编者按:
习近平总书记在加强基础研究座谈会上强调:“基础研究是整个科学体系的源头,是所有技术问题的总机关。”作为现代化首都都市圈京津、京雄新质生产力走廊的起点和交汇点,怀柔综合性国家科学中心已围绕物质、空间、地球、生命、信息与智能五大科学方向及能源领域,落地37个科学设施平台,组成了全国密度最高的重大科技基础设施集群。当前,北京怀柔区以科技设施为核心牵引,统筹布局重点赛道,着力构建“科学装置—技术研发—产品创制—企业培育—场景应用—产业生态”全链条发展体系,加快建设未来产业先导区。为此,怀柔科学城管委会与新京报,联合推出“未来产业看怀柔”系列报道,记录未来产业在这片创新沃土上蓬勃生长的动人故事。
当前,AI for Science(人工智能驱动科学研究)正深刻变革基础科研范式,成为科技创新的重要新赛道。作为北京(京津冀)国际科技创新中心建设的重要支撑,怀柔科学城是落实AI for Science核心任务的关键承载地。本篇聚焦怀柔科学城发展AI for Science的关键举措与重要成果,展现具有怀柔特色的AI for Science融合示范样本、建设全球领先的科学智能高地的发展实效,彰显出怀柔科学城勇当首都AI for Science探路先锋的持续布局与务实推进。
庞大蓬勃的数据如同洋流一般在实验室生成,科学家从中抽丝剥茧、悉心打捞,得到具有价值的结论,当AI横空出世,这个过程有了得力帮手,人类科学家得以更为高效地航行在数据之海中。
“世界百年变局加速演进,新一轮科技革命和产业变革加速突破,全球人工智能技术创新进入前所未有的活跃期。”习近平总书记在2026世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议中提到。
在AI辅助下,科研的边际还能拓展多远?已布局37个科技基础设施,作为世界上大科学装置最密集的地区之一,怀柔科学城拥有AI for Science无可比拟的硬核基础。在这里,正打造AI4S融合示范样本。
为数据打造一座智能银行
如果散落的历史科研数据有了一座银行,还有一个能“听懂人话”的电子管家,可用数倍于人类的速度从浩瀚的数据海洋中提取出有效信息,科学研究将得到多大的助力?
这早已不是想象。
7月2日,中共北京市委教育科技人才工作领导小组印发《北京市加快推进人工智能赋能科学研究实施方案(2026-2028年)》(以下简称《方案》)。《方案》提出,到2028年北京市人工智能赋能科学研究基础理论和关键技术取得重大原创突破,努力建成辐射全球的科学智能创新中枢。并提出“推进北京科学数据中心建设”,这一任务与怀柔科学城高度相关。
科学数据是科学智能化的“燃料”,怀柔科学城作为大科学装置最集中的区域之一,是产生高质量增量科学数据的稀缺“富矿”。依托这些独一无二的数据资源,在建设科学数据中心方面具有先天优势。
今年2月,由中国科学院计算机网络信息中心牵头组建的科学数据技术与系统北京市重点实验室正式入驻怀柔科学城,科学数据银行(ScienceDB)随之落位。这一自主研发的、致力于打造科学数据长期共享与出版的国际化通用存储库,正面向国际学术界、学术期刊和出版商等提供数据出版和获取服务。其中,科学数据银行AI(ScienceDBAI)这一智能数据问答功能,将改变科研人员与数据的交互范式,从被动检索迈向智能问答。
“科学数据银行的存在,一方面是出于学术诚信的要求,科研论文想发表在很多国际期刊上,必须有将数据进行‘存放’的可信平台;另一方面,AI强大的计算能力可以让海量的沉睡数据被调取挖掘,若是光凭人力,要消化如此量级的大数据将是非常困难的事情。”中国科学院计算机网络信息中心科学数据银行团队李成赞告诉记者。
以科学数据银行等平台的优质数据资源为基础,智能化科研平台壹科学(OneScience)今年6月30日正式上线。
“科研范式不断演进,现在出现了AI驱动的趋势,这个平台有数据、有模型、有超算智算等算力资源,甚至能按照使用者的需求自动生成实验方案,直接在线上对接一些智能化的实验室进行实验,是一个聪明的科研助手。”中国科学院计算机网络信息中心副研究员崔文娟介绍。
她举了一个例子。
高熵合金是一种由五种或五种以上金属元素等量或近等量混合而成的新型合金材料,可用于航天航空、核聚变、深海探测等设备领域。今年,国内一家科研院所发表了一篇关于高熵合金的研究论文,而为了找到合适的材料组合,整个实验进行了一年半的时间——这也是材料研究最耗时的地方。
