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AI for Science跨界深耕!大工本科生以AI赋能化工,破解“双碳”难题

日期: 2026年04月15日 08:15   浏览量:

在第十九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛“揭榜挂帅”专项赛中,大连理工大学盘锦校区能源化工专业本科生樊星烁、王世领领衔的“净碳‘膜’法”团队,凭借《基于机器学习的微孔膜气体分离性能预测模型》项目,斩获全国特等奖,成为校区首个获此殊荣的本科生团队。这支以非AI专业学生为主的团队,将人工智能技术引入化工领域研究,破解行业研发难点,展现了跨学科科创育人的创新活力,是当代大学生投身科技创新、服务国家战略的一个生动缩影。

项目聚焦碳捕集、利用与封存(CCUS)核心环节的气体膜分离技术,直击传统气体分离膜研发“经验试错”模式的行业痛点。长期以来,膜材料开发迭代周期长、研发成本高,气体与膜材料的构效关系模糊成为技术发展瓶颈,而国内尚未形成大模型驱动的气体分离膜研发系统性方案。团队创新性地将机器学习与化工材料研发深度融合,构建“分子结构-物理环境”多模态对齐框架,结合双空间知识蒸馏架构,以Qwen3-30B大模型打造科学推理引擎,成功将原本数月的实验研发周期缩短至秒级并支持交互式预测,实现了从“经验试错”到“计算驱动”的研发范式变革。项目成果贴合产业实际需求,具备极强的企业落地性和行业推广价值,为“双碳”目标下的能源化工行业数字化转型提供了切实可行的青春方案。团队负责人樊星烁表示:“我们的初心就是用跨学科的知识解决行业真问题,让实验室的研究真正扎根产业一线。”

校区深入践行“跨学科融合”育人理念,为该项目提供了全方位的培育支撑。学生所在学院为团队组建了跨领域联合指导组,定制“AI技术+化工场景”专属学习方案,从算法基础到模型搭建,贴合学生化工专业背景开展阶梯式教学,让队员快速实现AI技术的跨学科掌握;同时,还整合了优质资源搭建实践平台,依托精细化工国家重点实验室,积极协调北京低碳清洁能源研究院、中国化工装备人工智能实验室等产业机构,为团队搭建从机理研究到实地调研、从实验验证到应用落地的全链条支撑平台,让科研扎根产业一线、解决行业真问题。备赛阶段,队员们潜心钻研、全力攻坚,在封闭集训、技术突破、表达优化中不断提升自我;指导教师全程悉心护航,助力团队以最佳状态冲刺竞赛,在拼搏中实现能力与心智的全面成长。

跨界科研不仅带来了竞赛荣誉,更实现了学生成长与专业学习的双向赋能。从面对数千行代码的迷茫,到熟练运用PyTorch Lightning完成大模型调优;从单一专业思维,到跨学科系统思考,队员们在攻坚中完成从科创新手到专业力量的蜕变。项目研发期间,团队发表了SCI一区论文,核心成员学业与升学成果斐然:负责人樊星烁保研至中国科学院大学前沿交叉科学学院,王世领保研至大连理工大学信息与通信工程学院,继续深耕交叉学科领域。“跨学科的边界是用来打破的”,成为队员们共同的成长感悟。

该项目实施过程中得到中央高校基本科研业务费专项资金支持,为本科生开展高水平交叉科研提供了稳定保障。这一成果是校区推进跨学科融合育人的一个典型案例,不仅打破了“非AI专业不能做AI创新”的固有认知,彰显了本科生在国家级科创赛事中的竞争实力,也为高校开展跨学科科创育人提供了有益借鉴。

2026年是数智变革的关键之年,传统学科“破圈”发展,既需要青年学子的跨界勇气,更离不开完善的育人体系支撑。面向未来,校区将持续以数智创新驱动高质量发展,不断深化跨学科育人改革,整合优质资源,搭建高水平科创平台,助力学生在交叉创新中成长,培养更多服务国家战略与产业需求的复合型人才,为国家“双碳”战略与科技自立自强贡献大工力量。