上海交大团队研发“AI工程师”,给生产过程装上“智能大脑”和“时间望远镜”
2025-05-13 上海

青年报·青春上海记者 刘昕璐 通讯员 韩彦强 江倩倩

记者从上海交通大学最新获悉,学校科研团队研发的“AI工程师”经过一年多的开发和部署运行,已经成功落地生物制造业。这套AI自控系统首次将时间维度引入AI,用于工业发酵,能精准预测并调控发酵的过程,推动生物发酵产业从经验驱动向数据驱动转变,助力企业智能化转型。

发酵技术是生物制造的核心手段,在食品、医药、能源以及化工等诸多领域都有着广泛的应用,是否掌握发酵领域的最新技术,决定着是否能在全球最“高精尖”的生物制造领域占得先机。而在生物发酵领域,时间是一个很大的影响因素:微生物在各个生长阶段的差异十分显著,它们的生长状态关系到整个发酵过程的成败。

为了保证发酵质量,通常需要人类工程师根据常年积累的经验,24小时不间断地进行手动调控。上海交通大学李金金教授团队打造了“基于迁移学习和物理可解释的小样本AI工业自动控制系统”(AI自控系统,ManuDrive),并落地转化,使用“AI工程师”将时间维度引入工业发酵过程,实现了AI动态调控,通过在复杂的生物发酵过程中动态调控参数,实时生成未来每一个时刻的最优发酵方案,进而大幅度提升了工业发酵产量。

“这就像给生产过程装上了‘智能大脑’和‘时间望远镜’,能够实时给出最佳的工艺调控方案,提前‘看到’未来生产过程,实时生成最优的工艺方案,大幅提升产量。”李金金说。在实际落地应用中,这一AI自控系统使发酵罐的产量实现了大幅度的提升,同时生产过程中的波动也得到极大幅度降低,工厂生产稳定性和效率则显著增强。

以抗生素发酵7天的周期为例,在发酵进行到第20小时的时候,ManuDrive就能生成从第21小时、第22小时、第23小时,一直到最后的第150小时的完整发酵操作方案,精准“预测”整个发酵过程。这改变了传统的发酵调控模式,不再需要人类工程师手动去进行每个小时的发酵调控工作,而是借助人工智能向中控系统发送操作指令,大大提高了调控的效率与精准度。

与此同时,通过AI调控所生成的方案更加科学有效,对原先以经验为主的生物发酵方案进行了进一步优化。人工智能的调控具备持续迭代的优势,进一步推动产业转型升级。

ManuDrive将“时间维度”引入到工业控制领域当中,攻克了生物发酵这一复杂且动态过程里实时预测与精准调控的国际难题,显著提高发酵稳定性和产量。“随着AI技术与生物制造的深度融合发展,发酵生产正逐步从以往依赖经验的‘试错模式’向依靠数据驱动的‘智能模式’转变。它不仅对原有的生产流程进行了重新塑造,更在生物制造领域催生出了一场意义深远的技术革命,为整个行业的未来发展开辟更为广阔的前景。”李金金表示。

低成本也是这一“AI工程师”的显著优势,未来将让更多中小型企业也能以低成本部署高效“AI工业大脑”。

青年报·青春上海记者 刘昕璐 通讯员 韩彦强 江倩倩

编辑:陆天逸

来源:青春上海News—24小时青年报

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