工智能技术落地的关键。在喻学锋看来，新材料产品的生产制造过程中，工艺流程复杂、变量因素多。AI赋能材料行业新质生产力发展的关键，是要将材料科学知识（知）和材料制备工艺（行）有效融合。

微胶囊是一种泛用性封装技术，应用场景广泛。但同时微胶囊材料体系复杂、合成参数繁多，多种多样的配方和路径使得制备具有特定功能的微胶囊成为了一套维度庞大、纷繁复杂的工作。

▲武汉先进院微胶囊中试线

想要通过材料AI技术解决微胶囊产品制备带来的多样性困难，需要其既拥有大量材料科学的相关知识和应用数据作为基础，同时又具备很强的推理能力来进行原料筛选、制备路线选择和制备步骤的统筹规划。

为破解这一难题，武汉先进院团队构建了材料中试智能体，通过团队积累的大量实验数据、中试数据进行训练得到微胶囊材料专业模型，并对具备不同能力和优势的多个模型进行搭配组合，形成性能更全面的智能体系统。

与经过训练的大语言模型相比，智能体能更为流畅的使用相关工具，并联合不同的模型完成更为复杂的工作流。该工作流会引导智能体中的模型模拟人类的思维方式，建立一套具有推理逻辑的运行框架。目前，该智能体在微胶囊材料领域已具备一定的中试研发方案设计能力，可基于研发人员提供的具体需求推荐新材料中试工艺参数并设计工艺流程。

武汉先进院团队通过该智能体设计并优化了微胶囊材料的配方和工艺参数，实现利用同一套中试设备以及类似的工艺单元制备磁性显示微胶囊、膨胀微球、相变微胶囊、灭火微胶囊等多款微胶囊产品，并成功产业化。除了微胶囊材料之外，武汉先进院还将智能体技术应用于磷材料、涂层材料、电池材料等前沿材料开发，并帮助龙头企业构建“科学大脑”和产业图谱，推动企业研发效率的提升。

入选工信部首批重点培育中试平台对先进院提出了更高的要求，面向未来，喻学锋表示，将带领团队努力贯通新材料“智能设计-智能制备-智能验证-智能生产”全过程，深入推进材料AI技术创新与产业创新的融合发展。