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中投顾问观点| 未来已来:AI赋能新材料 产业变革正当时
2024/9/6 中国投资咨询网

 

   人工智能技术在多个领域的应用已取得显著成效,其在新材料产业中的融入更是展现出了前所未有的潜力。新材料产业因其周期长、情况复杂,需要跨学科、多领域的紧密合作来推动从材料科学到工程应用的全面贯通。而人工智能技术的赋能,正成为打通这一链条的关键力量。

  图表:AI+新材料产业链

  资料来源:中投产业研究院

  一、AI在材料研发中的革新力量

  传统的材料研发方式以实验和经验为主导,耗时费力且成本高昂。而人工智能技术的引入,凭借其强大的数据分析能力和机器学习算法,为材料研发带来了革命性的变化。它能够自动筛选并优先测试最具有潜力的化合物,极大地简化了材料科学家在数据分析、文献查阅和实验验证等方面的工作负担。

  二、全球视角下的材料研发竞赛

  2011年,美国率先推出了“材料基因组计划”(MGI),旨在通过结合高通量计算、大数据和人工智能等技术,缩短材料研发周期并降低成本至少50%。这一计划不仅在美国国内取得了显著成效,还激发了全球范围内的材料研发创新热潮。欧盟、日本、韩国和俄罗斯等国家纷纷效仿,推出了一系列类似的研究计划,力求在新材料领域抢占先机。

  图表:材料基因工程(AI+材料)产业图谱

  资料来源:中投产业研究院

  三、中国在AI+新材料领域的积极行动

  中国紧跟全球趋势,于2015年启动了《材料基因工程关键技术与支撑平台重点专项实施方案》。这一举措旨在推动材料基因工程的基础理论、关键技术、装备以及验证性示范应用的研究,为中国材料产业的可持续发展奠定坚实基础。政府、高校和企业的积极参与,为这一目标的实现提供了有力保障。

  四、典型案例与数据支撑

  哈佛福德学院与普渡大学的研究:2016年,这两所高校的科研人员利用机器学习算法,通过“失败”的实验数据成功预测了新材料的合成,这标志着机器学习正在改变传统材料发现的方式。

  五、全球范围内的响应

  美国MGI计划推出后,欧盟、日本、韩国和俄罗斯等国家迅速启动了类似的研究计划,显示出全球在材料研发领域的激烈竞争态势。

  六、中国AI材料科学的发展

  据工信部数据,预计到2025年,中国新材料产业将达到10万亿市场规模,复合增长率达13.5%。同时,AI技术对材料科学的赋能作用日益显著,AI材料科学市场的增长率预计将达到36.76%。

  七、AI企业在新材料领域的积极布局

  面对新材料研发领域的巨大机遇,AI企业正加快布局这一领域。初创型AI企业中,制造业领域的布局尤为突出,占比高达23%。这些企业为AI材料科学行业带来了全新的视角和创新工具,如深势科技基于“多尺度物理模型+AI+高性能计算”的新一代分子模拟平台,以及迈高科技的跨尺度模拟技术等。

  同时,全球领先的材料企业也在积极采用AI技术变革材料研发模式。它们或自建内部开发平台,如英特尔和丰田等公司;或与AI供应商合作,如波音公司与Citrine Informatics共同开发数据驱动的研发项目。这些举措都有助于缩短材料从发现到应用的时间,提高研发效率。

  图表:材料企业与AI企业合作

  资料来源:中投产业研究院

  八、展望未来:AI与新材料产业的深度融合

  随着AI技术的不断发展和应用深化,其与新材料产业的融合将更加紧密。AI将不仅仅是一个工具或替代品,而是全面渗透到材料研发、制造、供应链等各个环节中,推动整个产业链的高效创新。未来,新材料产业有望在新能源、军工、生物制药等领域实现率先突破和创新发展,为人类社会带来更加美好的未来。

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