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AI×機器人驅動物質發現新范式 | 電解液配方優化平臺

更新時間:2025-09-02瀏覽:134次

新物質的發現,遵循 “設計—制造—測試—分析"(DMTA)的迭代過程。人工智能在物質發現領域實現了分子結構的智能設計,猶如在數字世界進行一場實驗,我們稱之為 “干實驗"。然而,要讓這些數字設計真正落地并持續優化,必須通過物理世界的實驗與驗證,我們稱之為 “濕實驗"。真實世界的實驗也能產生有效數據反哺數字世界的模型,優化模型預測、判斷和設計。但在實驗執行和數據收集方面,傳統的人工實驗逐漸成為效能瓶頸。實驗通量低、誤差易累積、主觀性難避免。而機器人化學基于精密硬件和自動化技術,能 7×24 小時不間斷工作,每日完成上千次實驗,將操作誤差壓縮至 5% 以下,極大地提升實驗效率與數據的可靠性。


在當今科技創新的前沿領域,人工智能與自動化技術的融合正引領著一場物質發現研發范式的深刻變革。晶泰科技憑借其智能自主實驗平臺,將數據驅動的AI預測模型與自動化機器人技術無縫整合,構建了一套高效、自主驅動的物質發現體系。這一創新體系不僅加速了化學空間的探索進程,更為制藥、新材料等行業研發提供了全新的基礎設施,重新定義了物質發現的速度與效率邊界。

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數據驅動的AI應用范式


在 AI 行業應用中,數據作為基礎性要素,構成了整個智能系統的基石。其核心邏輯遵循 “數據→模型→應用→解決方案" 的正向循環:高質量的數據通過訓練 AI 模型產生智能自主能力,模型能力轉化為具體行業應用場景,最終落地形成可復用的解決方案。這一閉環體系確保了 AI 技術能夠持續從數據中學習、優化并創造價值。


晶泰科技智能自主實驗平臺聚焦數據資產的全生命周期管理,從收集、治理到應用,構建了一套完整的數據資產管理體系。結合 AI 模型和自動化機器人打造的實驗工站,以前所未有的速度完成智能實驗執行和高效數據治理,實現了基于算法的 AI 分子設計和反應預測與自動化機器人合成實驗的迭代閉環,快速探索廣袤的化學空間。


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干濕實驗閉環技術路徑


晶泰科技通過三大核心技術組件構建了領先的智能自主實驗平臺,形成了 “算法設計→機器人實驗→數據反饋→模型迭代" 的完整閉環。這一創新架構突破了傳統化學研究的效率瓶頸,以前所未有的速度推動物質發現進程。通過這一技術架構,平臺實現了 AI 分子設計、方案預測以及自動化機器人實驗的迭代閉環。


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應用案例:
晶泰科技電解液配方優化平臺


晶泰科技的電解液配方優化平臺由三大模塊構成:通用人工智能、專有大模型,以及自主實驗室


通用人工智能模塊主要實現文獻和專利等公開數據的采集和知識庫的構建,為項目開展提供原料庫和初始配方;專有大模型模塊實現分子設計、性質預測、配方優化以及機理解讀等功能,推薦新的配方;自主實驗室模塊實現配方的自動化精確制備和表征,驗證算法推薦的配方,并產生新的實驗數據,為算法模型的優化提供物質支持。三個模塊的有機結合,能夠高效實現預期指標的電解液配方。

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電解液配方優化平臺工作流程


晶泰科技的電解液配方優化平臺工作流程分為六步,分別為確定應用場景、生成初始配方、構建性質預測模型、采用模型推薦新配方、自動化配方制備和表征、以及定向分子設計及合成,其中 3 到 6 步為迭代形式來獲得滿足要求的電解液配方。


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第一步,由項目組科學家確定應用場景,比如需要針對高電壓和寬溫度場景,優化新的電解液配方;


第二步,構建項目相關的專題知識庫及結構化數據處理。首先通過提示詞定制檢索模板,利用大語言模型評分,篩選高相關文獻和專利,構建專題知識庫;其次,采用 LLM、OCR 等多模態 AI 模型,從文獻和專利中采集出項目相關的數據;


第三步,采用量子物理模擬計算以及深度學習模型,不僅可以對相關性質進行預測,還能根據預期性質進行結構生成,用于新添加劑分子的設計;


第四步,根據我們選用的物料體系,采用多目標貝葉斯優化等方法,生成新的配方組合及比例,用于實驗制備和測試;


第五步,自動化配方實驗,依托晶泰科技自研的自動化及數字化電解液配方優化平臺,實現配方的精確配置、數字化記錄、及表征測試等功能,從而驗證算法推薦的配方有效性,并產生新的實驗數據,進一步優化算法模型;


第六步,如果在已有的化合物組分空間,通過不同配比,不能獲得滿足目標性質的配方,就需要把化合物選擇空間拓展到新的化學空間,通過定向分子設計及合成模塊來實現。如:使用晶泰的 XMolGen 軟件,通過商業砌塊庫進行符合化學反應規則的 R 基替換生成新分子。任務完成后,可以輕松進行查看、編輯、保存、導出和排序等操作。生成的分子兼具新穎性和可合成性,并可通過自動化平臺快速合成。


在全球能源轉型加速與動力電池性能升級的雙重驅動下,電解液作為電池開發的重要部分,其配方創新已成為突破高能量密度、長循環壽命、寬溫域適應性等關鍵指標的核心瓶頸。傳統研發模式因依賴經驗試錯、數據利用率低、實驗成本高昂等問題,難以滿足行業對研發效率與精度的迫切需求。在此背景下,電解液配方優化平臺的構建成為必然趨勢——它通過人工智能技術實現文獻專利數據的結構化解析、分子設計與性質預測,并依托自動化機器人工作站完成配方的高精度制備與表征,形成 “AI 預測-機器人驗證" 的閉環迭代,有效解決了研發周期長、數據碎片化、實驗重復性差等痛點。這種 “AI+機器人" 的技術賦能模式,不僅可以將電解液研發周期縮短,更推動行業從 “經驗驅動" 向 “數據驅動" “智能驅動" 轉型,成為新能源新材料企業構建核心競爭力的關鍵基建。

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AI×機器人驅動研發智能變革


晶泰科技智能自主實驗平臺,以 200 多種垂直領域 AI 模型融合打造化學超級大腦,指導物質結構與實驗設計;以實驗室自動化機器人高效完成高通量精準化學執行與數據治理;機器人收集的真實場景結構化數據再反哺訓練 AI 模型,讓預測更準、設計更優。晶泰科技智能自主實驗平臺通過 AI 與機器人的協同,實現了從 “經驗驅動" 到 “數據驅動" 的研究范式轉變,為物質發現領域帶來雙重突破性價值。


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技術整合者

突破核心技術難點,整合 AI 算法、自動化控制、數據分析等多領域技術


場景適配者

提供跨功能、跨行業、跨領域的智能實驗室解決方案,滿足多樣化需求


范式革新者

以 “AI×機器人" 構筑物質發現新范式,打造行業研發新基建


晶泰科技目前擁有 5000 平米的自有智能自主實驗室,充分賦能內部業務研發場景,并積累技術應用經驗。同時,智能自主實驗平臺產業化落地成果已擴展到生物醫藥、新能源、新材料、石油化工、中藥現代化、化學自動化等領域,平臺已廣泛應用于涵蓋有機合成、配方優化、催化劑研發和電解液工程等合成化學研究場景。




 

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