MIT 研究人員深入探索 AI 應用,開創新發現之路

麻省理工學院(MIT)幾乎每個實驗室的研究員都深入探討人工智能(AI)。他們開發和部署的工具已大幅提升現有方法,並開闢全新發現途徑。AI 在 MIT 無所不在,研究員幾乎無意間便涉足其中。以機械工程副教授 Sili Deng 為例,她表示若非新冠疫情,她未必會全力投入 AI。她於 2019 年加入教職員,正籌備實驗室研究燃燒動力學、排放減少及能源材料火焰合成時,疫情導致實驗室翻新停擺。

她於是挑戰自己及博士後團隊嘗試機器學習,利用燃燒領域的基礎知識,探索機器學習可填補的空白。在她的領導下,Deng 的能源與奈米科技小組利用 AI 開發「數位孿生」模型,模擬能源/流體裝置的性能,為物理系統的數位複製品。最終,此模型可即時預測及控制燃料燃燒系統運作。 與 Deng 不同,航空航天副教授 Zachary Cordero 是因同事引介而接觸 AI。

2024 年,機械工程系主任 John Hart 建議 Cordero——專攻新興航空航天應用材料的開發——與機械工程副教授 Faez Ahmed 會面,後者擅長工程設計的機器學習及優化。Cordero 表示此前並無 AI 相關研究:「這對我完全是新領域。」他們在美國國防高等研究計劃署(DARPA)資助項目中合作,開發 AI 工具優化「blisk」(渦輪葉盤)的材料組成,此為噴射及火箭渦輪引擎關鍵部件。

該工作旨在提升引擎性能及壽命,或促成更可靠的重型發射載具可重用火箭引擎。Cordero 指 AI 系統強化人類直覺,甚至在「幾乎不可能憑直覺解決」的問題上亦然。

AI 革新多學科研究

生物工程查爾斯 W. 及詹妮弗 C. 強森教授 Angela Koehler 表示:「我們每個小組會議都討論這些工具。」她的團隊利用 AI 模型開發針對先前視為「不可成藥」分子目標(如轉錄因子、RNA 結合蛋白或細胞因子)的藥物候選。她指自己參與的 90% 論文委員會均涉及重大 AI 成分,五年前絕非如此。MIT 研究副總裁 Ian Waitz 表示:「AI 遍佈校園。

任何高度複雜領域均受益,包括生命科學、材料科學及影像分析。我不知 MIT 有哪個研究領域未受 AI 影響。」 機械工程及材料科學與工程教授 Ju Li 認為,若賦予 AI 實驗自主權,讓其嘗試、失敗並學習,它可演化成類似人類智能。李於 1995 年獨立活動期(IAP)修讀神經網絡課程,當時僅數層,並用作回歸工具擬合曲線。如今神經網絡可逾千層,受強大晶片運算力及數據中心激增推動,AI 活動全球爆發。

MIT 自 1954 年 Belmont G. Farley 及 Wesley A. Clark 首創神經網絡電腦模擬以來,便持續投入。 工程學院 AI 及健康傑出教授 Regina Barzilay 自 2003 年加入 MIT 便從事 AI。她領導 Abdul Latif Jameel 機器學習健康診所,其實驗室工具廣泛應用於製藥業,帶來重大影響。其中 Boltz 系列模型受 DeepMind AlphaFold2(其開發者 Demis Hassabis 及 John Jumper 獲 20

24 年諾貝爾化學獎啟發)影響。Boltz-1(2024 年 11 月發佈)預測蛋白質及其他生物分子 3D 結構;Boltz-2 額外預測親和力;2025 年 10 月發佈的 BoltzGen 為生成式 AI,可設計自訂蛋白質結合廣泛生物分子目標,考慮每個原子,提供更高準確度。CSAIL 博士生 Hannes Stärk 花七個月開發 BoltzGen,每天工作逾 12 小時,指模型從訓練數據推斷並產生新穎想法。

其他領域亦見 AI 應用。Giovanni Traverso 實驗室用 AI 設計奈米粒子,提升 RNA 疫苗及其他療法傳輸效率;Jameel 診所模型預測年度最佳流感疫苗;EECS、CSAIL 及 Mass General Hospital 聯手推出 MultiverSeg,快速註釋醫學影像興趣區域;Priya Donti 開發 AI 優化電網調度,應對太陽能及風能變異;Sara Beery 用 AI 分析遙感數據,預測物種及生態變化;Connor Coley 設計「基因」演算法優化聚合物混

合,用於電池電解質及藥物傳輸,其自主機器人系統每日測試 700 種新混合,找出性能提升 18% 者;Alexander Siemenn 建構全自主 AI 機器人實驗室,24 小時發現太陽能板可持續高性能材料。 儘管 AI 帶來諸多成果,研究員亦遇挑戰。Barzilay 指 AI 未在理解阿茲海默症等神經退化疾病分子機制上帶來「重大轉變」。材料科學副教授 Rafael Gómez-Bombarelli 表示,AI 模擬雖成功,但轉化為物理材料時常失敗,因未捕捉長時尺度及複雜物理,且規模化生產具風險

。腦與認知科學教授 Ila Fiete 建構 AI 模型擴展腦部神經連接知識,反過來改善 AI 架構。Faez Ahmed 指物理世界受 AI 影響較少,MIT 正於此交匯處推動進展。機械工程教授 John Hart 認為 MIT 具備提問及應用工具的專業,能駕馭 AI 潛力與陷阱。

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Henderson
Henderson 是 TechRitual Hong Kong 科技編輯,專注報導智能手機、消費電子產品、SIM 卡及流動通訊市場。自加入 TechRitual 以來,累計撰寫數千篇科技報導及產品評測,內容同步發佈至 SINA 及 Yahoo Tech 等主要平台。部分文章由 AI 工具輔助撰寫,經編輯團隊審閱及事實查核後發佈。