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中投網(wǎng)2024-09-06 08:44 來源：中投網(wǎng)
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人工智能技術在多個領域的應用已取得顯著成效，其在新材料產(chǎn)業(yè)中的融入更是展現(xiàn)出了前所未有的潛力。新材料產(chǎn)業(yè)因其周期長、情況復雜，需要跨學科、多領域的緊密合作來推動從材料科學到工程應用的全面貫通。而人工智能技術的賦能，正成為打通這一鏈條的關鍵力量。
圖表:AI+新材料產(chǎn)業(yè)鏈
資料來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院
一、AI在材料研發(fā)中的革新力量
傳統(tǒng)的材料研發(fā)方式以實驗和經(jīng)驗為主導，耗時費力且成本高昂。而人工智能技術的引入，憑借其強大的數(shù)據(jù)分析能力和機器學習算法，為材料研發(fā)帶來了革命性的變化。它能夠自動篩選并優(yōu)先測試最具有潛力的化合物，極大地簡化了材料科學家在數(shù)據(jù)分析、文獻查閱和實驗驗證等方面的工作負擔。
二、全球視角下的材料研發(fā)競賽
2011年，美國率先推出了“材料基因組計劃”（MGI），旨在通過結合高通量計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術，縮短材料研發(fā)周期并降低成本至少50%。這一計劃不僅在美國國內(nèi)取得了顯著成效，還激發(fā)了全球范圍內(nèi)的材料研發(fā)創(chuàng)新熱潮。歐盟、日本、韓國和俄羅斯等國家紛紛效仿，推出了一系列類似的研究計劃，力求在新材料領域搶占先機。
圖表:材料基因工程（AI+材料）產(chǎn)業(yè)圖譜
資料來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院
三、中國在AI+新材料領域的積極行動
中國緊跟全球趨勢，于2015年啟動了《材料基因工程關鍵技術與支撐平臺重點專項實施方案》。這一舉措旨在推動材料基因工程的基礎理論、關鍵技術、裝備以及驗證性示范應用的研究，為中國材料產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎。政府、高校和企業(yè)的積極參與，為這一目標的實現(xiàn)提供了有力保障。
四、典型案例與數(shù)據(jù)支撐
哈佛福德學院與普渡大學的研究：2016年，這兩所高校的科研人員利用機器學習算法，通過“失敗”的實驗數(shù)據(jù)成功預測了新材料的合成，這標志著機器學習正在改變傳統(tǒng)材料發(fā)現(xiàn)的方式。
五、全球范圍內(nèi)的響應
美國MGI計劃推出后，歐盟、日本、韓國和俄羅斯等國家迅速啟動了類似的研究計劃，顯示出全球在材料研發(fā)領域的激烈競爭態(tài)勢。
六、中國AI材料科學的發(fā)展
據(jù)工信部數(shù)據(jù)，預計到2025年，中國新材料產(chǎn)業(yè)將達到10萬億市場規(guī)模，復合增長率達13.5%。同時，AI技術對材料科學的賦能作用日益顯著，AI材料科學市場的增長率預計將達到36.76%。
七、AI企業(yè)在新材料領域的積極布局
面對新材料研發(fā)領域的巨大機遇，AI企業(yè)正加快布局這一領域。初創(chuàng)型AI企業(yè)中，制造業(yè)領域的布局尤為突出，占比高達23%。這些企業(yè)為AI材料科學行業(yè)帶來了全新的視角和創(chuàng)新工具，如深勢科技基于“多尺度物理模型+AI+高性能計算”的新一代分子模擬平臺，以及邁高科技的跨尺度模擬技術等。
同時，全球領先的材料企業(yè)也在積極采用AI技術變革材料研發(fā)模式。它們或自建內(nèi)部開發(fā)平臺，如英特爾和豐田等公司；或與AI供應商合作，如波音公司與Citrine Informatics共同開發(fā)數(shù)據(jù)驅動的研發(fā)項目。這些舉措都有助于縮短材料從發(fā)現(xiàn)到應用的時間，提高研發(fā)效率。
圖表:材料企業(yè)與AI企業(yè)合作
資料來源：中投產(chǎn)業(yè)研究院
八、展望未來：AI與新材料產(chǎn)業(yè)的深度融合
隨著AI技術的不斷發(fā)展和應用深化，其與新材料產(chǎn)業(yè)的融合將更加緊密。AI將不僅僅是一個工具或替代品，而是全面滲透到材料研發(fā)、制造、供應鏈等各個環(huán)節(jié)中，推動整個產(chǎn)業(yè)鏈的高效創(chuàng)新。未來，新材料產(chǎn)業(yè)有望在新能源、軍工、生物制藥等領域實現(xiàn)率先突破和創(chuàng)新發(fā)展，為人類社會帶來更加美好的未來。
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