零距离

中国团队历时8年打造“最强化学大脑”

机器化学家诞生记

在中国科学技术大学的机器化学家实验室，可以看见颇具科技感的一幕——一个体型“敦实”但动作灵活的机器人，在操作台之间穿梭，伸出机械手臂配制试剂。实验室另一边，年轻科研人员正输入指令，对机器人进行“隔空”控制。大部分情况下，这台机器人会自主思考实验的步骤和方案，像个不知疲惫的“小化学家”。

这是中国科学技术大学化学物理系教授江俊团队的“作品”，该团队开发了全球首个集阅读文献、自主设计实验、覆盖材料开发全流程的机器化学家平台，从数以亿计的可能组合中找到最优解来加快材料研发。“实验数据经处理后，输入到平有的计算大脑中，产生理实交融的人工智能模型，帮助科研人员优化实验方案。”江俊说。

江俊团队有近30位成员，其中多数是90后、95后。10月上旬，团队又添科研进展——通过开发和集成移动机器人、化学工作站、智能操作系统、科学数据库，他们研制出数据智能驱动的全流程机器化学家。

该研究成果论文已在最新一期《国家科学评论》学术期刊发表。国际审稿人评价说，该成果的“机器人系统、工作站和智能化学大脑都是最先进的”“将对化学科学产生巨大影响”。业内专家认为，机器化学家的研究工作脱离了传统试错研究范式的限制，展现出“最强化学大脑”指导的智能新范式的巨大优势，引领化学研究朝着知识理解数字化、操作指令化、创制模板化的未来趋势前进。

那么，一个“聪明”到会做化学实验的机器人是如何诞生的，其背后凝聚了年轻人怎样的努力和心血？中青报·中青网记者进行了采访。

“打造中国人自己的材料数据库”

随着化学研究的对象日益复杂化、高维化，传统研究范式成本高、周期跨度长的问题日益突出。近年来，科技界逐渐意识到数据对于学术研究和产业创新发展的重要意义，而大数据科学与人工智能技术结合的手段，也在先进材料研发中崭露头角。

团队核心成员肖恒宇是1995年生人，他本科就读于中国科学技术大学少年班学院，出于兴趣自学了人工智能。一次，他编写的一个智能程序出现问题，于是向时任班主任的江俊请教。江俊一针见血地指出，“算法没有问题，但算法依赖的实验数据过于片面”。

江俊发现，一段时间以来，我国科研团队会将科研数据写进英文论文，在国外期刊上发表，但等到要引用数据时，还得额外花钱去买。

“做中国人自己的材料数据库”，成了江俊的梦想。在他的影响下，肖恒宇等人一起踏上实现这个梦想的道路。

肖恒宇的同学霍姚远、冯超，学的是数学和化学，喜欢研究数据。2014年开始，三人收集数据、挖掘文献、寻找架构，江俊提供原理指导和研究资源。2016年，他们搭建了第一代材料数据检索平台，但使用反馈不太理想，有老师抱怨“数据不准确”。

肖恒宇等人意识到，数据不仅要多，还要优质。他们的数据库缺了最重要的一环——知识图谱，这导致数据质量良莠不齐，无法进行高效检索。

建立知识图谱并非易事，同学们要用专业知识区分数据的关联性，为图像打上识别标签，让电脑知道每个数据背后的物理意义。

团队成员、博士生张百成记得，最初全靠几位同学自己“打标签”，没日没夜地标注了几个星期，大家读文献读得头昏脑涨，却只完成了任务量的1%，几近绝望。

为此，江俊找到中国科大校团委，开展有奖读文献比赛，联合更多有专业背景的大学生参与。由此，他们产生了第一批高质量的标记数据。

“众人拾柴火焰高，大数据时代，要融合众智、整合资源。”张百成说，利用这批数据训练智能算法，他们实现了第一代化学命名实体识别程序，后续的标注任务，可以先让计算机自动识别，再进行人工检验，极大提升了效率。

最终，他们打磨出我国第一代材料科学知识图谱。2021年，团队用图谱赋予机器人“小来”科学思维，团队的自然语言处理技术也随之“鸟枪换炮”，机器自动阅读和识别的准确度提高到90%。

“将数据变为实际生产力”

