AI plus高分子軟件平臺(tái)整體界面截圖。華東理工大學(xué)供圖　　

中新網(wǎng)上海3月9日電(記者 許婧)記者3月9日從華東理工大學(xué)獲悉，由該校林嘉平教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的AI plus高分子軟件平臺(tái)在滬誕生。這也是國(guó)內(nèi)首個(gè)高分子材料基因組研發(fā)平臺(tái)。

人工智能(AI)正以更加接地氣的對(duì)話方式走進(jìn)人們生活，并成為社交媒體的熱點(diǎn)話題。而在高性能高分子及復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，AI plus高分子軟件平臺(tái)堪稱高分子版的ChatGPT。

在航天航空領(lǐng)域，先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，碳纖維在國(guó)家重點(diǎn)支持下已取得突破，然而匹配高性能碳纖維的基體樹脂發(fā)展緩慢，成為制約先進(jìn)裝備發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸，亟需解決先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料的高強(qiáng)度、耐高溫、輕質(zhì)化和功能化等難以兼具的難題。

林嘉平教授團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行高性能聚合物性能測(cè)試。　華東理工大學(xué)供圖　

在林嘉平看來(lái)，開(kāi)展以大數(shù)據(jù)技術(shù)為驅(qū)動(dòng)、以AI為核心的高分子材料基因工程研究，可為解決這些難題提供有效手段，加速新材料的研發(fā)步伐。“我們建立的這個(gè)平臺(tái)，通過(guò)對(duì)高分子材料研發(fā)中的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，并集成機(jī)器學(xué)習(xí)性能預(yù)測(cè)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、配方及工藝參數(shù)優(yōu)化等功能，加速高性能高分子的研發(fā)，推動(dòng)大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)為復(fù)合材料用高性能樹脂產(chǎn)業(yè)賦能。”

通過(guò)團(tuán)隊(duì)的現(xiàn)場(chǎng)演示，記者看到，用戶在使用AI plus高分子軟件平臺(tái)進(jìn)行高分子材料性能預(yù)測(cè)功能時(shí)，只需要通過(guò)點(diǎn)擊“繪制結(jié)構(gòu)”，分別將所繪制的環(huán)氧樹脂和固化劑轉(zhuǎn)化的字符串輸入到對(duì)應(yīng)的輸入框中，再通過(guò)點(diǎn)擊“開(kāi)始預(yù)測(cè)”，短短幾秒，頁(yè)面就會(huì)返回后臺(tái)計(jì)算出來(lái)的環(huán)氧樹脂性能預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。這種虛擬設(shè)計(jì)、高通量預(yù)測(cè)的方法將大大提高其研發(fā)效率。

林嘉平教授(右二)在指導(dǎo)搭建數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件平臺(tái)。華東理工大學(xué)供圖　

自2011年，材料基因組工程被正式提出后，已成為目前材料研究前沿領(lǐng)域的重要方法論，新材料的研發(fā)也從科學(xué)家的經(jīng)驗(yàn)“試錯(cuò)”時(shí)代跨入“智能制造”時(shí)代。林嘉平帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合復(fù)合材料界著名高校和科研院所，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了高分子材料基因工程研究，并取得了系列成果。基因組合及篩選是材料基因工程的核心，團(tuán)隊(duì)目前已建立了針對(duì)耐高溫樹脂設(shè)計(jì)的高分子材料基因組新方法。運(yùn)用該方法，團(tuán)隊(duì)研制了系列先進(jìn)復(fù)合材料基體樹脂。相關(guān)新型樹脂已由多家航空航天院所開(kāi)展復(fù)合材料及構(gòu)件性能評(píng)價(jià)，解決了國(guó)家在高性能高分子領(lǐng)域的亟需。

AI plus高分子軟件平臺(tái)-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)截圖。華東理工大學(xué)供圖　

事實(shí)上，AI plus高分子軟件平臺(tái)的誕生，是AI和數(shù)字化技術(shù)同高分子交叉領(lǐng)域的重要成果。而數(shù)據(jù)庫(kù)，則是材料基因工程的基石。“我們這個(gè)平臺(tái)相當(dāng)于一個(gè)‘高分子虛擬實(shí)驗(yàn)室’”。林嘉平教授團(tuán)隊(duì)成員、華東理工大學(xué)特聘副研究員高梁介紹說(shuō)，目前團(tuán)隊(duì)已建成了國(guó)內(nèi)首個(gè)樹脂結(jié)構(gòu)性能數(shù)據(jù)庫(kù)和基團(tuán)間化學(xué)反應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，包含3萬(wàn)多種高分子的將近15萬(wàn)條性能數(shù)據(jù)、58516種基元反應(yīng)模板的近140萬(wàn)條化學(xué)反應(yīng)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)主要依靠過(guò)去三年尤其是疫情期間團(tuán)隊(duì)數(shù)十名研究生和本科生整理錄入，在培養(yǎng)學(xué)生文獻(xiàn)閱讀和科研素養(yǎng)的同時(shí)，以一條條規(guī)范存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)搭建起國(guó)內(nèi)首個(gè)高分子專用數(shù)據(jù)庫(kù)，成為科研育人的新實(shí)踐。

AI plus高分子軟件平臺(tái)-配方優(yōu)化截圖。華東理工大學(xué)供圖　

基于數(shù)據(jù)庫(kù)，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了面向高分子十余種性能的機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型，并構(gòu)建了高分子材料基因組研發(fā)平臺(tái)，具備數(shù)據(jù)檢索、性能預(yù)測(cè)、配方優(yōu)化等多個(gè)功能。目前，該平臺(tái)已在上海華誼集團(tuán)樹脂廠、上海航天八院、晉飛碳纖科技和金山石化院等企業(yè)試用，將擇機(jī)向社會(huì)公開(kāi)使用。

“希望同相關(guān)團(tuán)隊(duì)和企業(yè)開(kāi)展更加深入的合作。”林嘉平表示，面向新一代先進(jìn)復(fù)合材料基體樹脂中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難題，團(tuán)隊(duì)將推進(jìn)AI plus高分子研究范式向產(chǎn)業(yè)全鏈條發(fā)展，努力抓住當(dāng)前數(shù)字化和人工智能對(duì)新材料產(chǎn)業(yè)的變革契機(jī)，以更快效率、更低成本研制出高性能高分子及其復(fù)合材料，實(shí)現(xiàn)高性能材料的原始創(chuàng)新和智能制造。