編輯 |蘿蔔皮。
科技新篇章正在書寫：人工智慧為科學——將人工智慧與科研深度結合，利用人工智慧技術和方法學習、模擬和**自然和人類社會的各種現象和規律。 這不僅推動了科學發現，而且還悄悄地改變了我們的生活。
人工智慧技術的爆炸式增長正在推動科學研究領域發生巨大變化。 人工智慧科學是科學研究的一種新正規化，它正在以前所未有的速度改變人類探索未知事物的過程。 無論是氣候變化、探索外星奧秘、開發新藥，還是預警災難和發現生命的奧秘，......人工智慧已經顯示出巨大的潛力。 以下是 NVIDIA 如何為科學研究提供動力的 6 個很好的例子。
地球的數字孿生為氣候研究提供動力
地球的氣候變化能否被準確模擬和**？ 答案是肯定的！ 當然，前提是有一台強大的人工智慧超級計算機。
早在 2021 年，NVIDIA 就宣布建立世界上最強大的 AI 超級計算機 Earth-2，致力於應對氣候變化，並將投資 NVIDIA 的所有尖端技術。 該系統使用 Omniverse 構建地球的數字孿生。
NVIDIA 的 Earth-2 團隊還建立了 FourcastNet，這是乙個基於物理的 AI 模型，能夠以 50 到 100,000 倍的速度模擬全球天氣模式。 FourcastNet 是一種 AI 天氣**模型，與傳統方法相比，它的速度更快、更節能。
例如，根據歷史資料，Fourcastnet準確記錄了2018年7月5日阿爾及利亞瓦爾格拉的高溫，這是非洲有記錄以來最熱的一天。
利用 GPU，Fourcastnet 快速準確地生成 1,000 個集合成員，超越了傳統模型; Fourcastnet 比傳統的數值天氣預報 （NWP） 模型快約 45,000 倍; 在訓練時，Fourcastnet**天氣所需的能量比NWP模型的基準歐洲綜合預報系統少12,000倍。
2018 年 7 月非洲真實天氣的視覺化（中），周圍的地球代表了四播網（合奏成員）對熱穹頂的準確預報。
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人工智慧、加速計算有望帶來更快、更高效的天氣**
人工智慧賦能科學家製造分子膜
科學家們正在使用人工智慧來跟蹤人眼無法觀察到的原子的運動。 美國SLAC國家加速器實驗室的資深科學家Ryan Coffee製作了一部以分子為主題的有影響力的電影。
為了製作這部電影，Coffee團隊使用了人工智慧技術和一台出色的投影儀。 在拍攝過程中，AI模型通過投影儀提供的超高速視訊來學習原子的運動，該投影儀能夠以每秒120次的速率脈衝X射線。
到目前為止，Coffee 團隊已經能夠在 10-20 分鐘內重新訓練自動編碼器模型，每秒推斷 100,000 次。 咖啡 說： 我們已經進入了阿秒脈衝的領域，我們可以看到電子氣泡來回搖擺。 」
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燈光和攝像頭就位！ 科學家讓原子成為這套作品的主角，這是對量子科學未來的一瞥
AI尋找外星人
人工智慧技術已被應用於尋找外星生命。 2023年初，《自然天文學》上的研究介紹了人工智慧技術在長期尋找智慧型外星生物方面發揮的關鍵作用。 多倫多大學（University of Toronto）的一名本科生在乙個國際研究團隊中對深度學習進行了測試，以尋找外星文明。
研究小組訓練了乙個人工智慧系統來識別自然天體物理過程無法產生的訊號，並為其提供了由世界上最大的射電望遠鏡之一綠岸望遠鏡收集的超過150TB的超大型資料集。 人工智慧系統識別了 20,000 多個相關訊號。 其中，8具有技術特徵，例如可能向科學家表明另乙個文明存在的無線電訊號。
隨著越來越多的資料來自射電望遠鏡，必須有一種快速、有效的方法來整理這些資料，這就是這個人工智慧系統的用武之地。
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人工智慧加入尋找外星生命的行列：研究發現 8 個可能代表外星人存在的訊號
人工智慧探測火災，保護生命財產安全
人工智慧在防火方面也發揮著作用。 加州大學聖地牙哥分校雅各布斯工程學院和斯克里普斯海洋研究所等機構依靠 DigitalPath 的 AI 系統來預防火災。 借助 NVIDIA GPU 的強大功能，DigitalPath 的新系統能夠在發生火災時向加州各地的急救人員發出警報。
近日，DigitalPath系統成功探測到北加州的兩場**災害，每天探測到50至300次異常活動，為急救人員提供有價值的實時資訊;
DigitalPath系統可識別從不同攝像機角度捕獲的相同火災，並有效地將影象過濾到人類可以理解的水平。 每天處理 800 萬張影象，僅生成 100 個警報，即 125‰。
slworking2，發布在 Flickr 上。
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人工智慧如何幫助加州應對肆虐的野火
斯坦福人工智慧 5 小時 DNA 測序打破世界紀錄
基因測序可以幫助醫生快速準確地診斷遺傳疾病，降低疾病風險，而人工智慧可以讓基因測序飛得更快。 史丹福大學醫學院（Stanford University School of Medicine）的乙個科學家聯合團隊因使用人工智慧和加速計算技術的新型DNA測序技術而獲得了金氏世界紀錄。
臨床醫生只需 5 小時 2 分鐘即可從重症監護患者身上抽血以獲得 DNA 測序記錄並在同一天得出遺傳疾病診斷。 研究人員通過優化整個測序流程，實現了破紀錄的速度。
在牛津奈米孔的 Promethion 流通池上使用高通量奈米孔測序技術，他們能夠每小時生成超過 1000 億個鹼基資料 （Gigabase），並使用 NVIDIA GPU 在 Google Cloud 上加速鹼基測定和變異識別。
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5小時！ 史丹福大學研究人員創造了DNA測序技術的金氏世界紀錄
生成式 AI 加速藥物開發
藥物發現公司Insilico Medicine使用生成式人工智慧來開發用於衰弱疾病的新**。 該公司使用AI平台的候選藥物之一已進入特發性肺纖維化的II期臨床試驗，特發性肺纖維化是一種相對罕見的呼吸系統疾病，會導致肺功能逐漸下降。
英矽智慧型將生成式人工智慧應用於臨床前藥物開發過程的各個方面，包括識別藥物化合物可以靶向的分子、生成新的候選藥物、測量這些候選藥物與靶標的結合程度，甚至臨床試驗結果。
使用傳統方法完成這項工作花費了 4 億多美元，耗時長達 6 年。 但借助生成式人工智慧，英矽智慧型以 1 10 倍的成本和 1 3 倍的成本完成了這一切。
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患者福音：英矽智慧型利用生成式人工智慧加速藥物開發
總結
這些人工智慧在研究中的應用只是冰山一角，其背後的巨大潛力還有待充分挖掘。 我們相信，隨著AI技術的不斷完善和更多應用場景的開發，AI必將助力科研領域的更多創新和突破。