在前沿的材料学科中，超材料作为一种可编辑的复合材料，被认为可以人为设计出特定的电磁、力、光、热控等特性，用于各种场景。在5月15日的全国超材料大会上，英国物理学家、超材料理论奠基人John B.Pendry提出将时间作为第四维调控对象加入基础理论，或可解决某些世界级难题。除了理论演进，超材料如何突破研发和量产的瓶颈也成为关注焦点，AI被认为是一种关键技术。
记者了解到，AI十多年前就开始改变超材料的研究方式，目前正在推动该领域量产、应用方面发挥更关键的作用。
超材料中，电磁超材料是一种能表现出特定电磁特性的材料，例如可以让航空航天装备在一些探测手段下实现电磁调制功能甚至“隐身”。光启技术董事长刘若鹏在大会上回忆，机器学习2009年就用于超材料设计，“早期我们设计超材料，调一个微结构得花两三个月时间，是算法突破带来改变。”
刘若鹏告诉记者，超材料加快从实验室走向量产，AI起到更大作用，AI带来的变化不是以年为单位，而是以周为单位。通过数字化和AI平台，现在点一个键就能在几秒内生成几千页大纲并进入生产制造流程，大纲还在更新。而在以往，不依靠AI的能力，具有定制化特点的超材料量产几乎没有可能。
他解释，由于不同装备或部位的功能需求千差万别，超材料需要针对电磁波进行定制化调控。不同于“设计一个复制一百万个”的传统制造业，超材料需要“设计一万多个，柔性制造一百多万个”，从单类产品的收入看，过去16年公司定制了不同设计与规格的超材料零组件1.98万种，平均每种带来的收入只有约43万元。为了提升定制化生产的效率和准确性，标准化生产大纲十分有必要，而生产大纲需要依靠AI快速生成。现在公司已在研发、设计、制备等环节植入AI能力。
信息超材料也是一种特殊的电磁超材料，特点是可同时调控电磁波和数字信息，可用于6G通信、探测、成像等。中国科学院院士、东南大学信息科学与工程学院教授崔铁军在大会上表示，AI能用于超材料自动设计，2017年以来，他的团队针对AI做了很多工作，近期还有更多尝试。
“材料领域有两个重要的大模型，一是获得2024年诺贝尔化学奖的AlphaFold，二是来自去年一篇关于无机分子生成式大模型MatterGen的文章。”崔铁军表示，他的团队也提出信息超材料生成式模型概念并开展相关工作，这个模型可以生成任意的单元结构或分子，基于这个概念的时空联合编码生成式大模型即将发布。另一项工作也于近期完成，主要思路是让AI智能体学习现有文献后，分析参考文献并做出特定功能的智能设计、生成几何结构并自动计算结果。
崔铁军表示，他的团队还有一项工作正在开展，即融合大语言模型的能力和信息超材料对外部物理世界调控的能力。例如，当信息超材料探测到人体异常后反馈给AI智能体，由智能体进行问询并作出判断，派出机器人送药。这种智能体未来还有望演化为世界模型驱动，变得更加智能。
记者了解到，目前电磁超材料是产业化进展相对较快的一类。刘若鹏表示，去年公司收入20.46亿元，至今年第一季度累计交付了价值86亿元的超材料产品，预计到今年交付将达100亿元。
更多超材料还在从实验室走向产业化的过程中，需要解决量产问题。以热辐射超材料为例，业界已有一些应用探索，例如用超材料涂层降低室内温度。记者了解到，热辐射、力学超材料研究也在用AI辅助研究。
不过，AI也有局限性。刘若鹏告诉记者，单个AI系统的能力还很有限，因此公司在尝试搭建一个由诸多智能体组成的系统，让单个智能体解决不同微结构设计问题，系统将用于设计复杂工程项目。还有一名超材料研究人员告诉记者，AI目前的局限性在于偏向语言理解，与物理特性有关的能力相对有限。
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郑栩彤
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