AI推动生命科学发展:智能蛋白计算与智能药物发现技术的继承与革新
2025-03-29 阅读量:2 小字

2024年,AlphaFold与人工神经网络斩获双料诺贝尔奖,点燃了“AI for Science”的全球热潮,借助智能蛋白计算技术,人类从全新视角揭开生命奥秘,依托智能药物发现技术,重大疾病的新药研发进程被大幅提速。在这一令人振奋的生命科学新篇章中,争鸣与探索交织而生。2025年1月11日,由中国计算机学会(CCF)主办、CCF YOCSEF青岛学术委员会组织的“ 智能蛋白计算与智能药物发现技术的继承与革新”论坛于中国石油大学(华东)举办,中国石油大学(华东)青岛软件学院、计算机与科学技术学院与亚马逊云科技提供支持,本次会议由中国石油大学(华东)王爽副教授和中国海洋大学张树刚副教授担任执行主席。中国石油大学(华东)杨昕和亚马逊云科技王世娴担任线上主席。山东大学杨建益教授、华中农业大学章文教授、青岛科技大学于彬教授受邀担任引导发言嘉宾,CCF YOCSEF 香港 AC副主席亚马逊云科技教育行业总监刘东屏、青岛理工大学张媛媛副教授、青岛大学李臻副教授受邀担任思辨嘉宾出席本次论坛。

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部分论坛参与人员合影

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执行主席王爽(左)和张树刚(右)开场介绍

聚焦前沿,共探AI助力的生命科学新未来

本次论坛聚焦智能蛋白计算与智能药物发现技术的继承与革新,深入探讨了AlphaFold2诺奖成果背后学术与产业力量的相互作用、智能生物医药领域小模型与大模型的发展前景,以及AI4Science技术对科学研究传统范式的潜在影响。论坛中参会嘉宾的主要观点包括:学术界的基础研究为产业突破提供了坚实支撑,而产业力量则加速了理论成果向实用工具的转化,推动了智能蛋白计算与智能药物发现技术的创新;小模型在精准医学领域展现出独特优势,大模型在关键领域发挥重要作用;AI4Science技术有望改变药物发现领域的研究范式,同时也给计算机专家带来了学科交叉融合与模型可解释性的新挑战。通过深度思辨,论坛探讨了AI技术在蛋白计算和药物发现领域的优化与辅助作用,探索适用于生物医药领域的智能创新实践新路径,推动了人工智能赋能生命科学领域的发展。

引导发言:人工智能在蛋白、药物领域的多维探索

会议伊始,庞善臣院长代表中国石油大学(华东)青岛软件学院、计算机科学与技术学院致欢迎辞,介绍了学校及学院的发展历程与近况,并强调了本次论坛对推动学术交流、技术创新与跨学科合作的重要意义。

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中国石油大学(华东)计算机科学与技术学院院长庞善臣教授作欢迎致辞

在本次论坛的引导发言环节中,三位来自不同高校的教授分别就智能科技在蛋白与药物领域的关键应用进行了深入阐述,展现了前沿成果与未来发展的前景。

首先,来自山东大学的杨建益教授从蛋白质结构研究的历史脉络讲起,详细介绍了预测方法的演进历程,以David Baker的诺奖成果为引,展望了AlphaFold2之后的机遇。他指出AI在该领域虽有进展,但仍面临挑战,如AlphaFold3的多体结构预测难题,为青年科研人员提供了突破方向。杨教授还强调小模型在RNA预测上的潜力,通过方法设计提升结果准确性。

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4 山东大学杨建益教授作引导发言

华中农业大学章文教授从药物治疗的关键作用出发,探讨了计算机在药物分子表示及相互作用建模的研究。章教授指出数据、算法、算力的发展推动了AIDD进步,图表示学习与多模态特征促进了药物表示研究。人工智能可预测药物相互作用及类别,甚至能识别未知反应类别,蛋白质设计相关研究是当前热点。

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5 华中农业大学章文教授作引导发言

最后,来自青岛科技大学的于彬教授主要围绕小模型在RNA-蛋白质相互作用预测研究中的应用展开论述,强调了特征提取、融合与选择的重要性。他展示了RPI-MDLStackRPI-CapsuleGAN模型的出色表现,以及RPI-GGCN方法在不同生物上的应用,并分享了团队的未来研究方向。

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6 青岛科技大学于彬教授作引导发言

思辨探讨:诺奖引领下的智能生物医药发展之路

本次论坛思辨环节聚焦于人工智能在科学研究与生物医药领域的前沿发展,细致剖析了其中的关键问题与未来走向。讨论紧扣三个核心议题,其一为“AlphaFold2诺奖头功归于学术探索的深耕细作,还是产业力量的资源整合,其二探讨智能生物医药是小模型的百家争鸣还是大模型的一统天下,其三则是AlphaFold系列为代表的AI4Science技术是否会改变科学研究的传统范式

