AI for Science的理解

AI for Science的理解

阿喜
·Agent created by lunaris alex
阿喜·Agent created by lunaris alex
ai for science你怎么理解?

我理解 AI for Science(AI4S,人工智能驱动科学研究),不是“给科学家配一个聊天机器人”,而是:

用 AI 参与科学发现的完整闭环:提出假设 → 设计实验/模拟 → 预测结果 → 实验验证 → 更新模型。

一、它和普通 AI 的核心区别

普通生成式 AI 主要优化:

  • 文本是否流畅
  • 图像是否逼真
  • 用户是否满意
  • 代码能否运行

AI4S 更看重:

  • 预测是否符合物理、化学、生物规律
  • 能否在新条件下泛化
  • 能否减少实验次数和成本
  • 结果是否可验证、可重复
  • 是否最终形成新材料、新药物、新工艺或新理论

所以 AI4S 的底层不是简单的“大模型套壳”,而是 数据、科学机理、计算模拟和真实实验的结合。

二、主要应用方向

1. 生物医药

例如:

  • 蛋白质结构预测
  • 抗体设计
  • 小分子药物筛选
  • 药物毒性和疗效预测
  • 细胞状态建模
  • 个体化治疗

AI 可以先在巨大的候选空间中筛选出少数值得实验验证的方案,把“盲目试错”变成“有方向地试错”。

2. 新材料

例如:

  • 电池材料
  • 光伏材料
  • 催化剂
  • 半导体材料
  • 超导材料
  • 高强度、耐高温合金

材料组合数量往往极其庞大,AI 可以预测材料的稳定性、导电性、能量密度、合成难度等。

3. 物理和工程

例如:

  • 天体物理
  • 核聚变
  • 流体力学
  • 天气和气候模拟
  • 芯片设计
  • 工业数字孪生
  • 机器人控制

这里的价值通常不是生成一篇论文,而是加速复杂模拟,降低超级计算成本,或者实时优化控制参数。

4. 数学与基础科学

例如:

  • 猜想发现
  • 符号推理
  • 自动定理证明
  • 发现新的数学结构
  • 从实验数据中寻找规律

这一方向最接近“AI 是否能成为科学家的合作者”,但距离真正独立地产生可靠新理论还有较大距离。

三、真正有价值的 AI4S,不只是“大模型”

我会把 AI4S 分成三层:

第一层:科研效率工具

例如:

  • 文献检索
  • 论文总结
  • 实验记录整理
  • 代码生成
  • 数据分析
  • 自动绘图

这类产品容易落地,但护城河通常有限,很多能力会被通用模型吸收。

第二层:科学预测模型

例如:

  • 蛋白结构模型
  • 分子性质预测模型
  • 材料性能预测模型
  • 天气和物理模拟模型

这类模型需要专业数据、科学先验和大量验证,壁垒更高。

第三层:自主科学发现系统

理想状态是:

  1. AI 读取文献和实验数据;
  2. 找到知识空白;
  3. 提出多个假设;
  4. 设计最有信息价值的实验;
  5. 操作机器人完成实验;
  6. 根据结果更新模型;
  7. 继续下一轮实验。

也就是 AI + 仿真 + 自动化实验室 + 反馈学习。这才是 AI4S 最具想象力、也最难实现的终局。

四、它最大的瓶颈是什么?

1. 数据不是越多越好

互联网文本可以无限抓取,但科学数据往往:

  • 样本量小
  • 获取成本高
  • 实验条件不统一
  • 负面结果很少公开
  • 数据带有强烈的仪器和实验室偏差

因此 AI4S 的关键不只是模型,而是 高质量、结构化、可重复的实验数据。

2. 模型会“看起来合理但实际上错误”

科学问题不能只靠语言流畅度判断。AI 可能:

  • 生成不存在的化合物
  • 提出无法合成的材料
  • 忽略边界条件
  • 把相关性误认为因果性
  • 在训练分布外完全失效

所以必须让模型接受物理定律、化学约束、实验验证和不确定性评估。

3. 模拟不等于现实

计算机里表现好的候选物,现实中可能:

  • 无法合成
  • 不稳定
  • 成本太高
  • 工艺不可放大
  • 有毒
  • 性能无法重复

AI4S 最后一定要接上真实世界的实验和制造环节。

4. 科学验证周期很长

普通 AI 产品可以几周内迭代,药物、材料、能源项目可能要几年才能验证。AI4S 的商业回报周期通常比软件更长。

五、从投资角度怎么理解?

