从气象预测到心脏诊疗:科学智能时代,这家新型机构如何携手高校用AI驱动科研范式变革

从气象预测到心脏诊疗:科学智能时代,这家新型机构如何携手高校用AI驱动科研范式变革

来源:中国日报网 2025-04-23 10:54
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近日,由上海科学智能研究院与上海市气象局等联合研发的国内首个聚焦超大城市安全的AI气象预报模型正式亮相,其空间分辨率较传统模式提升3倍至1公里,推理速度从10分钟压缩至3秒。作为聚焦短时强降水、雷雨大风等中小尺度灾害性天气的AI“哨兵”,“扶摇”通过融合雷达、卫星、数值预报等多模态数据,将在今年汛期构筑起守护城市安全的新防线。

这正是上智院以人工智能驱动科学研究范式变革、赋能千行百业的生动实践。这一战略性新型研发机构通过与高校形成深度协同,链接产学研各界进行全链条创新,正在重构生命科学、物质科学、地球科学等重大领域的科研法则,给产业场景中的科学问题提供创新思路和解决方案。

当内蒙古乌兰察布与上海之间横跨1500公里的云上智算平台CFFF全速运转,当40 PFlop/s算力构建起数字时代的“战略粮仓”,漆远以“双院长”身份(上智院院长、复旦大学人工智能创新与产业研究院院长)架起桥梁,将CFFF智算平台的算力优势与上智院的创新策源能力深度融合。上智院与复旦大学等高校的协同效应开始显现,各领域的科研在AI的全方位赋能下正驶向范式变革的创新大陆。

核心攻坚:“破壁”垂直领域科学大模型

伏羲气象大模型、女娲生命大模型、燧人物质大模型……在上智院,这些以华夏文明始祖命名的垂直领域科学大模型,承载着用人工智能破解高价值产业场景中的关键科学问题的使命。

除了针对未来15天的中短期确定性预报,“伏羲”气象大模型还研发了集合预报,即可以进行概率预报。它已在上海中心气象台、国家气象中心、香港天文台、欧洲中期天气预报中心等多个机构业务化运行。根据全球权威机构欧洲中期天气预报中心的实时运行评测,目前“伏羲”是已有模型中综合预报精度最高的模型。

面向产业,“伏羲”已与中国太平洋财产保险股份有限公司、中国远洋海运集团有限公司等企业合作,为防灾减灾、远洋导航提供气象支持,同时应用于光伏、风电的出力与调度优化,提升新能源运行效率。

以生命科学的微观基因蛋白等分子以及宏观表型两大基础场景为抓手,女娲生命大模型致力于为基因创新药研发、蛋白动态设计、数字孪生诊疗等产品平台提供基础模型能力,打破传统遗传调控、生物力学计算模式,实现跨越式的生命状态预测。

“女娲”团队打造了全球首个大规模siRNA药物数据库,包含超过30万条化学修饰的siRNA数据,涵盖45个治疗靶点,为siRNA药物研发提供了重要支持。在数据库的基础上,团队构建了一个AI模型,用于对siRNA药物进行虚拟筛选,在实验验证阶段将多靶点药物的疗效预测误差从40%降低到了8%。

在与全球变暖速度的赛跑中,由复旦大学校长助理、上智院理事长吴力波领衔的 Planet Intelligence@Climate(简称PI@Climate) 团队正在探索一种新的解题方式——用大模型理解气候,用智能决策应对未来。

“作为一个面向气候垂类的大语言模型,PI@Climate比底座模型或通用大模型更擅长解决具体的专业科学问题。”吴力波说。当通用模型面对“冻土消融对碳汇的影响”仍语焉不详时,PI@Climate 已能综合水利工程模型与环境法规条文,为科研或政策提供可执行的决策分析支持。

传统台风路径预报的背后,是气象学家在“千万维度迷宫”中的艰难探索。中国科学院院士、发展中国家科学院院士、复旦大学特聘教授穆穆及其团队的青年研究员冯杰等联合上智院提出双重破局路径。在理论层面,研究论证了基于误差演变规律的扰动方法,结合伏羲气象大模型的高效预报的优势,或能以低于1/100的成本生成更优台风路径概率预报产品,为气象预测从“动力穷举”转向“智能降维”提供理论支撑。在技术层面,团队开发VI-CNOPs智能算法,像经验丰富的导航员般,通过分析历史数据自动生成最优扰动策略。两项成果于近期发表于权威期刊。

AI技术凭借跨领域优势,也为人文社会科学研究注入新动能。复旦大学国家发展与智能治理综合实验室联合上智院,聚焦考古、古文字、早期典籍和古代历史地理四大支柱领域,开展中华文明大模型研究。该项目着重解析人与人、人与物、人与环境的多维互动关系,构建契合中华文明价值观的大模型体系。

由实验室牵头,联合上智院与德勤中国编撰的国内首部AI与人文社会科学结合领域的全面报告《未来已来——人文社会科学智能发展蓝皮书》,汇集53位专家智慧,系统梳理AI与人文社会科学融合的理论前沿与技术挑战。

生态基座:从工程优化到开放协作

“要全面推进AI4S范式变革,必须坚持深耕垂域,系统整合算法、算力、语料,真正做一盘‘番茄炒蛋’,而不是拼凑一锅‘番茄+白煮蛋’。”中国科学院院士、复旦大学校长金力在今年全国两会上做了这样的概括。

漆远用“土壤、水分、阳光”的生态比喻,强调基础工程设施如同土壤、领域知识如水分滋养、复杂推理模型似阳光赋能,三位一体的开放共生将大力推动高校和企业的发展。这种突出工程和开放的系统化思维正驱动上智院与复旦大学共同构建科学智能的生态基座。

上智院联合复旦大学与科创公司无限光年打造的一站式AI4S特色智算软件平台,集平台、模型和应用工具于一体,可服务多家高校与科研机构。工程层面的开放协作有效助力了科研模型的开放服务。如今,平台已集成DeepSeek、AlphaFold3、伏羲气象大模型、燧人物质大模型、女娲生命大模型等模型,并完成6家国产GPU与10个领域模型的适配。接下来还将为复旦百模计划提供技术支持,通过国产适配支持复旦产教融合平台落地应用,并提供科学智能Agent系统、支持复旦科研场景流程智能化需求。

双方共建的科学语料平台作为另一块基石。平台已汇聚超10PB高质量科学数据,正在催化多学科突破——人类表型组研究院通过血管几何数据重构血流模拟流程,将心血管流体力学计算效率提升5倍;生命科学学院完成50TB人类基因组数据采集,较传统方式缩短40%耗时;人工智能创新与产业研究院实现蛋白质-药物对接效率10倍跃升,并生成业界首个1纳秒动态蛋白质结构数据。

(中国日报上海分社 周文婷)

【责任编辑:程慧海】
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