江俊,中国科大微尺度物质科学国家实验室教授、入选国家首批“青年千人计划”。
在中国科技大学,有这样一个团队,用了不到两年时间开发出“材料基因创新研究平台”,被称为智能的材料大脑。该平台从2016年年初上线开始,就为数家科研机构和企业提供了材料定制服务,同时也吸引了众多投资公司的目光。
打开“材料基因大数据库”,是一个设计简洁却内容丰富的页面。在首页介绍中,有这样一段话:“项目组用多年来在科学计算、材料表征、大数据挖掘与清洗工作中所获得的近千万功能分子、晶体和器件的材料特征数据为基础,构造完成了实用的材料基因大数据库,集成了大量的科学计算和材料设计工具,打造了一个材料设计性能数据库和信息平台系统。”
“我们通过计算机+人工智能的方法,建立材料信息的大数据库、实现材料数据的信息化处理,并通过计算机实现检索算法。更重要的是,我们利用数据挖掘技术对大数据进行分析,寻找海量材料信息数据中隐藏的规律,建立预测模型,从而可以针对需求给出智能的推荐或建议方案。”江俊介绍说。
人类社会的发展和材料的发展密切相关,从石器时代一路走到信息时代,材料科学的作用不容小觑。然而,传统的材料科学研究,最大的痛点仍然是材料科学的“试错”研发模式:在面临一种材料的研发需求的时候,科研人员必须反复进行试验,以找到所需要的材料,而这个过程使得开发周期变长,成本居高不下。
江俊列举了爱迪生发明白炽灯的例子:爱迪生做了1500多次实验才找到适合做灯丝的钨丝材料,而在此之前他试了金属丝、植物丝,用了3年多时间。
“无论在科学界还是企业界,都面临材料试错的问题。”江俊说,“试错模式在爱迪生的时代适用于小作坊工业,到当今这个高速发展的大工业化时代,试错就要付出巨大的时间成本和金钱代价,我们的工作就是要将试错的过程( )”。
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