我不会把所有“AI+科研”公司都视为同一种机会。更值得区分的是:

可能形成较强壁垒的方向

  • 高质量专有实验数据
  • 与药企、材料企业深度绑定的研发平台
  • AI 设计和自动化实验闭环
  • 高性能科学计算基础设施
  • 能把模型结果转化为产品或工艺的公司
  • 掌握真实生产反馈数据的工业软件平台

容易被高估的方向

  • 只是把通用大模型包装成“科研助手”
  • 只有论文和演示,没有实验验证
  • 没有独占数据,也没有客户工作流
  • 只强调模型参数量,不披露真实转化率
  • 把“预测候选物”直接等同于“发现了新药/新材料”

一个很重要的判断标准是:

AI 是否真正减少了单位科学发现所需的实验、时间和资金?

如果不能回答这个问题,很多 AI4S 项目仍然只是概念,而不是生产力。

六、我对它的总体判断

AI4S 的长期意义可能比普通 AI 应用更大,因为它直接作用于:

  • 新药
  • 新材料
  • 新能源
  • 芯片
  • 气候与能源系统
  • 工业制造

但它的发展路径不会像互联网应用那样迅速普及,更可能是:

先成为科研人员的效率工具,再成为预测引擎,最后与自动化实验室和产业制造结合,形成真正的科学发现基础设施。

一句话总结:

AI for Science 的核心,不是让 AI 更会“回答科学问题”,而是让科学发现从低效率的人肉试错,逐步变成由 AI 提议、机器实验、数据反馈驱动的闭环系统。

有没有相关的投资标的?

我先按“AI4S产业链里哪些上市公司是真正受益者”来筛,重点区分:科研软件/模型、算力基础设施、自动化实验室、药物与材料转化;不会把所有“AI概念股”混在一起。

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有,但要先区分 “AI4S纯标的” 和 “AI4S基础设施/间接受益者”。如果按业务纯度和可验证性排序,我会优先看下面几组:

第一梯队:AI4S纯度最高

标的市场核心逻辑我的判断
Schrödinger(SDGR)美股计算化学、分子模拟、药物设计软件,同时推进自有药物管线全球上市公司里最接近“AI+科学软件+药物发现”的标的之一
Recursion Pharmaceuticals(RXRX)美股自动化实验、细胞图像、组学数据和机器学习形成药物发现闭环AI4S纯度高,但仍是高风险生物科技公司
Absci(ABSI)美股用生成式AI进行蛋白质/抗体设计,再通过湿实验验证平台纯度高,但临床和商业化验证尚不充分
NVIDIA(NVDA)美股GPU、HPC、BioNeMo、PhysicsNeMo,为药物、材料、工程仿真提供底层算力和软件栈不是纯AI4S,但确定性和商业化能力明显强于早期AI生物公司

这组怎么区分?

  • 想押 AI真正改变科学研发流程:看 SDGR、RXRX、ABSI。
  • 想押 AI4S产业扩张但不承担单个药物失败风险:看 NVDA。
  • 想要“科学软件”而不是“生物医药管线”:SDGR更合适。
  • 想要“AI自主实验室”方向:RXRX更贴近,但波动和失败风险也更高。

第二梯队:成熟平台型公司

Dassault Systèmes(DSY,法国)

旗下 BIOVIA 覆盖材料模拟、分子建模、化学信息学、实验室信息管理等。它的 AI4S 业务是真实存在的,但公司整体还包括工业设计、制造和工程软件,因此不是纯AI4S标的。

Thermo Fisher Scientific(TMO,美股)

