2025年5月26日，上海科学智能研究院联合复旦大学、施普林格·自然旗下的自然科研智讯发布了《科学智能白皮书2025》。

报告探讨了科学智能在7大科研领域、28个前沿方向、近90个科学智能关键问题及突破路径，例如如何构建跨尺度、超学科的科学智能模型、提升AI模型在科学研究中的泛化性和可解释性。报告也重点关注了AI安全和AI伦理治理，强调构建内生安全机制和“以人为本”，确保AI技术在研发初期即嵌入安全防护能力。

科学智能研究中最获青睐的AI技术

报告中多次提到了科学仪器这个在智能时代被“重点关注”的领域，小编对相关内容进行了整理和解析：

一、科学智能与科学仪器的深度融合

白皮书明确指出，科学智能（AI for Science, AI4S）正在重塑科学仪器的功能与应用场景，通过AI技术赋能，传统仪器已从“数据采集工具”升级为“智能科研伙伴”。具体表现为：

AI驱动的实验自动化

核聚变研究：AI控制的等离子体约束系统可实时调整磁场参数，使反应堆稳定性提升30%，数据采集效率提高50%。

药物研发：自动化实验室结合AI算法，能在48小时内完成上千次化合物筛选，速度是传统方法的10倍。

高精度模拟与预测

气象模型：华为“盘古”模型通过整合卫星遥感与地面仪器数据，将台风路径预测误差缩小至80公里以内。

材料科学：AI模拟电子显微镜成像过程，可提前预测新材料结构，减少实验次数。

智能诊断与维护

质谱仪案例：内置AI系统通过分析历史数据，可预测部件故障，使维护成本降低40%，操作失误率下降60%。

二、科学仪器智能化趋势：从工具到伙伴

白皮书提出，科学仪器的设计理念正经历三大转变：

人机交互革命

触控与语音控制：90%的新型仪器将配备智能界面，例如某品牌离心机支持手势调节转速。

AR辅助操作：通过Hololens 3映射实验室环境，可实时指导复杂仪器操作。

数据管理与分析一体化

智能数据处理：仪器可直接生成可视化报告，例如基因测序仪自动标注突变位点。

跨平台协同：支持与云平台无缝对接，实现多设备数据共享。

可持续设计

环保材料：60%的仪器将采用生物基树脂或再生金属。

节能技术：某品牌PCR仪通过电致变色玻璃优化能耗。

三、全球竞争格局与中国突破

中国优势领域

地球与环境科学：AI气象模型、遥感仪器研发领先。

工程科学：智能制造中的在线检测仪器国产化率突破60%。

技术短板与挑战

高端仪器进口依赖：分析仪器进口率超80%。

核心部件瓶颈：如激光器、高精度传感器等仍依赖进口。

政策与产业响应

国家重大仪器专项：2024年资助8.37亿元，支持自由申请与部门推荐项目。

国产化替代：部分企业实现技术突破，如某公司冷场发射扫描电镜分辨率达0.8nm。

四、未来展望：科学仪器发展的三大方向

智能化升级：AI将深度嵌入仪器控制、数据分析全流程。

极端环境适应：开发适用于深海、太空的特种仪器。

开放生态构建：通过全球实验室循环联盟共享材料数据库。

白皮书强调，科学仪器的智能化不仅是技术革新，更是科研范式的转变。未来，仪器将不再是“被动工具”，而是科研人员的“智能外脑”，推动科学发现向自动化、精准化、可持续化方向演进。

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