该团队将实验模型上传到了智能化科研平台。现在在该平台上,AI可以自动调取相关的模型、智能体工具和海量数据,在短至半天时间内给出可能符合研究方向的推荐材料,科研人员据此进行实验验证,大大缩短了研究周期。
依托“数据富矿”,涵养科学智能“源头活水”。就在不久前,中国科学院文献情报中心发布了“敖仓·科技语料库”,怀柔综合性国家科学中心将与该语料库协同探索AI4S发展。该语料库打造了覆盖数学物理、化学化工、天文空间、地球科学、生命科学、前沿技术等全学科的供给体系,并建设面向产业创新的语料库。依托“敖仓·科技语料库”,怀柔科学城将汇集设施产出的原始科研数据,构建科学数据“采洗标测”一体化服务体系。
让科研设备变得更智能
如果说,科学数据银行是数据的中转站,科研设备就是数据的生产源头。
《方案》提出,“推动重大科技基础设施和科研仪器智能化升级”“支撑高能物理前沿探索”,两者均将怀柔区列为责任单位之一。
高能物理是探索宇宙最基本构成和相互作用规律的前沿领域,其研究高度依赖大型加速器和探测器产生的庞大数据。
在怀柔科学城北部核心区,坐落着由中国科学院高能物理研究所承担的大科学装置高能同步辐射光源。高能同步辐射光源是支撑材料、生命、能源、环境等前沿领域原创发现的国家重大科技基础设施。随着高能同步辐射光源等新一代装置建设运行,实验数据呈现规模大、通量高、模态多、链条长、处理复杂等特征,单线站可产生GB/s至TB/s级数据流。
去年,该所聚焦高能同步辐射光源实验场景,发布了“智慧光源大脑”2.0,这一AI工具能帮助不同学科的科学家更快速、精准地处理装置产生的实验数据。
面向同步辐射光源装置在AI4S时代面临的海量多模态实验数据管理、高通量数据流实时处理与实验全流程智能化调控等核心挑战,高能同步辐射光源以“数据底座-算力平台-智慧大脑-用户创新”递进架构为统领,研制了DOMAS数据管理、DAISY智能分析和DORA数据智能体,建成Tbps级高速网络、百PB级分级存储和异构融合算力集群,研发覆盖衍射、散射、吸收谱和成像等主流实验技术的深度学习解析算法体系,形成IPSBrain智慧光源大脑,打造集成检索、分析、可视化与协作的统一门户,对推动先进光源从传统人工模式向AI驱动的智能化范式转型,提升我国大科学装置的智能化水平和原始创新能力具有重要意义。
全力打造全球领先的科学智能高地
“当前,世界百年变局加速演进,新一轮科技革命和产业变革加速突破,全球人工智能技术创新进入前所未有的活跃期,既蕴含巨大机遇,也面临治理挑战。”这是刚刚结束的2026世界人工智能大会暨人工智能全球治理高级别会议上的主旨讲话。
会上提出,要坚持开放共赢,驱动创新发展。抓住难得的历史性机遇,鼓励开源开放、合作共享,全面促进人工智能科技创新、产业发展、场景应用,协同推进传统产业改造升级、新兴产业培育壮大、未来产业前瞻布局,让人工智能赋能千行百业。
在人工智能被寄予厚望的当下,怀柔科学城正借助其资源禀赋持续加深探索。
怀柔科学城党工委委员、怀柔科学城管委会副主任,怀柔区副区长韩健介绍,怀柔作为全国四个综合性国家科学中心之一,已集聚高能同步辐射光源、综合极端条件实验装置、多模态跨尺度生物医学成像设施等一大批科学装置。这些大国重器,既是孕育全球重大原创科学发现、攻克“卡脖子”关键核心技术的顶尖科研高地,更是源源不断产出规模海量、维度丰富的独家原生科学数据,让怀柔拥有发展AI4S得天独厚、领跑全国的核心竞争优势。
怀柔科学中心围绕AI4S布局两大核心主攻方向,全力打造全球领先的科学智能高地。在自主实验室方面,怀柔正在推动大科学装置的智能化升级,通过数字孪生模拟预实验,AI快速解析多模态实验数据等手段,形成干湿实验闭环,破解线站仪器匹配效率低、数据解析周期长等运行难题,持续催生一批引领全球的原创基础研究成果与颠覆性前沿技术。
在科学数据方面,怀柔正在培育空间科学、数字细胞等一批高质量数据集,打通数据孤岛,把散落的原始数据加工为标准化的AI训练语料,并依托科学数据银行开发科学数据分析与存储系统,构筑国内领先、面向全球开放的科学数据资源宝库。
从大科学装置的智能化蝶变,到高能物理前沿的AI赋能,再到科学数据高地的打造,怀柔科学城正站在“人工智能+科学研究”这一时代浪潮之巅,以实际行动,将科技创新的“施工图”转化为高质量发展的“实景画”,向着建设成为世界级原始创新策源地的目标坚实迈进,为推动北京建设国际科技创新中心贡献不可替代的“怀柔力量”。