拥有质谱、测序、实验室软件、自动化和科研仪器,受益于“实验室数字化”和“自动化实验室”趋势。但AI4S只占其业务的一部分,不能按纯AI公司估值。

Danaher(DHR,美股)

生命科学仪器、细胞分析、测序、生物工艺和实验室工作流平台较完整,也是AI4S基础设施的受益者,但AI本身不是主线收入来源。

这三家公司更像:

卖仪器、软件、实验室系统和研发基础设施,而不是直接押注某个AI药物能否成功。

第三梯队:A股可关注标的

A股目前没有特别纯的 Schrödinger 类型公司,更多是产业链映射。

标的关联环节纯度判断
中科曙光(603019)超算、HPC、液冷、科研算力科学计算基础设施,AI4S间接受益
浪潮信息(000977)AI服务器、HPC集群卖算力设备,AI4S暴露较间接
曙光数创(872808)液冷数据中心更偏算力基础设施,不是AI4S本身
中望软件(688083)CAD/CAE/CAM、工程仿真工业软件映射标的,AI4S纯度中低
皖仪科技(688600)分析仪器、实验室检测实验室设备受益者,AI关联仍较弱
华大基因(300676)测序、基因组学、生物数据数据基础真实,但AI不是当前主业核心
药明康德(603259 / 2359.HK)药物发现、实验验证、CMC和研发外包AI生成候选药物后的转化受益者,不是AI原生公司
康龙化成(300759 / 3759.HK)药物发现、临床前实验、研发服务逻辑类似药明康德,偏“卖铲子”

如果只选几个研究优先级

偏稳健、想要产业确定性

  1. NVIDIA
  2. Dassault Systèmes
  3. Thermo Fisher
  4. 中科曙光

逻辑是:AI4S最终需要算力、仿真软件、实验仪器和数据基础设施,这些公司的收入不依赖单个药物临床成功。

偏高弹性、接受高风险

  1. Schrödinger
  2. Recursion
  3. Absci

但这三类公司必须重点看:

  • 现金还能烧多久;
  • 合作项目是否产生里程碑收入;
  • AI设计出的候选物是否真正进入临床;
  • 软件客户是否持续付费;
  • 管线失败后,公司是否还有第二增长曲线。

如果只看A股

我的排序会是:

  1. 中科曙光:科学计算基础设施最直接;
  2. 中望软件:工程仿真和工业软件映射;
  3. 药明康德 / 康龙化成:AI药物研发向实验和产业化转化的受益者;
  4. 华大基因:生物数据和测序基础,但AI4S纯度较低。

不过要强调:A股这些公司更适合定义为“AI4S产业链受益者”,不应直接包装成纯AI4S股票。

我的核心判断

如果从投资角度建立观察名单,我会分成两条线:

  • 确定性线:NVDA、DSY、TMO、DHR——卖算力、科学软件、仪器和实验室基础设施;
  • 高弹性线:SDGR、RXRX、ABSI——押注AI真正改变药物发现和科学实验流程。

对于你偏好的“产业链卡点”思路,AI4S最值得继续追踪的瓶颈不是普通AI应用,而是:

高质量实验数据、自动化实验设备、科学计算软件、模型到实验的闭环,以及能够把候选结果推进到真实产业化的公司。

所以我暂时不会把所有“AI+医药”公司都纳入候选,尤其要警惕只有概念宣传、没有真实客户、实验数据或研发管线进展的公司。

要不要重点关注一下产业链中“卖铲子”的公司?

要,而且我认为“卖铲子”比直接押注 AI 药物/材料最终成功,更适合作为 AI4S 的第一观察方向。

但不是所有卖算力、卖仪器的公司都值得关注,关键要找 AI4S不可替代的瓶颈环节。

为什么优先看“卖铲子”?

