11 月 30 日消息，由復(fù)旦大學(xué)、上?？茖W(xué)智能研究院聯(lián)合阿里云等舉辦的首屆世界科學(xué)智能大賽圓滿(mǎn)落幕，大賽歷時(shí) 5 個(gè)月，集結(jié)來(lái)自全球 18 個(gè)國(guó)家與地區(qū)的 11653 名選手，其中有 530 支團(tuán)隊(duì)取得了超出傳統(tǒng)方法的結(jié)果。最終 30 支決賽團(tuán)隊(duì)齊聚復(fù)旦大學(xué)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)答辯交流，決勝出了最終的獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)并收獲榮譽(yù)。
今年 6 月，在上海市發(fā)改委、上海市經(jīng)信委、上海市教委、上海市科委的指導(dǎo)下，復(fù)旦大學(xué)與上海科學(xué)智能研究院基于CFFF平臺(tái)開(kāi)放能力，聯(lián)合阿里云、中國(guó)電信、中國(guó)信通院云大所，在阿里云天池平臺(tái)上發(fā)布首屆世界科學(xué)智能大賽。
大賽旨在推進(jìn)科學(xué)智能技術(shù)創(chuàng)新，挖掘頂 尖創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，打造科學(xué)智能生態(tài)，激發(fā)人工智能發(fā)展新動(dòng)能，為上海打造人工智能高地、搶占世界科技前沿提供有力支撐。
高手過(guò)招，英雄逐鹿，首屆科學(xué)智能大賽迎來(lái)最終優(yōu)勝者
經(jīng)過(guò)上午五大賽道的決賽答辯，獲獎(jiǎng)名單最終出爐，包括來(lái)自復(fù)旦大學(xué)、浙江大學(xué)、香港科技大學(xué)、加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校等國(guó)內(nèi)外知名高校的精英，也涵蓋了之江實(shí)驗(yàn)室、鵬城實(shí)驗(yàn)室等多個(gè)知名科研機(jī)構(gòu)的青年人才，更有深勢(shì)科技等科學(xué)智能領(lǐng)域新銳企業(yè)的優(yōu)秀代表。
11 月 30 日下午，在復(fù)旦大學(xué)光華樓，中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)校長(zhǎng)金力在致辭中表達(dá)對(duì)大賽選手的歡迎以及期望更多優(yōu)秀人才們?cè)诳蒲械缆飞嫌屡矢叻宓钠谕?，上海市教委主任周亞明先生發(fā)表致辭并祝賀所有優(yōu)勝選手榮獲佳績(jī)。在大賽頒獎(jiǎng)環(huán)節(jié)，金力校長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)副校長(zhǎng)張人禾、中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)化學(xué)與材料學(xué)院院長(zhǎng)趙東元、上海市經(jīng)信委總工程師葛東波、上海市教委副主任孫真榮、上海市科委副主任王曄、上海市徐匯區(qū)副區(qū)長(zhǎng)王志華以及大賽指導(dǎo)單位、協(xié)辦單位的嘉賓為大賽優(yōu)勝選手頒獎(jiǎng)。
從零出發(fā)，勇于挑戰(zhàn)?參賽隊(duì)伍共同奔赴科學(xué)智能的新發(fā)展
作為一場(chǎng)全球性的科學(xué)智能賽事，每支優(yōu)勝隊(duì)伍都是各具神通，經(jīng)過(guò)激烈競(jìng)爭(zhēng)后才最終取得榮譽(yù)。但其中不乏單兵作戰(zhàn)、鏖戰(zhàn)群雄的優(yōu)勝者。
“實(shí)名沖浪”隊(duì)伍只有一名選手單槍匹馬作戰(zhàn)，他就是來(lái)自復(fù)旦大學(xué)本科生周潪劍，就讀于信息科學(xué)與工程學(xué)院智能科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)。周潪劍在學(xué)習(xí)過(guò)程中接觸了一個(gè)專(zhuān)注于晶體性質(zhì)預(yù)測(cè)的科研項(xiàng)目，正是這一項(xiàng)目讓他對(duì)與晶體很接近的分子的研究產(chǎn)生了濃厚興趣，于是他以“實(shí)名沖浪”為隊(duì)名，參加了“量子化學(xué)分子屬性預(yù)測(cè)”賽題。這一賽題的任務(wù)是預(yù)測(cè)分子的能量和相互作用力，在周潪劍看來(lái)，如果能夠比較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)能量和力，讓AI模型理解兩者之間的關(guān)系，有助于從微觀尺度上理解分子的相互作用，并促進(jìn)下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展，比如加速新材料的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新藥物的發(fā)現(xiàn)等。
