AI驱动科学仪器跃迁

高端科学仪器堪称国家重要装备，如今“人工智能（AI）+”正在带动科学仪器向智能化、精准化加速演进。4月23日—24日举行的第十九届中国科学仪器发展年会上，科研探索对仪器智能化的需求成为讨论焦点。

“过去的科学研究主要依靠人工操作实验，容易出现误差，效率也不高，还会造成数据分散。借助机器人平台完成复杂计算和实验操作，可以保证数据既高效又准确，并实现大规模整合。”中国科学院院士、清华大学化学系教授李景虹在会上说，多个国家都在加快布局AI驱动的科技基础设施，通过机器人实验室的建设和落地，显著提高物质发现、合成等科研环节的效率。

“AI与科学仪器的结合，已经走到从理念迈向应用的关键阶段。”会议主办方之一的北京信立方科技发展股份有限公司董事长唐海霞表示，“AI4S”（AI驱动科学研究）正在推动以数据为核心的科学发现，而作为数据采集入口的仪器，其战略价值也随之大幅上升。

“AI正在深度改变科学研究方式。”李景虹表示，科学实验中的“试错范式”往往先固定一组实验条件，再去测定某一因素与结果之间的关系，这种方法难以呈现真实世界的全貌。

AI不仅能够快速梳理海量文献、智能分析复杂数据，还能基于理论大数据构建可迭代的预训练模型，并开展大规模实验、数据处理以及候选材料、药物筛选等任务，产出高质量、高通量的实验数据。

“‘理论’和‘实验’相结合，使AI能够快速迭代形成‘理实交融’模型，解决传统研究周期长、试错成本高的难题。”李景虹举例说，中国科学技术大学通过研发科学仪器软硬件，并把移动机器人、化学工作站、智能操作系统、科学数据库等整合起来，打造出数据智能驱动的全流程机器化学家，将最优高熵催化剂的发现时间压缩到5周。

“AI+科学仪器”能够帮助科研人员从多尺度、全视角出发探索物质、生命等复杂科学问题，在分析化学、生物医药、新材料研发等领域提升研究的精准度和靶向性，正逐步成为提高科研效率、改变科研范式的关键动力。

“得益于AI技术的效率优势，AI+科学仪器、AI+检验检测正成为科研数据新增量的重要引擎。”唐海霞说，AI已加速深入数据采集、处理和决策等多个环节，仪器设备也由“测量工具”转型为“智能分析平台”，并在高通量实验、自动化实验室、智能检测等场景中快速应用。

“AI+”也为科学仪器创新开辟了新赛道。“根据我们仪器信息网平台的数据分析，当前质谱、光谱、色谱等仪器在国产替代提速的同时，普遍增加了AI辅助分析能力。”唐海霞介绍，这一产业趋势表明，上游核心零部件正在从“配套角色”升级为“性能中枢”，亟需在国产替代上取得关键突破。

“科学仪器从原始创新到产品成熟，通常要经历8到15年的长周期。”唐海霞说，科学仪器研发具有周期长、批量小、品类多、门槛高等特点，仅靠研究团队或企业单独发力，很难顺利从实验室走向市场。如今，科学仪器和检验检测设备已被纳入培育新质生产力的重要支撑方向，信立方旗下仪器信息网等平台将主动承担“产业加速器”的角色。

为推动高端仪器设备自主研发，去年5月，《北京高端科学仪器创新发展行动计划（2025—2027年）》正式发布，目标是实现“自主科学仪器解决重大基础研究问题”，并联动基金、高校院所、孵化载体和科技园区，打通成果转化“最后一公里”。相关负责人介绍，目前北京已形成“北中试、南孵化”的创新发展格局，为推动源头创新成果向集聚区落地转化奠定基础。（记者 张佳星）