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MindSpore SPONGE第五季暑期学校圆满收官—— AI与分子科学融合创新,加速计算生物“产学研”一体化生态

MindSpore SPONGE第五季暑期学校圆满收官—— AI与分子科学融合创新,加速计算生物“产学研”一体化生态

MindSpore SPONGE第五季暑期学校圆满收官—— AI与分子科学融合创新,加速计算生物“产学研”一体化生态

8月18日~22日,由昇思MindSpore开源社区携手北京大学、昌平实验室、深圳湾实验室举办的MindSpore SPONGE第五季暑期学校在杭州西湖大学正式开幕。本次活动以“AI赋能分子科学前沿与实践”为主题,汇聚领域内顶尖学者与青年科研人才,通过为期五天的理论课程与实操训练,推动分子模拟软件生态建设与交叉学科创新。

# 01 AI驱动分子科学跨尺度模拟新突破

北京大学高毅勤教授作《分子计算的AI变革》主题报告,他系统阐述了分子科学中跨尺度模拟所面临的挑战,并指出传统计算方法在从微观分子到宏观细胞乃至组织层面的模拟中存在效率与精度难以兼顾的瓶颈。他强调,通过引入AI技术——尤其是生成式学习和表示学习——能够将分子信息高效压缩与重构,实现多尺度信息的融合与交互。基于MindSpore SPONGE框架,团队发展了融合科学计算与AI的建模方法,提升了计算效率与物理可解释性,并逐步构建起支持干湿实验迭代与智能设计的科学计算智能体平台ADAM,推动从分子到细胞水平的智能化科学研究。

# 02 AI赋能科学,自主创新未来

西湖大学徐益明讲席教授、副校长、理学院执行院长邓力教授指出:"本次MindSpore SPONGE暑期学校侧重介绍学科前沿知识和尖端技术,鼓励年轻人敢闯敢试。这与西湖大学致力于培养富有社会责任感的拔尖创新人才的理念一致。"他高度肯定MindSpore SPONGE等分子模拟工具在实现技术自主路线中的关键作用,并寄语青年学子在AI与科学的交叉地带催生突破性成果。

# 03 打造AI原生科学计算新范式

华为软件领域昇思MindSpore科学家于璠博士系统回顾了MindSpore SPONGE暑期学校五年发展历程。他指出:"昇思MindSpore作为全场景AI框架,已构建生物计算、流体仿真、化学材料等十大科学计算套件,支撑抗体设计、气象预测等重大成果落地。"通过昇腾硬件与昇思MindSpore AI框架协同优化,实现千亿参数大模型训练效率提升30%,并在蛋白结构预测、分子动力学模拟等领域形成自主创新技术高地。他强调开源共创生态是推动科研范式变革的核心引擎。

# 04 聚焦前沿:五天深度沉浸,五大模块系统进阶

DAY1 系统介绍了SPONGE分子模拟软件的核心特性:深度融合AI、高性能、模块化设计,支持增强采样与自由能计算。新推出的AI原生MindSpore SPONGE实现了在深度学习框架下的分子动力学模拟与“训推一体”的高效化学反应计算。内容涵盖分子动力学基础、增强采样、FEP计算以及AI for Science最新进展。

DAY2 聚焦SPONGE软件的核心功能与实际应用,通过蛋白质-配体结合、高分子聚合物模拟等案例,展示其在经典分子动力学与AI增强模拟中的实用性。学员通过Jupyter Notebook实战,全面体验从能量最小化到增强采样的模拟流程,理解其基于自动微分与类AI架构的创新。

DAY3 深入探讨AI辅助蛋白质结构预测,包括共进化信号提取、Transformer与扩散模型的应用,以及AlphaFold2/3的架构与优化。下午课程强调实验数据与计算预测的结合,提升复合物结构预测精度,并指导学员完成从单体到复合物的全流程预测实践。

DAY4 重点解析AI驱动的分子对接技术与计算优化,涵盖药物设计、结合位点预测、构象采样与打分函数,介绍基于MindSpore的创新工具(如图神经网络对接框架和优化后的AlphaFold推理方案),通过算子融合与显存压缩实现性能显著提升。实践环节学员完成了从数据预处理到对接分析的全流程操作。

DAY5 围绕AI智能体在科学计算中的应用,讲解其核心机制(如function calling、RAG、多智能体协作等),并探讨在分子动力学、第一性原理计算中的实践与挑战。学员通过SPONGE Agent和ABACUS Agent体验了从自然语言交互到结果可视化的自动化计算,深入感受智能体技术降低科研门槛、提升效率的潜力。