2014年從美國回來(lái)后A策略，李金金就回到了母校上海交通大學(xué)任職，之后一直在上海教書(shū)、生活。2024年年初，她第一次去新疆，目的地是與烏魯木齊直線(xiàn)距離500多公里的伊寧。關(guān)于這趟長(cháng)途旅行，她并非沖著(zhù)早已紅透互聯(lián)網(wǎng)的那拉提、賽里木湖、薰衣草花海，而是位于川寧生物（301301.SZ）廠(chǎng)區內的幾十個(gè)4層樓高、近500噸重的金屬罐子。
在別人可能還在讀博士的年紀，李金金29歲時(shí)就成為上海交通大學(xué)里最年輕的博導、教授之一，如今主持著(zhù)上海交大人工智能與微結構實(shí)驗室（Artificial Intelligence and Micro Structure Laboratory, AIMS - Lab）。近期，她解決發(fā)酵行業(yè)的一個(gè)百年難題——“黑箱白化”，這一技術(shù)填補了全球AI技術(shù)在“時(shí)序依賴(lài)型工業(yè)控制”中的空白。
從“試錯模式”到“智能模式”
發(fā)酵技術(shù)作為生物制造的核心手段，廣泛應用于食品、醫藥、能源及化工領(lǐng)域。中國生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)規模穩居全球首位，年產(chǎn)量超7000萬(wàn)噸，氨基酸、維生素等核心產(chǎn)品占全球總量的60%~80%。
“生物發(fā)酵領(lǐng)域極為特殊，它受時(shí)間因素影響較大，微生物在各生長(cháng)階段的差異性巨大?！崩罱鸾饘Φ谝回斀?jīng)稱(chēng)，數百年來(lái)，人類(lèi)發(fā)酵工程師始終極其依賴(lài)于固定參數與人工經(jīng)驗，但依然難以應對微生物代謝的動(dòng)態(tài)變化，這也成為了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域難度最大的環(huán)節之一，“甚至毫不夸張地說(shuō)，哪個(gè)國家能在發(fā)酵領(lǐng)域掌握最新技術(shù)，那么這個(gè)國家，就能在全球最‘高精尖’的生物制造領(lǐng)域搶得先機”。
川寧生物是全球最大的抗生素中間體發(fā)酵企業(yè)，也是我國抗生素鏈主企業(yè)。李金金回憶稱(chēng)，進(jìn)入廠(chǎng)區的第一印象是，“在祖國的西部邊疆能有這樣一個(gè)大型科技企業(yè)，讓像我這樣一個(gè)一直在大學(xué)里做人工智能研究的科技工作者感到挺吃驚?！?/p>
讓她更為驚訝的是，在如此偏遠的地區，有近3000名高素質(zhì)工程師在工作，且是24小時(shí)輪班工作A策略，“但哪怕是經(jīng)驗再豐富的工程師，在調整發(fā)酵過(guò)程時(shí)，也不可避免地會(huì )出錯，那么失誤率和事故率也會(huì )跟著(zhù)變高，最終導致產(chǎn)量不可控?？股匕l(fā)酵周期長(cháng)達7天，即便經(jīng)驗豐富的工程師從第一天一直跟進(jìn)到第七天，也很難確定最終產(chǎn)量?！?/p>
那時(shí)，李金金意識到，整個(gè)發(fā)酵過(guò)程極為復雜，“屬于高維度、復雜、非線(xiàn)性問(wèn)題。對于7天的發(fā)酵周期，一天24小時(shí)，每分每秒都很關(guān)鍵，而且發(fā)酵參數眾多。我當時(shí)就想，如果能用人工智能代替人類(lèi)的部分工作，那對整個(gè)發(fā)酵行業(yè)將產(chǎn)生極為重大的影響，起碼工程師們不用再‘三班倒’了，事故率可以大大降低。更重要的是，每一批次的產(chǎn)量可控性大大增強，我們想要達到什么樣的產(chǎn)量，在提前進(jìn)行數據運算時(shí)就能預測出來(lái)。這樣一來(lái)，生產(chǎn)的可控性、操作性和清晰性都會(huì )有極大提升，產(chǎn)量也會(huì )相應提高?！?/p>
經(jīng)過(guò)一年多時(shí)間的聯(lián)合研究開(kāi)發(fā)，雙方共同打造的“基于遷移學(xué)習和物理可解釋的小樣本AI工業(yè)自動(dòng)控制系統”（下稱(chēng)“該AI自控系統”）終于發(fā)揮出了巨大效用。
川寧生物總經(jīng)理鄧旭衡對第一財經(jīng)稱(chēng)，從目前實(shí)驗數據來(lái)看，由該AI虛擬工程師所調控的實(shí)驗罐的發(fā)酵水平已全部高于原有未使用AI調控的發(fā)酵罐水平，按照相同物料投入，AI所調控的發(fā)酵罐平均產(chǎn)量超出對照組3%~5%，并且隨著(zhù)新批次數據的喂入，多次迭代后有望持續提升發(fā)酵產(chǎn)量。
他進(jìn)一步解釋稱(chēng)：“當AI系統基于我們的歷史數據構建的模型落地時(shí)，短短30天便實(shí)現了這一（3%~5%）產(chǎn)量的提升。隨著(zhù)AI系統在穩定高產(chǎn)的數據持續喂養下不斷迭代，產(chǎn)量提升曲線(xiàn)會(huì )以很快的曲率上揚，從5%、10%、15%……按照公司每年近60億元產(chǎn)值預估，提升10%對應提升20%以上的凈利潤水平。AI會(huì )以人類(lèi)難以企及的速度與精度，無(wú)限逼近發(fā)酵工藝的理論極限，徹底顛覆對工業(yè)生產(chǎn)的傳統認知邊界?！?/p>
