AI化身科研员！达摩院ElementsClaw自主发掘全新超导材料

若说往昔的AI仅是科学家的“计算助手”，那么从此刻起，AI已正式佩戴上“研究员”的徽章。

7月3日，阿里达摩院携手中国人民大学、中国科学院大学等高校机构，推出了一款代号为ElementsClaw（元素虾）的AI智能体。它完成了一项史无前例的壮举——从零起步，自主探索并通过实验证实了4种人类此前从未涉足的超导材料。

AI智能体正为材料科学领域开启全新范式

先让我们直观感受一下这种差距究竟有多悬殊。

超导材料被视作“物理学界的圣杯”，在电力输送、磁悬浮技术、量子计算等维度拥有颠覆性的应用前景。然而，究竟哪些元素组合能激发超导特性？这一难题已困扰人类近一个世纪。

国际公认的超导数据库SuperCon，经过数代科学家数十年的积淀，收录的已知超导材料也仅约2000种。折算下来，人类每年仅能发现几十种。

那ElementsClaw耗时多久？仅需28个GPU小时。

在不足一天的算力消耗中，它对240万种稳定晶体结构进行了全面筛查，预测出6.8万个高置信度的超导候选材料——这一数量是现有数据库总量的34倍。

更为关键的是，研究团队已从中甄选出4种材料完成了实验合成与低温验证，结果均证实具备超导性，其最高临界温度达到了6.5K。

倘若仅仅是“速度超越人类”，此事还不足以称为里程碑。真正引人深思的是，这4种新材料的发现路径各不相同，充分展现了AI智能体在科研层面的多维能力：

① 漏网之鱼——Hf₂₁Re₂₅ 该材料的晶体结构早已沉睡于数据库之中，但人类科学家从未察觉其具备超导潜能。AI从海量数据中精准锁定了被遗漏的“隐藏超导相”。

② 修正谬误——Zr₄VRe₇ 现有数据库中记载的原子构型存在错误，AI不仅发现并纠正了这一偏差，还证实修正后的结构确实拥有超导能力。换言之，AI不仅能开拓新知，还能协助人类“纠错”。

③ 从无到有——HfZrRe₄ 这是最为重磅的成果——既无文献记载，也无先例可循，AI完全依据自身的“理解”，从零构建出一种全新的稳定晶体结构，并最终被实验确认为超导体。

④ 触类旁通——Zr₃ScRe₈ 基于已发现的类似结构，AI推导出新的多元合金配比，实测临界温度高达6.5K，为四种材料之最。这证明AI已具备“类比推理”的科研素养。

AI预测的超导材料已通过低温实验验证

为何ElementsClaw能达成此等成就？核心在于其“专通融合”的架构设计。

“专”的层面，是一个拥有10亿参数的原子基础模型Elements。它基于1.25亿个分子及晶体结构数据预训练而成，专司原子级数值计算——在判断材料是否超导的AUC（准确率指标）上达到0.996，预测临界温度的平均误差被控制在1K以内，几近逼近实验误差极限。

“通”的层面，是由大语言模型驱动的通用智能体框架。它负责高层逻辑推理与任务编排——查阅学术文献、评估合成可行性、规划实验方案，甚至能在文献中挖掘新线索后实现“自我进化”。

简而言之：原子模型负责“算得精准”，语言模型负责“思虑周全”。两者协同运作，便构建出一个完整的“AI科学家”——既能执行精确的数值运算，又能统筹复杂的科研流程规划。

更具意义的是，研究团队还在非大语言模型架构上验证了Scaling Law（缩放定律）——为原子模型注入更多参数、更多数据，其性能便可持续提升。这意味着该方向仍蕴藏着巨大的成长潜力。

此事的真正分量，并不在于发现了多少种新超导材料（6.5K的临界温度在超导界尚不算高），而在于AI在科学发现中的角色发生了根本转变。

此前的AI for Science，更多扮演“辅助者”角色——帮助科学家运算更快、数据处理更高效。由科学家提出假设，AI负责验证与加速。

但ElementsClaw展示了另一种可能：AI可独立承担从文献调研、材料筛选、结构设计到实验方案规划的全流程。它不再仅仅是“运算迅捷的工具”，而是一个具备完整科研闭环能力的“智能体”。

达摩院科学智能负责人荣钰表述得颇为克制：“这是AI智能体发现并获验证的首批超导材料，初步验证了AI智能体框架在材料发现领域的潜力。”

但“首批”二字，其分量已然足够厚重。

超导仅仅是个开端。

中国人民大学高瓴人工智能学院副教授黄文炳指出，这套AI智能体框架有望拓展应用于固态电池电解质、多相催化剂、热电材料等更多新材料的发现领域。

试想：若未来的电池材料、芯片材料、催化剂皆能通过AI智能体快速发现并优化，那么整个新材料产业的研发周期将从“年”级压缩至“月”级甚至“周”级。这绝非渐进式的改良，而是范式级的跃迁。

目前，达摩院已开放ElementsClaw预测的全部240万种稳定晶体数据库，全球科研人员均可免费使用。这意味着，AI发现新材料的“生产力工具”正在走向普及化，更多研究者得以站在AI的肩膀上加速探索。

6.5K的临界温度，距离室温超导尚有很长一段路要走。ElementsClaw发现的材料，短期内或许不会直接改变我们的生活。

但此事释放的真正信号是：AI已从“协助人类工作”进化至“自主发现”的阶段。它不再只是科学家手中的计算器，而是开始具备独立探索未知的能力。

过去百年，人类发现了2000种超导材料。如今，AI一日便能筛查出6.8万个候选。这种效率的飞跃，置于任何科学领域都是革命性的。

下一个将被AI“重新定义”的领域会是什么？固态电池？催化剂？还是我们尚未想到的某种新材料？

答案或许比我们预想的来得更快。

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