專題：人工智能賦能新材料研發

《科技導報》2025年第24期出版了“人工智能賦能新材料研發專題”，刊登了《 》《 》《 》等文章。

本專題 聚焦人工智能驅動材料科學革命的整體圖景， 揭示 人工智能正作為核心驅動力，貫穿從原子結構設計、顯微組織解析到宏觀性能預測的材料研發全鏈條，標志著材料科學進入一個以數據智能和自動化為主導的新時代，為加速新材料的發現與產業化注入了強大動能。

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卷首語

01

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路甬祥

作者簡介：路甬祥，流體傳動與控制專家、中國科學院院士、中國工程院院士、中國機械工程學會榮譽理事長、中國產學研合作促進會名譽會長，曾任浙江大學校長、中國科學院院長、第十屆及第十一屆全國人大常委會副委員長、中國科學技術協會副主席。研究方向為流體傳動與控制。

路甬祥

新時代背景下，中國正從跟蹤模仿轉向自主創新。設計作為推動產業升級、改善人民生活、影響全球市場的重要力量，隨技術演進不斷發展，當前已進入大數據與人工智能驅動的階段。創新設計，不僅是科技與產業創新的先導和藍圖，更是全面建設中國特色現代化制造強國通向未來美好生活的橋梁，需要全社會共同參與、凝聚智慧，并積極參與國際標準制定。

科技評論

02

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劉穎慧、魏進武、張溶芳、蔡一欣、李堃

作者簡介：劉穎慧，北京交通大學電子信息工程學院，中國聯合網絡通信有限公司研究院，高級工程師，研究方向為數據流通；魏進武（通信作者），中國聯合網絡通信有限公司研究院，教授級高級工程師，研究方向為衛星互聯網與大數據。

數據成為生產要素，隱私計算是保障其安全流通的關鍵技術之一，但各類隱私計算平臺各自為政，形成了新的“平臺孤島”，因此，推動不同平臺框架的互聯互通是業界亟待解決的難題。

本文闡述了隱私計算平臺互聯的現狀（①以金融行業為中心的、代碼閉源隱私計算平臺互聯互通②以互聯網企業為中心的、開源研發生態。③點狀的以自研平臺為中心推進的、閉源的互聯互通實踐）、技術方案（①節點互聯②算法互聯）、面臨的挑戰（①技術：底層算法、數據格式不兼容②安全：流程復雜增加泄露風險監管難③性能：跨域通信、異構平臺致效率瓶頸④生態：各方利益難協調），認為構建兼容并存、大規模公開互聯、小規模封閉互聯的模式可能成為未來隱私計算互聯互通的重要模式。

隱私計算平臺互聯研究內容

本刊專稿

03

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李德仁、郭昊南

作者簡介：李德仁，武漢大學測繪遙感信息工程全國重點實驗室，教授，中國科學院院士、中國工程院院士，研究方向為攝影測量與遙感；郭昊南（通信作者），武漢大學測繪遙感信息工程全國重點實驗室，博士后，研究方向為遙感智能解譯。

時空智能在萬物互聯與數字孿生時代具有核心地位，對人工智能的應用具有拓展作用。文章論述了其作為新一代基礎設施的核心內涵（測繪遙感地理信息學的數字化、信息化、網絡化、智能化、實時化）與技術體系（PNT→PNTRC），并詳細闡述了其如何作為關鍵驅動力，通過提供精準、實時、智能的時空信息服務，賦能低空經濟、自動駕駛、智慧電網等多個戰略性產業，助推新質生產力發展，提升中國在相關科技領域的自主性與安全性。

手機多源融合室內定位

特色專題

04

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董樊麗、肖志鵬、李艷輝

作者簡介：董樊麗，上海交通大學材料科學與工程學院、上海交通大學內蒙古研究院，副研究員，研究方向為新材料戰略。

本文綜述了人工智能驅動先進材料研發的核心進展（成分與結構設計、性能預測與仿真、合成優化及工業實踐）、技術方法與實踐挑戰（技術突破、工業級實踐；數據稀疏性、模型可解釋性、跨尺度物理機制融合等），揭示了AI如何通過數據驅動、物理嵌入建模與實驗自動化重構材料科學研發范式，從經驗試錯轉向智能化設計，以加速新材料發現與產業化進程。

研究的總體框架

05

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沈春光、孫碩、徐偉、鄭士建

作者簡介：沈春光，河北工業大學高性能軋輥材料與復合成形全國重點實驗室、河北工業大學天津市材料層狀復合與界面控制技術重點實驗室，副教授，研究方向為基于人工智能的鋼鐵材料計算設計；徐偉（通信作者），東北大學數字鋼鐵全國重點實驗室，教授，研究方向為金屬材料基因工程；鄭士建（共同通信作者），河北工業大學高性能軋輥材料與復合成形全國重點實驗室、河北工業大學天津市材料層狀復合與界面控制技術重點實驗室，教授，研究方向為金屬材料。