AI4S 的终局可能很大,但直接做药物和材料发现的公司存在几个问题:

  • 单个项目失败概率高;
  • 研发周期长;
  • 现金消耗大;
  • AI带来的价值很难单独确认;
  • 即便模型有效,也可能卡在合成、毒理、临床或量产环节。

而上游工具公司可以同时服务大量客户。只要科研投入增加、实验自动化升级、科学计算需求提升,它们就可能持续受益。

这和淘金逻辑一样:

淘金者不一定赚钱,但卖铲子、卖水、卖设备的人,往往能从整个行业扩张中获益。

但要区分三类“铲子”

第一类:科学计算基础设施

包括:

  • GPU和加速计算;
  • 超算集群;
  • 高速互联;
  • 液冷;
  • 科学计算软件栈;
  • 云端HPC。

代表标的:

  • NVIDIA(NVDA)
  • 中科曙光(603019)
  • 浪潮信息(000977)
  • 曙光数创(872808)

其中 NVIDIA 的优势是硬件、开发工具和科学计算软件栈一体化;A股几家公司更多是服务器、超算和液冷基础设施,AI4S收入通常不会单独披露。

这条线的缺点是:容易被市场直接当成“泛AI算力”炒作,未必能反映AI4S本身的发展。

第二类:科研软件和仿真平台

这是我认为更有质量的“铲子”。

包括:

  • 分子模拟;
  • 计算化学;
  • 材料设计;
  • 工程仿真;
  • 实验室信息管理;
  • 数字孪生;
  • 科学数据管理。

代表标的:

  • Schrödinger(SDGR)
  • Dassault Systèmes(DSY)
  • Synopsys(SNPS)
  • 中望软件(688083)

这类公司的关键优势是:

  • 客户一旦把研发流程嵌入软件,替换成本较高;
  • 软件通常能产生订阅或授权收入;
  • 不承担每一个药物候选物的临床失败风险;
  • 数据和工作流可以形成更强的长期壁垒。

其中 SDGR 是AI4S纯度最高的公司之一,但规模和盈利稳定性不如大型软件公司;DSY和SNPS更成熟,但AI4S只占整体业务的一部分。

第三类:自动化实验室和科学仪器

AI提出的假设最终需要真实实验验证,因此自动化实验设备和分析仪器是非常关键的瓶颈。

包括:

  • 质谱;
  • 色谱;
  • 测序;
  • 单细胞和空间组学;
  • 自动移液和样本处理;
  • 高通量筛选;
  • 实验室机器人;
  • 实验室数据管理系统。

代表标的:

  • Thermo Fisher(TMO)
  • Danaher(DHR)
  • Agilent(A)
  • 华大基因(300676)
  • 皖仪科技(688600)

这类公司的商业模式比较稳,但AI4S贡献往往被隐藏在传统生命科学仪器和实验室业务里,因此弹性可能不如纯AI概念股。

我认为最值得重点研究的排序

第一档:高质量核心铲子

NVDA、SDGR、DSY、TMO、DHR

  • NVDA:科学计算底层基础设施;
  • SDGR:科学软件和计算药物发现;
  • DSY:材料、化学、生命科学仿真平台;
  • TMO/DHR:实验室仪器、自动化和生命科学工作流。

第二档:A股映射标的

中科曙光、中望软件、药明康德、康龙化成、华大基因

但需要分清逻辑:

  • 中科曙光:卖超算和算力基础设施;
  • 中望软件:卖工程设计和仿真软件;
  • 药明康德、康龙化成:承接AI生成候选物之后的实验和研发外包;
  • 华大基因:提供测序和基因组数据基础。

它们都不是纯AI4S公司,估值时不能简单套用“AI4S高增长”逻辑。

真正值得买入/重点跟踪的“铲子”要满足什么?

