第八届“互联网+”
大学生创新创业大赛
优秀项目介绍
AI for
引
言
2023年4月9日，第八届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛冠军争夺赛在重庆大学举行。来自我校的“深势科技–AI for 新范式驱动药物和材料理性设计”项目斩获全国冠军。本期优秀双创项目介绍，带你了解该项目与项目背后的故事~
PART.1
项目介绍
项目致力于运用人工智能和分子模拟算法，通过创新性地融合跨尺度建模、高效采样、高性能计算等技术，在保持量子力学精度准确性的基础上，将分子动力学的计算速度提升了数个数量级，从而解决药物和材料的微观计算模拟难题。
团队由中国科学院院士领衔，汇集了近百名数学、物理等多个领域的优秀青年科学家和工程师，其中博士及博士后比例超35%。核心成员获得2020年全球计算机高性能计算领域的最高奖项“戈登贝尔奖”。
PART.2
什么是“AI for ”？
自从1956年提出“人工智能”这一概念以来，AI的发展已有七十余年，每次技术性的突破都为人类的未来开辟了新的可能性。而当AI与科学研究深度融合时，更会释放出无数种可能性，催化一场新的“科学革命”。
在深势科技成立之初，孙伟杰被AI行业人士、媒体等问得最多的一个问题就是：到底什么是“AI for ”？他通常会用一句话来概括：AI4S的本质就是尝试用人工智能来学习宇宙运行最基本的科学原理，再进一步去预测世间万物，尤其是自然界或者客观物质世界未来的现象和变化。
在孙伟杰看来，世界归根结底是由很多科学规律在支配运作，AI4S就是要用AI去学习世界运作的一系列科学原理。AI4S的出现改变了科学家们传统的研究方法，为研究微观世界、探索自然法则提供了全新的工具和视角。
“比如在日常生活中，我们可能靠牛顿力学去求解一个简单的物理方程，以此来预测实际物体的变化。但微观世界则更加复杂，有很多看不见、摸不着的微观粒子如电子、原子、分子等，它们其实也遵从一系列的物理模型。我们希望通过AI4S去对微观世界进行准确预测，并且根据药物研发、材料研发和科学研究的具体需求，来生成一款想要的新材料、一个新的化学分子等。”
目前，AI for 的发展为各个领域的发展带来巨大潜力，有望加速科学研究，推动科学发现，并解决基础研究中长期存在的一些挑战性难题。
北京是最早系统性支持AI for 的城市之一，2021年成立了北京科学智能研究院，集中力量推进原创性、引领性创新，推出了首个覆盖元素周期表70余种元素的深度势能原子间势函数预训练模型DPA-1。未来，北京市还将继续大力支持科学智能发展。
PART.3
走出“象牙塔”，他们的创业故事
深势科技两位创始人孙伟杰和张林峰是北京大学元培学院的同窗好友。读书时，两人经常探讨，如何用AI解决物理问题并为产业带去价值。
本科毕业后，孙伟杰留在北大念教育经济与管理学研究生，同时也在一家投资机构积累一些创投方面的知识和经验。“这段经历让我从不同的视角，生命周期的不同阶段，去观察一个组织。深入前沿科技的投资，让我更加笃定了科技一定要突破原有的生产力边界，从根本上提升行业解决问题的效率。”
张林峰则前往普林斯顿大学攻读博士，主要研究方向包括统计物理、分子模拟和机器学习，研究其在化学、生物和材料等方向的应用，师从理论化学界宗师 Car 和享誉国际的数学家鄂维南院士。彼时他已在海外发展了一系列机器学习与分子模拟结合的算法，发展了相应的开源社区，并逐渐产生了影响力。
每年假期，回国的张林峰会跟孙伟杰相聚。很久不见的好朋友一见面什么话题都聊，中间聊到了张林峰在统计物理、分子模拟和机器学习等方面的学术研究，孙伟杰产生了兴趣。2016-2017年，张林峰在普林斯顿做出突破性成就，让AI解决科学问题变成了一种可能。第一次讨论创业时，孙伟杰告诉林峰自己的理想：“做一家源自中国，影响世界的科技公司。”这跟张林峰的想法不谋而合。
左：创始人&首席执行官 孙伟杰
右：创始人&首席科学家 张林峰
“我的眼前看起来有很不错的一条路，可以毕业后去读博士后，然后在美国top学校里找个教职；但也有些更激进的可能性，例如提前毕业，直接做教职，等等。”但是，张林峰看到了计算模拟的发展处在一个历史的拐点上。第一，多尺度物理模型是基础，高性能模拟是引擎，机器学习是整合数据、连接不同物理尺度的桥梁。三者的共同发展让不同学科方向的人——数学、物理、化学、生物、材料、计算机、数据科学——走在了一起，也把从电子结构、到分子动力学、乃至宏观尺度的模型和数据放在了同一套框架下。第二，从底层创新到快速落地的链条正在被打通。当下的基础设施建设，将如同80年代的EDA软件，为未来材料、药物等相关领域和产业的发展提供源动力。