基于AI技術的微觀組織識別及定量化兼具高精度和高效率的優勢，有力推動了高通量組織分析技術的發展。

本文綜述AI如何革新金屬材料微觀組織的識別與定量分析范式。指出，AI（特別是深度學習）正推動該領域從依賴人工經驗、效率低下的傳統方法，向自動化、高通量、高精度的智能分析轉變，并通過應對“小樣本”與“復雜組織”兩大核心挑戰，為加速新材料研發提供了關鍵技術支撐。

金屬材料微觀組織分析中常用的AI技術及其特點

06

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許鳳、劉玲、張超、朱杰、張瑋婷、董昊、黃浩、高明、喻學鋒

作者簡介：許鳳，中國科學院深圳先進技術研究院，助理研究員，研究方向為纖維增強復合材料；高明（通信作者），中國科學院深圳先進技術研究院，高級工程師，研究方向為材料復合與智能改性技術；喻學鋒（共同通信作者），中國科學院深圳先進技術研究院，研究員，研究方向為材料智能創制。

隨著數據資源獲取、深度學習演化和模型推理生成等技術的不斷發展，數據驅動方法憑借其在挖掘高維非線性關系、構建代理模型及處理多模態數據方面的獨特優勢，為纖維增強復合材料的性能預測提供了強有力的工具。

本文闡述了數據驅動人工智能技術（特別是機器學習與深度學習）如何通過構建材料數字化表征與智能預測模型，革新纖維增強復合材料性能預測的傳統范式，實現對其力學、熱學、聲學及電學性能的高效、精準預測，并探討了提升模型可信度（可解釋性分析、不確定性量化技術）、應對挑戰及未來向全生命周期數字孿生發展的方向。

DL模型框架

研究論文

07

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張杰、牛晨

作者簡介：張杰，西南石油大學教授，研究方向為清潔能源安全高效利用裝備、管道與壓力容器服役安全。

儲熱作為一種新型儲能技術被廣泛地應用在清潔供暖、火電靈活性改造、綜合能源服務等多個能源細分領域。

本文分析對比了跨季節儲熱技術的技術原理（顯熱儲熱、潛熱儲熱、熱化學儲熱），綜述了跨季節儲熱技術知識產權發展情況，為建筑冬季采暖、煤改清潔能源、區域能源供給提供新的技術路線。最后對跨季節儲熱技術未來發展進行展望，指出該技術能有效解決可再生能源在時間與空間上的供需不匹配問題，具有低碳、經濟與規模化應用的巨大潛力。

跨季節儲熱系統流程

政策建議

08

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陳海航、胡恒、岳奇、丁寧、何菁蕊

作者簡介：陳海航，自然資源部寧波海洋中心，工程師，研究方向為海洋監測和評價、海洋生態環境治理；胡恒（通信作者），自然資源部海洋空間資源管理技術重點實驗室，國家海洋技術中心，副研究員，研究方向為海洋空間規劃與產業政策。

近年來，中國海上風電裝機容量持續增長，雖然相關資源豐富，但面臨核心制度瓶頸——用海管理政策缺失與監管挑戰。文章提出了構建從空間摸底到立體監管的“規劃-政策-監管”全鏈條閉環管理體系的對策建議，旨在為深遠海風電科學、合法、有序開發提供制度保障，支撐產業向深遠海規模化、集約化發展。

科技人文

09

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黎潤紅、戚文秀

作者簡介：黎潤紅，北京大學醫學人文學院，助理研究員，研究方向為醫學史。

侯云德是中國著名的醫學病毒學家，中國工程院院士，國家最高科學技術獎獲得者。

侯云德

圖片來源：光明網

本文以侯云德院士的2份入黨材料為核心史料，輔以科研論文、獲獎材料與訪談記述，采用文本細讀與科學社會學的綜合方法，考察了其入黨信仰如何進入科學生涯的關鍵選擇。通過比對侯云德1956年入黨志愿書與1980年入黨申請書及其干擾素研究的發展路徑發現，侯云德將學術生命與國家所需緊密相連，以“國家所需、人民所盼”為宗旨，堅持“科研為民”，推進成果產業化，體現出信念堅定、報國為民、淡泊名利、甘于奉獻的科學家精神。

本期科技新聞

《科技導報》創刊于1980年，中國科協學術會刊，主要刊登科學前沿和技術熱點領域突破性的研究成果、權威性的科學評論、引領性的高端綜述，發表促進經濟社會發展、完善科技管理、優化科研環境、培育科學文化、促進科技創新和科技成果轉化的決策咨詢建議。常設欄目有院士卷首語、科技新聞、科技評論、本刊專稿、特色專題、研究論文、政策建議、科技人文等。