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正如“字词”是一切语言的基本单元，“原子”是几乎一切物质与生命的基本单元。语言数据的爆炸性增长孕育了大型语言模型，同样地，微观尺度数据的累积也催生了一种创新的模型——大原子模型。这一模型的诞生，将带来仿真设计在时空尺度与覆盖范围的量级式提升，实验表征信号将能被更好地解析，实验科学家将获得视力更好的“眼晴”，更容易观察到原子级的实验现象，而大原子模型也会成为原子级生产制造“大脑”的重要组成部分。
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在2024世界人工智能大会的“超越边界——探索下一代大模型的基础研究”论坛上，北京科学智能研究院院长、深势科技创始人兼CSO张林峰，作为OpenLAM项目的发起代表，最新发布了在合金、动态催化、分子反应、药物小分子、固态电池、半导体、高温超导7个领域模型解决方案，这些模型均以开放社区的形式发展而来。秉承“广泛覆盖、谨慎评估、开源开放、开箱即用”的开发理念，模型可以在科学智能广场AlS-Square上直接下载，在自已的机器坏境部署，或者在APP上直接用起来。以合金领域为例，如何评测和微调用于特定材料性质计算的基础模型，如何有效和稳健地应用这些微调模型生成广泛的材料性质数据集，是目前仍然存在的问题。北京科学智能研究院联合香港大学David J. Srolovitz、文通其、深势科技开发的开源、可扩展的APEX（Alloy Property Explorer）工作流，使用分子动力学MD或DFT方法生成材料性质计算工作流，集成了任务准备、提交、计算、实时过程监控和后处理等功能，能够快速评估和微调基础模型，使其能准确描述关心的性质。APEX为微调基础模型提供了一种有效的方法，反过来微调后的基础模型又可用于生成大量的材料性质数据集。当前的合金模型已经覆盖绝大部分常见合金元素，并在人们常关心的缺陷和力学性质上初步实现了令人满意的精度。值得一提的是，其中全部数据的生产都使用了国产开源的密度泛函软件ABACUS（中文名：原子算筹）。![]()
当有了大原子模型作为基础设施，相当于有了AI化的物理相互作用模型，而所有晶体结构就是原子相互作用模型下的最稳定状态，然而想要真正实现，需要同时具备最好的通用势能模型、最好的结构生成模型、最全的材料结构数据库，“全元素周期表结构集邮大赛”由此而生。选手自由选择任何算法、基于任何数据库，生成通用势函数下稳定的晶体结构；而系统以周为单位，根据选手提交的有效结构的形成能加权，自动分配每期的奖金。计算与实验的相互反馈对于众多学科研究至关重要，然而目前实验科学家的语言和视角还未与AI技术和数据库形成真正有效的连接，为此我们开发了“晶体造句”APP，希望更多实验科学家通过这个APP的窗口，来发现并合成更多人们尚未充分探索的材料。构建“大原子模型”并非易事，需要跨机构的协作组织与共同努力。在北京市科委的指导下，北京科学智能研究院协同DeepModeling开源社区和30多家共建单位，于2023年底发起了OpenLAM计划，并邀请了原子级建模、表征、制造以及AI产业的多位院士、专家组成顾问团，期待OpenLAM能够推动构建大原子模型的“社区模式”。“AI for Science正在推动打造科学研究的‘安卓模式’，迈向‘平台科研’时代”，中国科学院院士鄂维南在会上提到。类比安卓是手机硬件和APP之间的操作系统，AI for Science领域同样需要一个操作系统连接底层基础设施、中间层的一系列求解器引擎和工作流以及上层的各个应用，而构建这样的操作系统，同样需要社区的共同力量来推动。敬请期待AI for Science操作系统的正式发布。相信不远的将来，OpenLAM能为人类征服元素周期表的历史上画上浓墨重彩的一笔，也期待更多伙伴共同描绘AI for Science的生态网络。![]()
科学智能广场AlS-Square：
https://www.aissquare.com/openlam
全元素周期表结构集邮大赛：https://bohrium.dp.tech/competitions/8821838186
“晶体造句”APP：
https://bohrium.dp.tech/apps/crystalcraft
建立合作：
cooperation@aisi.ac.cn
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深势科技是“AI for Science”科学研究范式的引领者和践行者。AI for Science 即运用 AI 学习一系列的科学原理和科学知识，并进一步解决科学研究和工业研发领域的关键问题。深势科技依托在交叉学科领域的深耕，构建了“深势 · 宇知®”AI for Science 大模型体系，将众多学科的科研方法从“实验试错 / 计算机”时代带入了“预训练模型时代”，并以“微尺度工业设计与仿真”为切入点，打造了 Bohrium®玻尔®科研空间站、Hermite® 药物计算设计平台、RiDYMO® 难成药靶标研发平台及 Piloteye® 电池设计自动化平台等科研和工业研发基础设施，形成了 AI for Science 的“创新 - 落地”链路和开放生态，赋能“千行百业”，为人类经济发展最基础的生物医药、能源、材料和信息科学与工程研究打造新一代工业设计与仿真系统。深势科技是国家高新技术企业、国家专精特新“小巨人”企业，在北京、上海、深圳等城市布局研发中心。科研技术团队由中国科学院院士领衔，汇集了超百位数学、 物理、化学、生物、材料、计算机等多个领域的优秀青年科学家和工程师，其中博士及博士后在公司成员中占比超过 35%。核心成员获得过2020年全球高性能计算领域的最高奖项“戈登贝尔奖”，相关工作入选2020年中国十大科技进展和全球 AI 领域十大技术突破。