我会看五个指标:

1. AI4S客户是否是真实科研客户

重点看客户是不是:

  • 药企;
  • 材料企业;
  • 芯片公司;
  • 高校和科研机构;
  • 国家实验室;
  • 工业研发部门。

只和普通互联网客户合作的“AI算力公司”,不一定受益于AI4S。

2. 收入是否来自持续性工具,而不是一次性项目

更好的模式是:

  • 订阅收入;
  • 软件授权;
  • 仪器耗材;
  • 数据服务;
  • 长期维护;
  • 持续实验服务。

相对要谨慎的是一次性服务器订单、政府项目和概念性合作协议。

3. 是否拥有数据或工作流壁垒

真正的壁垒可能来自:

  • 科学数据库;
  • 实验数据;
  • 专业模型;
  • 行业软件生态;
  • 仪器与软件的绑定;
  • 客户研发流程嵌入。

单纯采购GPU、组装服务器,壁垒通常没那么高。

4. AI是否带来新增需求

不能只看公司“用了AI”,还要看:

  • 客户是否因为AI增加算力采购;
  • 实验次数是否增加;
  • 仪器利用率是否提高;
  • 软件席位是否扩张;
  • 新产品是否提高客单价;
  • 科学研发周期是否缩短。

5. 估值是否已经透支整个AI叙事

“卖铲子”并不等于低风险。如果市场已经把公司按最乐观的AI增长定价,即使业务不错,也可能因为预期落空而下跌。

我的结论

AI4S投资可以优先从“卖铲子”开始,但最值得关注的不是泛算力,而是“科学软件 + 自动化实验 + 数据闭环”。

按产业链优先级,我会这样排:

  1. 科学计算与专业软件;
  2. 自动化实验室和高端科研仪器;
  3. 科学数据和实验服务;
  4. 通用服务器与液冷;
  5. 直接押注单个AI药物/材料管线。

如果按你偏好的“卡点”框架,AI4S真正的瓶颈更可能在:

高质量实验数据、科学软件、自动化实验设备,以及模型结果能否被快速验证。

因此下一步如果做深入筛选,我不会直接从“AI概念股”名单里挑,而会从这四个卡点反向找:

  • 谁掌握不可替代的科学数据;
  • 谁提供关键仿真软件;
  • 谁控制高端科研仪器;
  • 谁能把AI预测接入真实实验流程。
好,开始找

我按“AI4S产业链卡点”开始筛,不按泛AI概念股罗列:先找科学软件、自动化实验、高端仪器、科学数据/计算这四个环节,再过滤业务纯度和真实客户。

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先排产业链层级,再排公司。我会优先看“自动化实验与科学数据”,其次是科学软件;通用算力排在后面。原因是 AI4S 最终的稀缺环节不是提出假设,而是能否低成本、稳定、持续地完成真实实验并产生高质量反馈数据。

一、我暂时排出的优先级

第一档:最值得深挖

排名公司市场产业链位置我看中的卡点
1Schrödinger(SDGR)美股科学软件、计算化学分子模拟、药物设计和材料建模嵌入研发工作流
2Illumina(ILMN)美股测序、科学数据多组学数据生成、测序耗材复购、基因组AI入口
3MGI Tech(688114)A股科创板测序仪和耗材国产测序平台、耗材和多组学数据入口
4Danaher(DHR)美股生命科学仪器、自动化实验仪器装机基础、实验流程和耗材复购
5WuXi AppTec(603259 / 2359.HK)A股/港股药物研发服务、实验执行承接AI设计后的合成、筛选、分析和工艺开发

这五个标的,分别覆盖:

模型与仿真 → 数据生成 → 测序耗材 → 实验设备 → 真实药物研发验证

其中,Schrödinger更像“科学软件铲子”;Illumina、MGI、Danaher更像“实验和数据铲子”;药明康德更像“外包实验铲子”。

第二档:高弹性但风险更高

公司市场产业链位置主要问题
Recursion(RXRX)美股自动化实验 + AI药物研发平台实验数据闭环较强,但仍受管线和合作兑现影响
Absci(ABSI)美股AI蛋白质/抗体设计纯度高,但临床和商业化验证尚不充分
NVIDIA(NVDA)美股GPU、HPC、科学计算软件栈底层能力最强,但AI4S收入无法单独拆分
Thermo Fisher(TMO)美股质谱、测序、实验室自动化仪器和耗材逻辑扎实,但AI4S只是整体业务的一部分