解題過(guò)程中，周潪劍提出了quipformerV1 預(yù)測(cè)真實(shí)能量和原子線(xiàn)性擬合能量之間差值的方案，他認(rèn)為，將AI引入量子化學(xué)計(jì)算，不僅可以保持計(jì)算精度，還可以極大提高計(jì)算效率，將會(huì)對(duì)量子化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展產(chǎn)生關(guān)鍵推動(dòng)作用。據(jù)悉，世界科學(xué)智能大賽為參賽選手提供了超過(guò) 1000 萬(wàn)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，是目前世界上最 大、最全面的同類(lèi)型數(shù)據(jù)庫(kù)。
最終周潪劍在比賽中取得了三等獎(jiǎng)的好成績(jī)，并且當(dāng)選了本屆大賽的“星辰學(xué)者”，該獎(jiǎng)項(xiàng)為大賽特別獎(jiǎng)項(xiàng)，旨在獎(jiǎng)勵(lì)較具創(chuàng)新價(jià)值的參賽團(tuán)隊(duì)，未來(lái)每屆比賽也都將延續(xù)這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，見(jiàn)證科學(xué)智能的“星辰學(xué)者”們?cè)诳茖W(xué)星空熠熠生輝。
這次的大賽經(jīng)歷讓周同學(xué)拓展了自己在深度學(xué)習(xí)和量子化學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)面，鍛煉了通過(guò)編寫(xiě)代碼解決問(wèn)題的能力，例如Machine Learning建模分子的方法、深度學(xué)習(xí)的調(diào)參技巧，“不僅為我未來(lái)的學(xué)術(shù)研究提供新思路，也為我進(jìn)入科研領(lǐng)域打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)”，周潪劍興奮地說(shuō)。
除了獎(jiǎng)勵(lì)優(yōu)秀科研項(xiàng)目外，世界科學(xué)智能大賽還希望通過(guò)提供AI for Science入口，以開(kāi)放的氛圍鼓勵(lì)、幫助像周潪劍有想法、敢挑戰(zhàn)的選手在自己感興趣的領(lǐng)域深入探索，與之一起推動(dòng)科學(xué)智能生態(tài)建設(shè)。
在大氣科學(xué)賽道，也有不少隊(duì)伍做出了亮眼的成績(jī)，DontMind隊(duì)伍就是其中之一。DontMind隊(duì)伍由南京氣象科技創(chuàng)新研究院博士李揚(yáng)、中國(guó)氣象科學(xué)研究院的研究員梁釗明和湖南省氣象臺(tái)高 級(jí)工程師游梟雄組成，他們擁有豐富的氣象行業(yè)從業(yè)經(jīng)歷，主要從事AI氣象應(yīng)用技術(shù)研究。
針對(duì)“華東區(qū)域AI中期天氣預(yù)報(bào)大賽”這個(gè)賽題，他們構(gòu)建了三維時(shí)空注意力自適應(yīng)傅立葉Unet及耦合相對(duì)位置和共享位置編碼的ViT模型，同時(shí)采用并行時(shí)間編碼技術(shù)解決自回歸訓(xùn)練導(dǎo)致的誤差迅速累積問(wèn)題，利用高低空多要素分離策略解決多目標(biāo)優(yōu)化導(dǎo)致的性能衰減問(wèn)題。在解題過(guò)程中，這三人會(huì)經(jīng)常面臨數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與常規(guī)認(rèn)知的相互碰撞，這讓他們頭疼不已，也越挫越勇，最終得出了“有時(shí)候需要用‘反直覺(jué)’的思路來(lái)思考問(wèn)題”的經(jīng)驗(yàn)。