2016年，肖恒宇参加互联网+创新创业大赛，获安徽省冠军、全国银奖。投资机构为他和团队提供第一笔创业资金。成立公司后，团队3次迭代知识图谱，建立了含9000万个化合物、1100万条化学反应路径的大规模材料数据库。团队还借此帮助一些科研单位解决技术难题。

譬如，某航天企业发现组合发动机中的金属配件材料需要改进，尝试多种方案都未能实现。肖恒宇等人用数据平台模拟出燃烧流场、大涡流场，并找到记忆金属设计配方，这为该企业节省成本4300多万元。

肖恒宇团队还迎来了意外之喜——他们在为该企业解决问题的过程中，收集了10万种合金演化结构数据和金属原子间相互作用能数据，这些反过来丰富和完善了他们已有的数据库平台体系。

“以往做研究时，有人习惯将数值往自己想要的方向去调整，但是研究需要数据多样性，要记录偏见、有误差的数据。”江俊坚信，数据是科研和产业的共同语言，数据库平台就是连接科研与产业的桥梁，要产生更多高标准的数据反哺科研，将数据变为实际生产力。

目前，该团队又建立了材料基因创新研究平台，建成亚洲最大的材料数据库平台——机数大材库。

江俊介绍，机器化学家平台具有更强的化学智能和广泛的新材料开发能力，涵盖光催化与电催化材料、发光分子、光学薄膜材料等领域，适用范围将随平台升级和拓展继续扩大。

“从不摆烂，从不应付交差”

每周开组会时，江俊只需要提出希望机器人解决的问题，学生们就会自己讨论实施方案。设备没有底层驱动程序，学生们就会攻关智能化升级。再后来开会时，江俊只能坐在一旁听着，甚至插不上话。

让他欣慰的是，几位有交叉学科背景的年轻在读博士，已经成长为团队“顶梁柱”：肖恒宇设计软件框架；张百成编写程序，让机器人读论文、提出科学假设、形成实验报告和方案；赵路远主攻电化学测试，负责烘干仪器、光谱仪等硬件的驱动程序开发。

25岁的赵路远学电子科学技术出身。在她看来，克服科研难题主要靠毅力。她和师弟曹嘉祺一起编写某驱动程序时，由于信息掌握不充足，无法准确理解调用接口，“我们反复联系仪器厂商和代理商，没有回应。我们决定自力更生。”

3周时间，两人就像两个机器人，除了吃饭睡觉外，重复做了3000次发送信号、等待反馈、记录响应等尝试，一点一点逆向试出了底层控制逻辑，成功实现了对机器人的远程控制。

“此时，仪器代理商主动找到我们，想要购买我们的驱动程序，我们觉得特别自豪。”赵路远说。

2021年，团队信心满满地开始机器人的首次试运行，不料，化学设备单独运行正常，但参与系统联调时却无法使用。大家排查到半夜仍然没有头绪。

这时，肖恒宇突然意识到化学设备和机械臂均使用了红外探测设备，可能会互相干扰。于是，他将机械臂换一个朝向，轻松解决了问题。

“往后的开发调试中，不同领域的仪器设备，不同系统的代码协议间，都出现了类似的 ‘磨合’难题，而我们通过交叉学科思维，将它们逐一击破。”肖恒宇说。

“一个方案受挫，大家不会摆烂，不会应付交差，而是反复测试，看看究竟哪个环节出了问题。”肖恒宇说，科研伙伴身上有着相似特质——对流程和技术的执着。完成任务时，团队成员总会想的比自己更多一点，不仅拿出方案，还会想好替代方案和若干发散选项。

在他看来，从开发测试，到改进迭代，再到升级，一个实验分支由一人全部负责，每个人都成长为“全能人才”。肖恒宇说，全身心投入科研时，所有知识都有用武之地。他一直自学3D动画。课题组拍摄科普片时，他还包办了分镜头和脚本撰写。

肖恒宇曾在宁夏回族自治区海原县一中支教。他利用闲置的传感器等仪器，搭建了两个小型实验室，带学生学化学、物理、信息，激发孩子们的科学兴趣。他一直有个梦想，希望带动更多年轻人合作研发更高水平、更具科研智慧的实验平台，让中国的智能化学闪耀世界。