这样的发现让张林峰“因好奇心而激动不已、又因责任心而略有惶恐”。“创新-商业”的链条一端深入到最基础学科的创新，一端对接到一个个产业的具体问题。这样的未来将对每个人的认知、对大学教育、对研究范式、对产业发展都产生巨大的冲击。而这样的机会，并不适合在象牙塔中探索，必须勇敢的进入市场，发现真需求，解决真问题，接受“大集市”的检验和洗礼。
他因此决定回国，暂时离开熟悉热爱的象牙塔，转变定位，与彼此信任、志同道合的孙伟杰一起创业。
思考公司名字时提出了几个备选，其中最满意的是“深势科技”。对此，孙伟杰的解释是：“Deep 是我们底层技术方法的名称，用深度学习去拟和原子间相互作用的势函数。同时我们也觉得深度势能很有深意——靠深度思考积累品牌势能和行业势能；对于个人来讲，也是用这种方式激发深层潜能，因此我和林峰取了深度势能的简称，把公司命名为深势科技。” 2018年11月，孙伟杰在国内完成公司注册，“深势科技”顺利注册下来。
PART.4
核心竞争力
孙伟杰表示，所有创业公司的起点，一定是解决了一个重要但是别人不容易解决的社会问题，而重要问题的解决方案通常是由技术或者产品驱动的，所以早期阶段最重要的是对问题的解决，且要有远超出别人的效率。过去，药物和材料两大市场面临核心瓶颈。研发工作是以实验试错为主的研发模式，成本高、周期长，存在难以克服的局限性，可探索空间有限。
市场存在的痛点问题，往往预示着大机会的出现。“AI for 算法的突破，能够转变这些行业的研发模式，转变成像现在的飞机、汽车的研发一样，先做计算，再做非常少量的实验，去验证计算的结果就可以了。”
深势科技开创性地提出了「多尺度建模+机器学习+高性能计算」的革命性科学研究新范式，并推出了®微尺度科学计算云平台、®药物计算设计平台、建立了专注于解决“难成药”靶点的™动力学平台等微尺度工业设计基础设施，并通过多尺度建模和高通量计算与AI技术相结合，从创新设计到产业落地提供完整解决方案。颠覆了现有研发模式，打造“计算引导实验、实验优化设计”的全新范式，为药物、材料领域带来极具突破性的计算模拟及设计工具。
“我们要打造的这个全新微尺度工业设计和仿真平台，不局限于提供解决方案，更是为了打造一个服务于国际科学界的公共平台，实现从理念到范式，从算法到产品的全面创新。”孙伟杰如是说。
全球知名的达索系统将固体力学、流体力学、电磁学等物理模型与计算机的数值方法相结合，实现了在宏观尺度的工业仿真和优化，极大地解放了宏观尺度的工业设计的生产力。“我们希望将公司的产品打造成为微观世界的‘达索’系统。”
PART.5
深势科技的发展历程
孙伟杰介绍，深势科技由底层技术切入，相关成果在学术界产生了很大影响力，所以第一波目标客户是科学家们和高校里面的课题组。
在赛道的选择上，深势科技一开始切入的方向是药物研究领域。正如孙伟杰所言，药物研究赛道相对来说分工更为清晰、验证链条比较短、市场也比较大，“在任何一个环节上，我们用算法做出一个预测，立刻就可以有相应的实验设计来验证算得对不对”。以此为起点，深势科技很快在能源、新材料等领域也完成了很成功的应用案例。经过几年深耕，该公司打造了®科研云平台、®药物计算设计平台、®难成药靶标研发平台及 ™电池设计自动化平台等工业设计与仿真基础设施，形成立体产品矩阵，并推出了与之配套的行业解决方案。
目前，深势科技已在医药、材料、新能源等领域与多家头部客户携手合作，通过工业设计平台的赋能，构建从底层创新到产业落地的完整生态体系，展现了强大的科研与产业落地能力。
对于AI4S引领的科学变革，以及深势科技具备的领先科研技术水平和底层创新能力，资本也展示出了极高的热情。该公司曾经在一年半内连续完成了四轮融资，估值也迅速提升到数亿美元。
就在刚刚过去的8月底，深势科技宣布完成新一轮超7亿人民币的融资，投资人包括众源资本，和玉资本，正心谷资本， Delta等和多家产业资本。据悉，此轮融资资金将主要用于继续吸引行业内顶尖人才，深化从算法原始创新到工业软件及行业解决方案的全栈能力，并加强相关技术在生物医药、新能源、化工、半导体等场景的产业化落地及商业化推广。
孙伟杰也表示，深势科技的定位一直是做AI4S的基础设施建设者，为众多工业行业打造一套有效的软件工具和解决方案，为科技进步、产业升级、科技强国提供新动力。他还透露，公司的中期目标是在2025年能够基本建成微观尺度的工业仿真和研发平台。
PART.6
未来前景
作为AI for 行业的引领者和践行者，深势科技始终把探索前沿科学，深耕科技创新，落地应用实践，优化资源配置等作为业务发展的驱动力，牵引力。深势科技从现在到2025年的核心目标，是在药物、材料研发的各个环节打造一系列能够规模化替代实验的工业级算法，把以经验驱动的实验试错模式转变为“计算设计-实验验证”的理性迭代模式。
“一路走来，深势科技已经集结了从理论发展、算法攻坚、大规模工程建设到行业研发的一体化顶尖团队，未来更有信心为行业提供高效稳定、能打胜仗的解决方案。”
——孙伟杰
部分采访、图片来源于网络
文稿整理：王玥瑶
排版：韦兰
