北航与和光智成共建AI材料合成联合实验室

AI+材料科学：当“原子世界模型”从实验室走向生产线

6月底，北京航空航天大学和和光智成科技联合搞了个大动作——双方共建的“AI材料合成联合实验室”正式揭牌成立。与此同时，和光智成还宣布与北京数据集团、中关村数字经济产业联盟启动战略合作，目标直指垂类数据基础设施建设和产业落地生态的打造。北京市、海淀区相关领导，多位院士、专家学者和产业界人士都到场见证了这一时刻。

这个节点很有意思——恰逢“十五五”开局之年。人工智能正在全方位渗透到新材料从研发、制备到生产、应用的每一个环节，行业的研发范式和产业形态因此发生着深刻变革。北航与和光智成的这次联手，与其说是一次简单的校企合作，不如说是把高校的前沿科研能力与产业一线创新力量进行了一次深度融合。这背后，是国家“人工智能+”战略和新质生产力培育的实质性落地。

聚焦“合成鸿沟”：从原子尺度重新理解材料

“从陶器走向瓷器，人类花了数千年时间。从青铜器走到铁器，又用了数百年。”联合实验室学术委员会主任、中国科学院院士杨万泰在致辞时说了个很有意思的开场白。

材料科学的核心命题，说到底就是研究原子、分子之间通过物理和化学相互作用，如何形成“微观结构—宏观性能”的对应关系。这其实很像视频大模型——比如Sora，因为它能理解重力、碰撞这些物理规律，所以能生成以假乱真的现实画面。和光智成正在构建的“原子世界模型”，本质上也是在干类似的事：让AI理解原子与分子之间的相互作用力、化学键断裂这类底层微观规律。你可以把它想象成一个运行在数字世界里的“上帝视角”——在材料还没被真正合成出来之前，AI就已经在脑子里模拟完了它的演化过程和最终性能，然后才能据此设计、制备出具备目标功能的新物质。

从人类踏入材料科学这个领域的第一天起，科学家们就一直想做一件事：构建一个能解释和预测物质行为的“原子世界模型”。只不过在过去，这个模型是以数学方程、近似理论和经验公式的形式，碎片化地存在于科学家的头脑中——不完整，充满近似。现在，人工智能的介入正在引发质变：它让“原子世界模型”从科学家的头脑中“外化”出来，变成一个可计算、可迭代、可验证的智能系统。

联合实验室主任、北航教授刘宇宙点出了一个行业痛点：眼下AI for Material这个领域虽然热度很高，但普遍存在“重预测、轻合成”的倾向，最终的产业价值迟迟得不到落地验证。用他的话说：“AI+材料领域最被高估的是‘预测的胜利’，最被低估的是‘合成的鸿沟’。”材料科学的瓶颈从来不是“预测出来”，而是“合成出来”。一项新材料从概念验证到小试、中试，再到最终放大生产，整个周期动辄数年甚至数十年——预测，不过万&里长征的第一步。

和光智成追求的“原子世界模型”，正是要跨过这条鸿沟。它要构建的是一个从原子、分子尺度出发，能精确描述材料“成分—结构—性能”关系的完整认知与操作体系。这个模型以物理规律为底层约束，以AI模型为计算引擎，以智能实验室为验证场，以高质量实验数据为燃料，在“预测—验证—修正”的循环里持续迭代进化。

打通“最后一公里”：从书架到货架的校企协同

北京航空航天大学党委常委、副校长吕卫锋在致辞中强调，人工智能与材料科学的深度融合是国家战略。联合实验室要做的，就是依托北航的顶尖科研积累和人才储备，结合和光智成在AI+材料领域的技术闭环能力与产业资源，聚焦前沿交叉学科突破，深化产教融合，打造产学研协同创新的新标杆。

说到和光智成，这可能是全球为数不多具备“预测—合成—验证”全闭环能力，并且已经在多个场景完成工业级交付的企业。截至目前，它的技术已经到了航空航天、军工特种材料、光电材料、新能源材料等关键领域——依托核心技术突破，能把材料研发周期从“年”压缩到“月”，直接研发成本降低80%。

在底层技术上，和光智成已经拿下了无水无氧反应全流程自动化、多形貌固体高精度加料等行业级难题，分子活化能预测精度更是突破了“化学精度”的门槛。与此同时，企业积累了数十万条全球稀缺的高质量化学数据，其“计算—实验化学/材料高质量数据集”已通过国家级检验，被评估为“卓越”级别。

以“工业级交付”定义产学研协同新标杆

和光智成选了一条更难的路径，但可能也是更扎实的路径——它不只是一个输出计算结果的“工具商”，也不是只卖设备的“硬件商”，而是以工业级交付为硬指标，去构建一个可计算、可合成、可验证的原子世界模型。

联合实验室的独特之处在哪里？它不是一个停留在论文和模型里的“纸上实验室”，而是一个以产业应用为终点、以工业交付为标尺的新型研发主体。正如刘宇宙所说：“AI材料研发不能停留在论文和模型里，最终要落到产业价值上。”北航与和光智成共建的这个实验室，目的就是打通学术研究与产业应用之间的断点，实现从书架到货架的跨越，通过校企协同的方式，补齐合成能力这块行业短板。

成立仪式当天，和光智成与北京数据集团、中关村数字经济产业联盟宣布启动战略合作，共同推动材料数据生态建设，助力AI材料科研成果的规模化、产业化落地。这意味着联合实验室不仅在技术层面实现了突破，在数据要素流通、产业生态构建这类制度创新层面，也迈出了关键一步。

从跟跑到领跑：AI驱动下的材料研发新格局

新材料是国家制造业的基石，而原子世界模型的构建能力，直接决定了在这块基石上能盖多高的楼。放眼全球AI4M这条赛道，海外初创企业虽然融资规模亮眼，但多数仍停留在纯计算平台或早期研发阶段，还没有形成成熟的“预测+合成”闭环和工业交付能力。从这个角度看，联合实验室的成立，意味着中国在AI驱动材料科学这个前沿领域，正在从“跟跑并跑”迈向“领跑”的关键阶段。

“AI4M方兴未艾，最终能跑出来的，一定是能真正为客户创造产业价值的企业。”刘宇宙说。联合实验室将成为技术攻关与产业落地的核心载体，和光智成则会持续夯实合成端的工程化能力，推动我国新材料研发实现范式跃迁。

攀登珠峰有南坡北坡之分，和光智成选择的是从工业场景这条最难但最扎实的路径登顶——以原子世界模型为引擎，以工业级交付为标尺，向着“AI材料工场”的目标迈进。