中国科学院上海硅酸盐研究所布局陶瓷“智造升级”，借助AI技术给材料研究注入了新的活力。AI加速炼出千小时不衰新材料，极大提高了陶瓷制备效率。这个故事要从两年前说起，硅酸盐所开始布局陶瓷研制智能化，项目迅速推进。副研究员冉念的团队基于材料智能创制系统，仅用40次自动化实验就找到了最佳原料配比和工艺。冉念基于1000万篇文献数据、150万个专利数据和超20万条材料科学数据，构建了材料大模型MatMind。这个模型给出的建议结合了人的经验，让研发效率大幅提升。仅用40次自动化实验就达到了原本需要做1万次尝试的效果，效率提升了99.6%。这个材料稳定性极强，测试1000多小时性能都不衰减。 AI技术不仅给研究带来了高效率，还能促进理论创新。中国科学院上海硅酸盐研究所研究员、陶瓷材料智能化研究部副主任刘建军表示，跨尺度建模、多尺度结构的构效关系等是材料基础理论的“百年难题”，解开它就能取得颠覆式突破。AI还有望帮助研究者更快找到全局最优解。 硅酸盐所在今年年底前要把2.0实验室装备调试完毕，让硬件设备先跑起来。这个2.0实验室计划投入2亿元进行建设和升级。这个实验室拥有17台自动化设备和机器人操作终端智能体的协作运行模式。机器人可以根据配料表判断配方比例和下料重量，精度可达0.1毫克。所有操作都可以由机器人完成，数据自动采集、自动上传。采集速度是现在的百倍。 之所以要自己打造AI实验室而不是直接使用市面上成熟的机器人工作站是因为陶瓷由固体粉末烧制而成。固体实验相较于液体实验难度提升10倍不止。就拿混合均匀来说，液体只需震动搅拌即可，而研磨固体的球磨法需要在固体中加入球磨珠分离和挂料很难。不是真正从事这一研究的人根本无法做出匹配固相实验的设备。 硅酸盐所把握着这次“AI+制造”的窗口期，计划用五年时间完成这一轮升级。作为行业“家底”殷实的研究所具备入场竞争的资格。同时硅酸盐所也要与时间赛跑才能完成“奋力一跃”。 两年前硅酸盐所开始布局陶瓷研制智能化，介质陶瓷、压电陶瓷、无机塑形陶瓷等课题组纷纷响应构建自己的AI实验室如今已初见成效。这一轮留给制造业“AI+”升级的窗口期并不长因此必须分秒必争。 “‘AI+制造’的窗口期就在这三五年。”上海硅酸盐研究所研究员周志勇说：“硅酸盐所的优势就是长期积累的超20万条材料科学数据、1000万篇文献数据、150万个专利数据。借助大模型的‘飞轮效应’占得先机。” 周志勇团队一边用“万国牌”设备“捞”数据一边与某国产设备公司联系经过两年多反复探讨改造统一接口的工艺和测试设备终于完成改造将入驻新辟的2.0自动实验室。这个2.0实验室可以让所有操作都由机器人完成每台设备之间都可以通信会自动记录所有实验关键数据速度是现在的百倍。 做这样一片指甲盖大小的高温压电陶瓷需要经历20多个步骤每一处工艺改变都可能影响最后性能但所有相关论文中80%以上是做配方研究与工艺相关的少之又少。没有可拿来数据只能用“笨办法”——自己搭建智能实验室他给每台设备贴二维码做实验之前“扫一扫”将数据输进去首先是要把数据捞出来。 “烧了20年‘菜’，现在做AI升级真是不小的挑战。”周志勇口中的“菜”就是高温压电陶瓷它能在500℃以上环境保持高稳定性被广泛用于航空发动机火箭发动机结构健康监测。