引入“時(shí)間維度”概念的AI
人工智能在工業(yè)上的應用，本質(zhì)上是一場(chǎng)生產(chǎn)關(guān)系的革命?！吧锇l(fā)酵技術(shù)是生物制造的基石，通過(guò)該AI自控系統提升產(chǎn)量與良率，可進(jìn)一步鞏固‘中國供應—全球需求’的格局，迫使一些西方大國在加征關(guān)稅時(shí)面臨其國內醫藥、飼料行業(yè)成本激增的反制壓力?！崩罱鸾鹑缡钦f(shuō)。
更為重要的是，在李金金看來(lái)，該AI自控系統首次將“時(shí)間維度”引入工業(yè)控制領(lǐng)域，解決了生物發(fā)酵這一復雜動(dòng)態(tài)過(guò)程的實(shí)時(shí)預測與調控的國際難題?！斑@打破了人類(lèi)經(jīng)驗主義，以及‘無(wú)法考慮時(shí)間因素’的主流AI大語(yǔ)言模型的束縛，將生物制造推進(jìn)至‘模型定義生產(chǎn)’的新階段?！?/p>
簡(jiǎn)而言之，該AI自控系統已成為事實(shí)上的工業(yè)控制“智駕系統”。李金金稱(chēng)，在該AI自控系統使得相關(guān)企業(yè)的效率大大提升的同時(shí)，和目前比較主流的、動(dòng)輒需要幾千塊（甚至幾萬(wàn)塊）GPU才能運行的AI大模型所不同的是，該AI自控系統只需要十幾張GPU和傳統AI模型中5%的數據，就可以實(shí)現連續、精準的推理預測。為快速部署低成本、高效能的“AI工業(yè)大腦”提供了重要的經(jīng)驗，為中國AI技術(shù)提供了一條低成本、高能效的工業(yè)化路徑，避免陷入西方主導的算力“大模型軍備競賽”。
“AI+工業(yè)化”成為增長(cháng)新引擎
通過(guò)“模型定義生產(chǎn)”模式，推動(dòng)制造業(yè)從“流程標準化”向“動(dòng)態(tài)智能化”轉型，為中國AI技術(shù)落地工業(yè)場(chǎng)景（尤其是生物制造等高精尖領(lǐng)域）樹(shù)立標桿，使得該AI自控系統能夠迅速應用到其他工業(yè)場(chǎng)景之中，進(jìn)而對中國工業(yè)體系帶來(lái)新局面。例如合成生物、生物醫藥、食品工業(yè)、芯片制造、大量傳統制造業(yè)、環(huán)保產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域等都將受益。
上海交通大學(xué)副校長(cháng)曾小勤對第一財經(jīng)記者表示：“這項工作對于把人工智能列為重點(diǎn)支撐行業(yè)的上海而言，將會(huì )產(chǎn)生重大且意義深遠的影響。借助人工智能技術(shù)，上海有能力助力更多中國制造企業(yè)實(shí)現集體產(chǎn)業(yè)升級，促使它們邁向國際領(lǐng)先水平，在國際上享有更多話(huà)語(yǔ)權，極大地推動(dòng)經(jīng)濟發(fā)展。具體而言，一方面，該項工作能夠推動(dòng)上海建設人工智能科創(chuàng )中心的產(chǎn)業(yè)規模持續拓展，為相關(guān)產(chǎn)品與服務(wù)開(kāi)辟出更為廣闊的市場(chǎng)空間；另一方面，它還可以加速技術(shù)的迭代創(chuàng )新進(jìn)程，使技術(shù)更好地貼合工業(yè)領(lǐng)域的現實(shí)需求，助力中國工業(yè)加快邁向鏈主地位的腳步，進(jìn)一步強化產(chǎn)業(yè)集群效應，提升區域經(jīng)濟的輻射帶動(dòng)能力。通過(guò)這些舉措，上海以人工智能為技術(shù)依托，為其他省市進(jìn)行產(chǎn)業(yè)賦能的獨特優(yōu)勢得以充分展現，也展示了上海在技術(shù)創(chuàng )新以及合作交流方面的擔當?！?/p>
人工智能是上海三大先導產(chǎn)業(yè)之一，也是上海建設國際科創(chuàng )中心的重要支撐。為前瞻布局一批新一代通用人工智能關(guān)鍵任務(wù)，加快建設人工智能上海高地，打造人工智能世界級產(chǎn)業(yè)集群，上海市經(jīng)濟和信息化委員會(huì )于近日（4月21日）發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展2025年新一代通用人工智能創(chuàng )新任務(wù)揭榜掛帥工作的通知》。
李金金說(shuō)她有著(zhù)一個(gè)頗具“野心”的想法：“中國作為制造業(yè)大國，在生產(chǎn)過(guò)程中，往往不可避免地會(huì )遭遇一些阻礙企業(yè)發(fā)展前行的重大瓶頸。其中，有些屬于靜態(tài)的科學(xué)問(wèn)題，還有些則如同發(fā)酵一般，是和時(shí)間動(dòng)態(tài)相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題。如果中國的制造業(yè)都能借助人工智能的強大力量，實(shí)現集體性的產(chǎn)業(yè)升級，進(jìn)而催生出更多的鏈主企業(yè)A策略，那么中國便能在國際上擁有更多的話(huà)語(yǔ)權，能夠通過(guò)這種方式實(shí)現‘科技報國’，無(wú)疑是一名科技工作者的終極夢(mèng)想?！?/p>
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