“實(shí)現(xiàn)100%綠色能源系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)阻礙有哪些？”“IPCC第六次評估報(bào)告中關(guān)于極端天氣的內(nèi)容有什么？”拋出這樣的專業(yè)問題，Planet Intelligence@Climate（下文簡稱PI@Climate）氣候科學(xué)大語言模型都能快速給出深度的氣候領(lǐng)域?qū)I(yè)回答。作為中國首個(gè)獨(dú)立自主研發(fā)的氣候科學(xué)大語言模型，PI@Climate創(chuàng)新性地構(gòu)建了LLM-ABM模型體系，大幅提升了對于復(fù)雜氣候變化科學(xué)事實(shí)、氣候變化對自然和社會系統(tǒng)影響、氣候減緩和適應(yīng)行動的認(rèn)知能力。

11月11日，在以“AI Science雙螺旋引擎驅(qū)動科研新范式”為主題的2024科學(xué)智能創(chuàng)新論壇上，復(fù)旦大學(xué)、上海科學(xué)智能研究院等聯(lián)合發(fā)布了一系列垂直領(lǐng)域科學(xué)大模型，包括Planet Intelligence@Climate、女媧-生命流體大模型、女媧-基因?qū)Ш酱竽Ｐ鸵约芭畫z-生物結(jié)構(gòu)大模型等，涵蓋氣候科學(xué)、藥物研發(fā)、基因組研究、生命流體力學(xué)等多個(gè)前沿領(lǐng)域，為應(yīng)對氣候變化、推動精準(zhǔn)醫(yī)療和生物技術(shù)創(chuàng)新提供了支持。

AI for Science成果發(fā)布現(xiàn)場。復(fù)旦大學(xué) 供圖

澎湃新聞（www.kxwhcb.com）記者了解到，PI@Climate由復(fù)旦大學(xué)、上海科學(xué)智能研究院（以下簡稱“上智院”）、上海創(chuàng)智學(xué)院共同研發(fā)。模型首先形成包括農(nóng)學(xué)、林學(xué)、能源科學(xué)、水利工程、環(huán)境科學(xué)、管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、政治學(xué)、法學(xué)等十余個(gè)相關(guān)一級學(xué)科在內(nèi)的綜合性氣候變化跨學(xué)科數(shù)據(jù)體系。基于氣候相關(guān)的結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化有效數(shù)據(jù)，對大模型進(jìn)行持續(xù)訓(xùn)練并進(jìn)行微調(diào)，形成一個(gè)涵蓋氣候變化科學(xué)事實(shí)、氣候變化對自然和社會系統(tǒng)影響、氣候減緩和適應(yīng)行動的領(lǐng)域大模型。還能以多智能體建模服務(wù)更加復(fù)雜的場景，并通過智能體應(yīng)用不斷反哺和反饋新的氣候變化數(shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)閉環(huán)，以滿足模型體系的進(jìn)一步演進(jìn)。

復(fù)旦大學(xué)校長助理、上海科學(xué)智能研究院理事長吳力波介紹稱：“作為氣候領(lǐng)域的垂類大模型，相較于底座模型和其他通用大模型，PI@Climate氣候科學(xué)大語言模型更擅長解決專業(yè)科學(xué)問題。PI@Climate模型體系通過預(yù)訓(xùn)練的大模型在保留通用能力的基礎(chǔ)上，引入了超過2600億詞匯量的氣候變化領(lǐng)域知識。從專家標(biāo)注結(jié)果中篩選出19110個(gè)高質(zhì)量指令實(shí)例，在此基礎(chǔ)上對大模型進(jìn)行有監(jiān)督微調(diào)，顯著增強(qiáng)氣候變化領(lǐng)域的指令與任務(wù)求解能力。PI@Climate構(gòu)建了一個(gè)包括7743個(gè)多類型、多學(xué)科問題的氣候評測基準(zhǔn)，意味著建立了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來客觀評估不同氣候模型在氣候領(lǐng)域上的表現(xiàn)。”