这组适合做“高弹性观察”,但不能简单按纯AI4S公司估值。

第三档:A股映射标的

公司代码AI4S逻辑判断
MGI Tech688114测序设备、耗材、多组学数据A股里相对更贴近数据入口
药明康德603259AI候选物之后的实验和研发外包转化环节受益,不是AI原生公司
康龙化成300759药物发现、临床前实验、研发服务逻辑类似药明康德
中科曙光603019超算、HPC、科研算力科学计算基础设施,纯度中等
中望软件688083工程软件、CAE、仿真科学软件映射,但AI4S直接暴露有限
华大基因300676测序、基因组数据和分析数据基础真实,但AI不是主业核心

二、目前最重要的结论

1. 自动化实验比普通算力更可能成为AI4S的真实瓶颈

AI可以生成候选分子,但最后还要解决:

  • 能不能合成;
  • 能不能稳定检测;
  • 能不能快速筛选;
  • 能不能重复实验;
  • 能不能把实验结果反馈给模型。

所以我更关注拥有以下能力的公司:

  • 自动化液体处理;
  • 高通量筛选;
  • 质谱、色谱、流式和成像;
  • 测序和多组学;
  • 实验室信息管理系统;
  • 仪器装机基础和耗材复购。

这也是为什么 Danaher、Illumina、MGI、Thermo Fisher 的产业链位置可能比很多“AI药物概念股”更扎实。

2. 科学软件是最容易形成工作流锁定的“软件铲子”

Schrödinger值得重点研究的原因不是它用了AI,而是它可能控制了:

  • 分子模拟工具;
  • 计算化学工作流;
  • 药企研发数据;
  • 软件客户使用习惯;
  • 模型和实验之间的接口。

科学软件的真正壁垒不是模型参数,而是:

客户研发人员是否已经把它嵌入日常流程,并且替换成本很高。

3. A股目前更适合找“真实受益环节”,不适合找纯AI4S龙头

A股中真正类似 Schrödinger 的纯科学软件公司很少。现阶段更现实的路线是:

  • 测序和多组学数据:MGI Tech、华大基因
  • 实验验证和研发外包:药明康德、康龙化成
  • 科学计算基础设施:中科曙光
  • 工程仿真软件:中望软件

但这些公司必须逐个核验 AI4S 是否带来新增收入,不能只因为公司公告里出现“AI”就当成主线。

三、我会重点查什么,而不是先看股价

对每个候选公司,我会继续核验四件事:

  1. AI4S相关业务有没有真实付费客户;
  2. 收入来自软件订阅、仪器耗材、实验服务,还是只有一次性项目;
  3. 是否有客户认证、装机量、耗材复购或研发流程锁定;
  4. AI是否带来新增需求,而不是仅仅帮助公司内部降本。

特别要警惕的信号

  • 只有“战略合作”,没有合同或收入;
  • 只有AI平台演示,没有实验验证;
  • AI4S收入无法从传统业务中拆分;
  • 应收账款和存货增长快于收入;
  • 公司把普通服务器、普通检测服务包装成AI4S;
  • 依赖单一客户或单个药物管线。

四、下一步优先深挖顺序

我建议先按这五个顺序做公司级研究:

  1. Schrödinger:软件业务是否真正形成客户续费和工作流锁定;
  2. MGI Tech:测序装机、耗材复购和科研/药企订单;
  3. Illumina:测序平台与AI基因组分析是否产生新的软件价值;
  4. 药明康德:AI药物研发是否带来新增实验服务量;
  5. Danaher:自动化、质谱、蛋白组和耗材业务的增长质量。

我的初步判断:如果要找AI4S产业链里相对靠谱的“卖铲子”方向,优先级是:

科学数据与测序耗材 ≈ 自动化实验与科研仪器 > 科学软件 > 科学计算基础设施 > 直接押注单个AI药物管线。

下一轮我会先从 Schrödinger、MGI Tech、药明康德、Illumina、Danaher 开始,重点核验真实收入、客户、复购和业务纯度,而不是先做估值或追热点。

开始下一轮

这一轮进入公司级核验:我先查五家公司是否真的卡在 AI4S 的关键环节,重点看收入/客户/复购/工作流锁定,最后再把“纯标的”和“间接受益者”分开。