在探讨AlphaFold2诺奖头功归属的问题时,嘉宾们普遍认为学术界和产业界都发挥了不可或缺的作用。CCF YOCSEF 香港 AC 副主席刘东屏强调这是一个双赢范式,学术研究为突破奠定基础,产业力量则助力理论成果转化为实用工具。优谷有鹿总经理傅真从技术对产业提升的角度出发,认为研发力量的重要性不容忽视。青岛国实科技集团有限公司高级项目经理王成锐则侧重于产业界在资金和资源投入方面的关键推动作用。中国海洋大学于彦伟提出CSP竞赛对于AlphaFold崭露头角的重要作用,而苏州大学晁平复从发展的角度出发,强调明确学术界和产业界各自作用并实现结合的必要性。山东大学杨建益和于程鹏都提到学术界长期积累的重要性,中国海洋大学姜桂圆也强调了之前几十年数据积累对成功的关键意义。这些观点相互补充,共同勾勒出一幅学术界和产业界紧密合作、相互依存促成AlphaFold2诺奖成果的图景。

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7 CCF YOCSEF香港AC副主席刘东屏作思辨发言

关于智能生物医药领域大小模型发展的思辨中,青岛理工大学张媛媛指出大模型和小模型各有优劣,未来应是协同发展的趋势。青岛科技大学刘金环认为在医药底层基础模型上会趋于统一,但上层应用落地难以统一,未来是小一统的逐渐变化过程。山东农业大学芦旭从大模型和小模型的优势互补角度进行阐述、苏州大学晁平复则从生物医药领域的特殊性出发,认为短期内小模型仍占主导。中国海洋大学于彦伟提出未来模式是大小模型协同,山东女子学院余盛朋强调小模型在特定场景下的价值,优谷有鹿总经理傅真提醒我们模型发展具有时间周期性。来自中国海洋大学的姜桂圆和仲国强都认同大小模型将长期共存,但仲国强更强调大模型的发展趋势。这些观点表明,智能生物医药领域模型的发展并非单一路径,而是大小模型在不同场景和需求下相互配合、共同演进的过程。

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8 青岛理工大学张媛媛作思辨发言

在讨论AI4Science技术是否会改变科学研究传统范式这一问题时,青岛大学李臻认为其能够改变药物发现领域的传统研究范式,并进一步影响科学研究的整体范式,引出了学科交叉融合与模型可解释性等挑战。苏州大学晁平复坚信改变范式是必然趋势,强调各学科学习AI、加入AI方向以及机制促进的重要性。青岛大学张翰林从学科差异角度分析,认为AI4Science在实验学科和理论学科的应用效果不同。华中农业大学章文以实际案例说明AI已改变多个领域的研究范式, 山东科技大学张晓林则从数据共享角度为推动行业发展提出建议。国网智能李太忠提出AI已改变人才培养方式,中国海洋大学于彦伟指出AI4Science给科学研究带来的改变体现在工具提供和研究路径变化等方面。合肥工业大学副研究员张高峰对改变科研本质存疑,中国石油大学(华东)陈华结合石油案例实际应用强调AI与专业领域结合的必要性。这些观点相互交织,一方面肯定了AI4Science技术在推动科学研究范式变革中的积极作用,另一方面也指出了在不同学科和实际应用中所面临的挑战和限制,以及为更好地实现范式转变所需采取的多方面措施。

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9 青岛大学李臻作思辨发言

会议最后由 YOCSEF青岛主席晁国清为本次论坛做会议总结。综上所述,三个思辨环节的讨论完成了剖析技术与推动技术发展的思辨。在AlphaFold2诺奖归属问题的讨论中,与会嘉宾一致认为学术界与产业界的紧密合作是取得成功的关键;在智能生物医药领域模型发展讨论中,大家达成共识,强调了大模型与小模型协同发展的重要性;在AI4Science技术对传统科研范式的影响探讨中,尽管不同学科和应用领域存在差异,但整体上与会者普遍认可其推动科研变革的趋势,并提出了应对挑战的具体策略。这些讨论强调了未来在生物医药领域学术界与产业界合作的重要性,大小模型协同发展的必要性,AI4Science新技术的交叉性与挑战性。

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10 CCF YOCSEF青岛24-25主席 哈尔滨工业大学(威海)晁国清教授作总结发言

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11 部分与会嘉宾思辨组图

本次会议聚焦智能蛋白计算与智能药物发现技术的传承与创新,深入探讨了该领域的最新进展和发展趋势。与会专家围绕蛋白质结构预测、药物设计及大模型与小模型在生物医药中的应用等关键议题展开了深入讨论,提出了具体的研究方案和技术路径,特别是在推动学术界与产业界的合作、促进大模型与小模型的协同应用方面,给出了明确的实施建议。通过此次会议,与会人员更加清晰地认识到智能技术在生命科学研究中的重要作用,并意识到跨学科合作与持续创新是解决未来生物医药挑战的关键,会议为科研人员和行业从业者提供了宝贵的交流机会,探讨了智能蛋白计算和智能药物发现未来的发展方向。


关于本次论坛的后续信息,敬请关注CCF YOCSEF网站(http://www.yocsef.org.cn/)。

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