中青报·中青网记者 王海涵 王磊 (来源：中国青年报)

来源： 中国青年报

澎湃新闻记者 戴越 薛莎莎 实习生 郭秋林

千年古都西安正在遭受着新冠疫情的冲击。据国家卫健委最新通报，12月31日0—24时，西安市新增本土确诊病例174例。自12月25日以来，西安单日新增报告本土确诊病例分别为155例、150例、175例、151例、155例、161例和174，7天内共报告1121例。

重压之下，千万名西安市民正在与疫情抗争。近日，澎湃新闻邀请了九名深处疫情旋涡、不同岗位的西安市民，请他们作为讲述者，分享疫情防控的点滴。

在他们当中，有两年前支援武汉如今仍在抗疫一线的护士，有保障村民生活供应的社区主任，有民警、消防员等公职人员，也有外卖小哥、出租车司机等民间志愿者和普通的西安市民，他们都在用自己的方式，尽自己的力量为西安早日战胜病毒而战。

陈荣霞 曾支援武汉的护士（疫情期间，抽调开展核酸检测工作，24小时待命状态）

我是西安医学院第一附属医院五官全科二科副护士长陈荣霞，这波疫情刚开始，我和同事们就已经抽调到核酸检测点采样了。这半个月，基本上都处于24小时待命、随时被抽调的状态。如果小区有确诊病例，单元楼要封控，我们也要上门入户给居民做检测。

陈荣霞给市民做核酸检测 受访者 供图

前几天，西安下大雪，我们早上10点多接到任务去检测点采样，11点大家就都到位了，通知的时候说早饭晚点吃，有可能吃不上午饭。上午有些着急，有的同事没来得及吃早饭就开始工作了。

刚下过雪，天特别冷，我们在寒风中全程站着采样，戴着两层手套，每采集一次，就要用消毒洗手液进行手部消毒，每次用消毒洗手液，就等于给手又降了一次温，最后大家手都冻肿了。

那天忙到晚上七八点，有同事实在坚持不住了，去上了个厕所，也算了稍微地休息了一下。虽然社区工作人员很早就把饭菜送来了，但是大家一心想再坚持坚持，尽快把小区居民采样工作完成，最后一直到全部采完，我们才吃饭，饭菜都凉了，后来去买了泡面吃。

陈荣霞给市民做核酸检测 受访者 供图

12月30日，我们被抽调到经开区，我把同事们分了组，分去不同的核酸检测点，31日又开始了新的核酸采样。

这波疫情开始到现在，我也差不多半个月没回家了，我老公是警察，在外地工作，没能回家，家里只有婆婆照顾两个孩子，老大上初一，因为要在家上网课，只能把孩子奶奶的微信拉进班级群里，老大用奶奶的手机上课。老二才四岁，两年前武汉疫情，我去支援时，老二才2岁，还不会喊妈妈，等我支援武汉回来，老二都能说整句话了。这段时间，我每天顾不上他俩，有时候打电话老二就问我为啥最近不回家。

崔拯 37岁的外卖小哥（现在作为志愿者，帮忙运送应急物资）

我叫崔拯，今年37岁，是一名土生土长的西安人，曾经服役西北某部队，现在是一名送外卖的送货小哥。这次西安的疫情给我的工作生活带来了很大的变化。从23号开始，西安全部社区封闭式管理，我们跑单也就比较困难了，有的小区不让进，有的地方必须要绕行，导致客户等餐的时间延长了好久，有时还会超时，但是客人会给与理解的，这点真的很好。

其实，封控之后我们的订单量是挺多的，但是站点不让跑了，说是别出去乱跑，即使不跑单也不能添乱。

前天（12月29号），我们作为志愿者去防疫站点报到了，想着能为抗疫出一点力量。记得第一天就进了社区，帮忙登记参与核酸检测的居民信息。30号开始帮忙运送防疫物资和应急物资，一天就跑了五个多小时，今天还没接到新的任务，在宿舍待命。看到曾经热闹的城市和小区现在都不怎么见得到人，希望疫情能快点过去。