在DontMind團(tuán)隊(duì)看來(lái)，AI在強(qiáng)對(duì)流臨近預(yù)報(bào)和中短期天氣預(yù)測(cè)方面一定程度戰(zhàn)勝了傳統(tǒng)方法和數(shù)值模式預(yù)報(bào)，但是也需要克服諸如AI模型預(yù)報(bào)誤差的迅速累積等問(wèn)題。對(duì)于選手而言，首屆世界科學(xué)智能大賽是深度探索自身所在領(lǐng)域的機(jī)會(huì)，能夠借此看到AI與這一領(lǐng)域深度融合后帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，挖掘出更多的發(fā)展可能。最終，DontMind團(tuán)隊(duì)贏得了大氣科學(xué)賽道的三等獎(jiǎng)。
同樣由 3 名成員并肩作戰(zhàn)的團(tuán)隊(duì)還有材料科學(xué)賽道取得一等獎(jiǎng)的團(tuán)隊(duì)——VIPA隊(duì)伍，其成員羅偉、白云、楊欣雨均為浙江大學(xué)計(jì)算材料科學(xué)方向在讀碩士研究生。他們的研究?jī)?nèi)容包括視覺(jué)感知增強(qiáng)、基于視覺(jué)的人機(jī)交互以及機(jī)器學(xué)習(xí)、大模型等。
面對(duì)“金屬有機(jī)框架材料的預(yù)測(cè)合成”賽題，VIPA隊(duì)伍提出了“基于元素特性的金屬嵌入表示，基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和梯度提升樹(shù)的回歸預(yù)測(cè)，基于數(shù)據(jù)挖掘的同源數(shù)據(jù)集擴(kuò)充”的方案。但由于特征較少導(dǎo)致模型優(yōu)化能帶來(lái)的性能提升有限，他們不得不轉(zhuǎn)向訓(xùn)練集的擴(kuò)充工作，因此需要打通需要打通樣本-特征-標(biāo)簽這一條數(shù)據(jù)通路。
雖然問(wèn)題棘手，但團(tuán)隊(duì)的力量是無(wú)窮的。VIPA團(tuán)隊(duì)積極尋求導(dǎo)師幫助，成員之間相互鼓勵(lì)，不斷試錯(cuò)，最終借助于開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)，仿照論文中的提取流程，成功整理了訓(xùn)練集的同源數(shù)據(jù)集，顯著提高了比賽得分。
隊(duì)員們紛紛表示，這次經(jīng)歷讓團(tuán)隊(duì)提高了解決多學(xué)科交叉問(wèn)題的能力，同時(shí)還真切感受到AI在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的革命性潛力，點(diǎn)燃了他們對(duì)AI for Science的熱情，他們也希望未來(lái)可以在這個(gè)領(lǐng)域繼續(xù)作出更多貢獻(xiàn)。首屆世界科學(xué)智能大賽是一個(gè)嶄新的起點(diǎn)，無(wú)論是否有著AI for Science領(lǐng)域的基礎(chǔ)，選手們都能夠在這里收獲對(duì)AI for Science的新認(rèn)識(shí)，攜手共同積極奔向科學(xué)智能的未來(lái)。
共創(chuàng)科學(xué)智能生態(tài)，見(jiàn)證科學(xué)領(lǐng)域變革
“實(shí)名沖浪”隊(duì)伍的初次體驗(yàn)，DontMind隊(duì)伍的深度研究，VIPA隊(duì)伍的持續(xù)精進(jìn)……每支隊(duì)伍都在這里收獲了進(jìn)步與驚喜。正如本次大賽評(píng)委會(huì)主席、復(fù)旦大學(xué)浩清教授，人工智能創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)研究院漆遠(yuǎn)院長(zhǎng)對(duì)本次大賽選手的期待——用AI的望遠(yuǎn)鏡探測(cè)科研的星辰大海，大賽致力于為有志于探索AI for Science的優(yōu)秀人才提供開(kāi)放、包容、創(chuàng)新的交流平臺(tái)，基礎(chǔ)學(xué)科和AI在這里得以交融，碰撞出令人驚喜的火花。以首屆科學(xué)智能大賽為起點(diǎn)，相信未來(lái)有更多人會(huì)了解AI for Science，也期待科學(xué)智能領(lǐng)域能夠在所有優(yōu)秀人才的推動(dòng)下形成充滿(mǎn)活力的發(fā)展生態(tài)，煥發(fā)出熠熠創(chuàng)新之光。
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