从科学AI到自主科学:自主科学发现的调查

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xiang wyatt zhangxiang wyatt zhang 提交
作者: Jiaqi WeiJiaqi Wei, Yuejin Yang, Xiang Zhang, Yuhan Chen, Xiang Zhuang, Zhangyang GaoZhangyang Gao, Dongzhan ZhouDongzhan Zhou, GuangshuaiWangGuangshuai Wang, Zhiqiang Gao, Juntai Cao, qiuZijie Qiu, Xuming He, Qiang Zhang, Chenyu YouChenyu You, Shuangjia ZhengShuangjia Zheng, Ning Ding, Wanli Ouyang, Nanqing DongNanqing Dong, Yu Cheng, Siqi Sun, Lei Bai, Bowen Zhou

摘要

人工智能(AI)正在重塑科学发现,从 专门的计算工具演变为自主的研究伙伴。我们将 Agentic Science定位为更广泛的AI for Science范式中的一个关键阶段, 其中AI系统从部分协助发展到完全的科学自主性。 通过大型语言模型(LLMs)、多模态系统和集成 研究平台,智能AI在假设生成、 实验设计、执行、分析和迭代优化方面展现出能力——这些行为 曾被视为人类独有的。本综述提供了跨生命科学、化学、材料 科学和物理学的领域导向的自主科学发现回顾。 我们通过一个连接基础能力、核心 流程和领域特定实现的综合框架,统一了三个先前分散的视角—— 流程导向、自主导向和机制导向。 在此框架的基础上,我们 (i) 追溯AI for Science的演变,(ii) 识别支撑科学自主性的五项核心能力,(iii) 将发现建模为一个动态的四阶段工作流程,(iv) 回顾上述领域的应用,以及 (v) 总结关键挑战和未来机遇。 这项工作建立了自主科学发现的领域导向综合,并将Agentic Science定位为推进AI驱动研究的结构化范式。
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