12月30日，在西安市碑林区军工社区，外卖骑手志愿者崔拯（中）为参加核酸检测的市民核验信息。 新华社图

李夏妮 西安市鄠邑区涝店街道办主任（坚守农村防疫一线）

我们街道下辖19个行政村，常住人口两万多。这波疫情对基层的社区工作有着很大的考验。

西安市鄠邑区涝店街道办基层工作人员在村口查控点。受访者供图

实施封控措施后，我和同事开始召集村干部，安排村民居家隔离事宜，要给村民做思想工作，还要上门封户。每村村口设置一个查控点，24小时轮班，保证每个时间段都有2至4人值守，严格管理进出人员。村干部召集了村里的党员和其他热心村民作为志愿者，协助查控点工作。

在生活供应方面，我们这边暂时没什么困难。一方面是村民屋前屋后都种有蔬菜，之前他们也屯了一些，二是这两天我们按照区里的指示，按照每户100元的标准，免费给村民发放了大概3天的食材，有鸡蛋，方便面和蔬菜等。街道办公开了社区工作人员和村干部的手机号码，其他村民有缺米面油的，直接找工作人员统计，然后统一采购。

最初集中做核酸检测时，村民们防控意识不够，大家都生活在一个村子里，见面难免聊上几句，还不注意戴口罩，我们只能一遍一遍提醒他们带好口罩，保持一米距离。随着疫情的发展，这段时间他们的意识也提高了，有时都保持了两米的距离。

涝店街道办工作人员组织村民有序进行核酸检测。受访者供图

现在社区工作方面，主要是保证村民的生活供应，安排好核酸检测工作人员、志愿者的吃住行，检查村口的查控点值班人员的防护设备佩戴，监督居民居家隔离的落实情况等等。防控疫情之下，辛苦些是应该的。

于文虎 55岁的西安的哥 （标兵的哥帮忙运送核酸样本）

我开了20多年出租车，是西安一名老的哥了，全市3万多名出租车司机，只有100名标兵的哥，我就是其中之一 。

23号西安社区封闭以后，居民们都出不来家，大街上也没有啥人了，我也就没活可拉了。赶上志愿者服务队从出租车标兵车队征集志愿者，我就主动报名了。成了志愿者，我才有了通行证，想着为西安抗疫出一份力。

26号开始，我会开着我的出租车帮忙装运多个社区的核酸检测样本。一天最少四五趟，从小区送到鉴定中心，一趟最远的有八公里左右。我想着接触这些样本就像打仗冲在最前线，不过我有着全身的“武装防护”，也就没有害怕，但家里人还是有点担心。我劝了几天，他们也就放心了。这几天运送了二十多趟，几千例样本是有的了。

除了转运核酸，我有时也有其他任务。比如今天一早我就接到了指令，要帮忙送一名出院患者（非新冠疫情患者）回家。因为现在还能上路的车辆很少，所以经常会有这类的任务，比如谁家的老人要出行，我们也会管。

蒋波 雁环中路派出所副所长（流调任务艰巨期待回家陪伴家人）

12月12日，西安市雁塔区紫牛诊所新增一例本土确诊病例，我的抗疫任务正式开启，主要负责辖区内的管控摸排工作。

截至12月15日，我所在辖区又陆续出现多个新增确诊病例，流调任务艰巨。从那天开始到22号，七天的流调，可能是最累的七天。我们要把所有密接者找到，首先要听取确诊人员的自述，然后通过大数据手段与确诊人员自述比对，任务量极大。那几天，我平均一天可能就睡两到三个小时。

23号以后，流调任务统一归口市局后，我的任务也发生了变化。一方面，市里从我刑警队抽了十个人划到市局流调组，我负责对接流调组的同时，也分管了我们辖区内14个小区的工作任务，这其中有5个风控小区。现在我主要负责这5个风控小区的这个人员管控和执勤任务。

前几天，9岁的女儿给我写信说，“您虽然是个合格的警察，但是您不是名合格的爸爸。”这让我很愧疚，因为工作原因我太久没回家陪伴家人了。孩子需要我，但是疫情防控更需要我，我和所有一线的工作人员一样，一起努力，让我们的城市快点好起来，我也期待着好好抱抱孩子的那一天。