“女媧”系列生命科學(xué)大模型則由復(fù)旦大學(xué)與上智院共同研發(fā)。“基因組中可以表達(dá)為蛋白質(zhì)的區(qū)域僅占1.5%，剩余的98.5%非編碼區(qū)被稱為基因組中的‘暗物質(zhì)’，這些暗物質(zhì)不直接生成蛋白質(zhì)，但對調(diào)節(jié)基因的表達(dá)至關(guān)重要，對癌癥的產(chǎn)生、衰老、發(fā)育等生命過程至關(guān)重要。”復(fù)旦大學(xué)人工智能創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)研究院副院長、上智院AI科學(xué)家程遠(yuǎn)介紹稱，女媧-基因?qū)Ш酱竽Ｐ拖Ｍ麨檫@些“暗物質(zhì)”對生命的作用機(jī)制提供一套“導(dǎo)航圖”，最終可以構(gòu)建出一套基因與基因之間、基因與環(huán)境之間、基因與外部刺激之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系圖譜。有了這張地圖，將可以揭示疾病與基因之間的因果關(guān)系，實(shí)現(xiàn)靶點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)，為精準(zhǔn)醫(yī)療和疾病基因研究提供重要支持。

論壇現(xiàn)場。澎湃新聞記者 鞠文韜 攝

女媧-生命流體大模型基于自建的全球最大規(guī)模器官流體力學(xué)數(shù)據(jù)庫與物理方程約束方法，構(gòu)建了一套可以適應(yīng)人體內(nèi)各種器官幾何形狀、多種流體邊界條件的流體力學(xué)基礎(chǔ)模型，助力腦動脈血液流動等疾病機(jī)制研究。程遠(yuǎn)介紹稱：“目前女媧-生命流體大模型針對腦動脈中血液速度場的模擬誤差低至6.8%，相比學(xué)術(shù)界當(dāng)前的SOTA方法有了顯著提升，計(jì)算效率相比于傳統(tǒng)CFD方法提升了100倍。”未來，女媧-生命流體大模型將開放模型功能，推動對如動脈硬化、血栓和腫瘤微環(huán)境變化等疾病的發(fā)病機(jī)制的研究，助力學(xué)術(shù)界和工業(yè)界進(jìn)一步探索和優(yōu)化生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的流體力學(xué)應(yīng)用。

此外，女媧-生物結(jié)構(gòu)大模型采用先進(jìn)的DiT擴(kuò)散模型架構(gòu)，在生物分子結(jié)構(gòu)預(yù)測上超越了現(xiàn)有水平。該模型支持蛋白質(zhì)與抗體藥物開發(fā)，能精準(zhǔn)預(yù)測分子與靶標(biāo)的結(jié)合親和力，為癌癥免疫治療和重大疾病治療提供助力。接下來，女媧-生物結(jié)構(gòu)大模型的核心功能將逐步開放，為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界提供支持、搭建合作生態(tài)。

論壇現(xiàn)場，上智院院長、復(fù)旦大學(xué)浩清特聘教授漆遠(yuǎn)發(fā)布了由上智院聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)、集智科學(xué)研究中心及阿里云共同編制的《科學(xué)智能前沿觀察》，該報(bào)告概述了科學(xué)智能的定義與發(fā)展范式，深入總結(jié)科學(xué)智能領(lǐng)域的若干前沿方向。

據(jù)漆遠(yuǎn)介紹，“科學(xué)智能前沿觀察”十大方向?yàn)椋捍怪鳖I(lǐng)域科學(xué)大模型、融入先驗(yàn)知識的AI模型、基于大語言模型的科學(xué)研究、從提出假設(shè)到自動驗(yàn)證的AI科學(xué)家、復(fù)雜世界的多智能體建模、物理世界的第一性原理、科學(xué)啟發(fā)的可解釋AI新架構(gòu)、合成數(shù)據(jù)、新型智能計(jì)算、面向可信可解釋的科學(xué)世界模型。

漆遠(yuǎn)表示，AI與基礎(chǔ)科學(xué)的深度融合，將開啟AI與科學(xué)“雙螺旋引擎”共振驅(qū)動的科學(xué)研究新范式。一方面是將AI技術(shù)應(yīng)用于具體領(lǐng)域的科學(xué)研究的“AI for Science”，另一方面是將領(lǐng)域?qū)W科知識用于AI算法和架構(gòu)的理解和改進(jìn)的“Science for AI”，二者類似DNA和RNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)：AI將成為科學(xué)研究探索的最前沿；科學(xué)啟發(fā)的AI也將成為實(shí)現(xiàn)通用人工智能的重要支撐。“希望推動和支持更多AI和基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的科學(xué)家，深度融合無縫合作，共同探索科學(xué)智能的新未來，打造能夠自主發(fā)現(xiàn)復(fù)雜世界未知規(guī)律的‘AI愛因斯坦’。”漆遠(yuǎn)如是說。