【中国新闻网】中国科大“少年极客”创造智能的材料大脑

2016-11-25 16:41:27来源:科大-历史文化网

  中新网合肥11月23日电 (刘爱华 吴兰)记者23日从中国科大采访获悉,该校一个科研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。平台从2016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,吸引了众多投资公司的目光。

  团队成员构成很是抢眼:指导教师罗毅为世界知名材料学家、中国科大微尺度物质科学国家实验室教授、入选国家首批“千人计划”,江俊为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”,另外七名主力成员中,六名来自中国科大少年班学院。

  创造会思考的材料大脑

  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。在首页介绍说,“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。”

  江俊介绍,“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。”

   目前,团队已为多家科研机构和公司提供材料基因检索和定制服务。有家公司需要研发一种极端条件下的记忆金属特殊材料,团队给出实验范围、结构、温度、压力等数据建议,大大缩减了对方实验所需的空间、时间和金钱,为这家公司节省了4300余万元研发费用;另一家公司五年里在研发“纳米银粉”材料时屡遭波折,团队提出建议后,公司短短2周就成功研发出产品。

  新材料作为目前世界上极有前景的朝阳产业之一,是影响经济繁荣和国家安全的关键技术。美国早在2011年就启动了第一轮“材料基因组计划”,并于2014年启动了第二轮,希望解决日益重要的“新材料”问题。目前国内也有为数不多的高校和科研院所开启了类似的项目。

  解决反复“试错”的痛点

  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:爱迪生做了一千五百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,用了三年多时间。

  “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缩短。”

  早在2006年,还在瑞典皇家工学院攻读博士学位的江俊,师从的导师正是罗毅教授。罗教授的夫人长期在工业界工作,她对学术界的科研产出有不同的理解:“学术界很多高层次的科研文章在实际应用方面用处不大,一方面前沿的科研成果与社会和市场有距离,另一方面适应实际的科研成果无法直接呈现给市场”,这让罗教授深受触动,“大量的科研数据和论文,如果不进行系统性的总结,是很难转化成实用成果的”。

  罗毅的思考影响了弟子江俊,从那时起,师徒两人就开始酝酿“如何将高大上的科学研究成果与接地气的实际应用联系起来”。2011年,江俊入选首批“青年千人计划”进入中国科大工作,与作为国家首批“千人计划”入选者的恩师罗毅在中国科大聚合,再次展开合作。

  随后,江俊主动担任了中国科大少年班2012级的本科生班主任。少年班注重交叉学科培养,在汇聚少年班各学科“极客”人才后,“创造会思考的材料大脑”的创新故事正式拉开了序幕。

  “不是没有困难,是不惧困难”

  在一次少年班的班会上,江俊提出了自己的初步想法,建立“才酷(材库)极客中心”,得到同学的积极响应。

  在项目推进过程中,小难题不断出现。然而在李任之等团队成员们心里,困难是不存在的。一次,在实现搜索引擎功能时,反复实验的代码都不成功,霍姚远熬了几个晚上,硬是将代码写了出来。而在李任之那里,最大的困难是硬件服务器的更新速度跟不上层出不穷的新想法。“不是没有困难,是他们的极客精神,把困难变成了超越极限的有趣挑战”,江俊说,“在这群年轻的学生身上,有着融入中国科大人骨髓的创新血液”。

  原本没有创业计划的材料基因研究团队,在学校的鼓励下,开始着手成果转化,并与主动找上门的投资公司接洽。对于项目未来的发展和创业前景,他们充满信心。然而,在项目商业化的过程中,这群专注于研发的极客们也发现了团队的短板,这一点在比赛中已经初现端倪。

  在今年的“互联网+大学生创新创业大赛”中,该团队获得了安徽省冠军,在随后的全国赛中团队获得银奖。“最终未能角逐全国赛金奖的很大一部分原因是商业计划书的不完善”,江俊说,“在比赛和前期的准备过程中,学校给了我们很大的支持,也帮助我们努力找差距。近期,项目准备进驻中国科大先进技术研究院,我们想通过专业的项目孵化平台弥补商业化上的短板”。

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