刘铭璇（化名） 西安未央区市民（疫情开始后，和家人居家隔离至今）

我是一名西安未央区市民，从12月23日凌晨居家隔离到现在，我和父母已在家隔离一周多了。家人的工作也全部在线上完成。

居家隔离之前，我家储备了一些食物，隔离后，小区内建了各种水果群、蔬菜群，我通过这些途径订购食物，政府也为中高风险地区准备了免费蔬菜，整体生活不算困难。隔离期间，我和爸妈的主要活动就是做做饭、做运动，同时关注着外边的疫情情况。

西安已经进行了多轮全员核酸检测。有一次都凌晨三四点了，温度很低，核酸检测点还有医护人员在工作，有一个怀孕五六个月的医护人员，坚持到半夜给市民做检测，真的觉得他们都特别伟大。

西安未央区市民 刘铭璇小区市民做核酸检测。受访者供图

在新闻里看到很多外地医护人员支援西安，全国是一家，疫情终将被战胜，广大市民也要对奋战在一线的医务人员、社区志愿者们多点体谅多点理解。

段婧文 志愿者 西北大学学生（支援核酸检测点工作）

我是一名大学生，00后，这波疫情刚开始那几天，学校团委发起了招募志愿者的通知，志愿者岗位一发布，大家“抢购”的速度堪比双十一。看到医护人员那么辛苦，我也想为抗疫做点什么，也报名成了一名志愿者。

12月23日，我第一次在学校东操场的核酸检测点上岗，主要负责核对区分混检试剂的信息。当天下午5:40分交接班后，我工作到晚上8点多。

第二天，我被安排到学校东门，维持核酸检测现场秩序。在没有喇叭的情况下，我和其他志愿者只能靠“喊”来提醒大家有序排队，保持安全距离。

最难的是，我们负责的片区老年人居多，他们没有智能手机，我们要挨个帮助他们登记。

西北大学学生段婧文作为志愿者支援核酸检测点工作。受访者供图

天气是真的冷，防护面罩总是被雾气打得糊掉，很难看清电脑屏幕。而且每接触一管检测试剂，都要像医护人员一样用酒精给手部消毒，真的冻手。

我们学校大约有两万人，每个医护人员的工作量都很大，他们采样时还要站着，采样期间几乎没有休息时间。我想呼吁市民们，对身边的医护人员、社区志愿者多点体谅，只要大家做好防护，疫情很快就能迎来拐点。

王高阳、王怡清 消防员 （“火焰蓝”奋战在抗疫第一线）

我叫王高阳，2000年1月出生，是个“00后”，2019年12月加入中国消防救援队伍，现在是西安市消防救援支队莲湖区自强西路消防救援站的一名战斗员。

自从西安市疫情管理以来，往日繁华的街道变得无比冷清，每个人都在翘首期盼，期望解封的那一天。身为一名消防员，我们每个人依旧坚守在岗位，确保人民群众生命财产安全。

疫情的特殊情况下，我们又多了一项艰巨任务：配合当地疫情防控部门完成工作。我每天完成营区消杀后，会穿戴好防护服，维护好消防站附近核酸检测点秩序；帮助街道办分发补给，发放医疗物资，贡献自己微薄的力量。今天我又接到了一项街办的特殊任务，配合相关人员进行消杀工作。

天气虽然寒冷，但防疫人员从未停下脚步。身为国家消防救援队伍的一员，分担防疫人员的工作任务，提高效率，为疫情防控贡献自己的力量。

我是王怡清，现任西安消防支队浐灞生态区消防救援大队金茂九路消防站副站长，三级指挥员。

12月31日是西安疫情封控的第八天，也是2021年最后一天，明天就是元旦节了。从27号以来，我和战友们连续几天配合防疫工作，前往周边小区进行核酸检测秩序维护等工作。昨天，我们消防队员们一早就穿上医用防护服，从早晨9点到下午4点多，始终坚守工作岗位，协助社区完成了4870余人次的采样。

今天没有要外出的任务，我带队的防疫小组在世园小型站隔离住宿，上午我与队员们就最近四天增援社区开展的防疫工作进行了工作小结。

在西安疫情防控的关键时期，疫情就是命令，努力完成上级分配的任务，我为我的队员们感到骄傲。

来源： 澎湃新闻