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AI赋能实验设计变革,新一代贝叶斯优化破译加速研发密码:实验次数锐减90%!
来源:分子模拟与人工智能平台

作为集微观结构建模、模拟计算、AI训练与应用为一体的科研创新平台,MaXFlow不断迭代,将贝叶斯优化算法与实验设计深度融合,为材料、制药、能源等领域的研发效率带来指数级提升。自MaXFlow正式发布全新EDBO(Experimental Design via Bayesian Optimization)实验/配方设计功能以来, 已得众多用户应用与认可,在涂料配方设计、有机合成实验,催化工艺设计等多场景中平均减少70~90%的实验量(全因子实验),助力科研团队突破传统试错瓶颈。


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图片


过去我们90%时间在试错,现在90%时间在创造。

——某材料实验室负责人



贝叶斯优化方法用于实验设计已被证实是一种切实有效的将AI技术转化为生产力的手段,一方面,它改变了AI需要大量先期数据做支撑的传统认知,能够在极少的实验数据条件下高效搜寻和推荐更优的实验方案;另一方面,它改变了传统实验设计(如正交实验、响应面法)以因素筛选和水平设定为核心的设计思路, 以概率模型和采集函数为双核心,通过迭代逼近最优解。


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这就是EDBO的颠覆性力量!

技术突破

从“数据饥渴”到“小样本突袭”

贝叶斯优化通过 “数据驱动的概率建模 + 智能探索”,突破了传统实验设计对先验知识的依赖,尤其适用于高维、黑箱、资源受限的优化场景。其核心价值在于用更少的实验次数逼近全局最优解。

EDBO技术亮点:

  • 贝叶斯优化算法加持:仅需不到全因子实验10%的工作量即可逼近最优解


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图:导入已有实验数据


  • 动态寻优引擎:基于因子间逻辑关系,生成符合条件的实验方案,拒绝无效试错

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图:设置因子约束条件


  • 多维关联分析:可视化呈现参数-性能关联图谱,决策有据可依




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图:实验结果及分析统计


  • 工业级应用验证:适配合成实验/工艺优化/材料配方等多场景 


   案例解读    


 → 10轮实验找到最优解

 → 自动平衡产率&成本

 → 百次测试100%推荐同方案

以直接芳基化的实验数据为例


对基底、配体、溶剂、温度、浓度等5个因子进行调控,可生成一个包含1728个方案的实验空间。下表显示了其中产率最高的前十个实验方案(产率>95%),综合考虑实验成本,可以发现第4、6、7方案是相对更优的选择(以略低的产率换来成本的显著降低),其中又以第4个方案为全局最优方案。


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下图显示了应用MaXFlow的从头实验设计功能在这一数据集上的优化结果。可以发现,在第3轮的实验中,MaXFlow即已推荐了第4和6两个方案,而第7个方案也出现在第8轮的推荐实验中。


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考虑到初始推荐数据的取样随机性以及对后续推荐方案的影响,我们进行了100次的重复测试,3种更优的方案均出现在前8轮的推荐方案中。






新品发布

MaXFlow实验设计新功能发布会

创腾科技计划于2025年6月举办MaXFlow实验设计新功能发布会,用AI解码实验最优解。此次发布的实验/配方设计功能,不仅充分利用贝叶斯方法优化实验/配方设计效率,同时针对不同的应用场景,优化了各种实验/配方空间的生成方法,此外,通过引入多种因素和响应间关联关系的分析方法,进一步提升了实验人员对于实验/配方设计过程的理解和控制。

您将收获

前沿技术发布与头部企业案例 


1

传统DOE与智能EDBO的降维打击对比


2

突破性案例

某高分子材料配方优化周期从3个月缩短至2周


3

现场演示

如何在MaXFlow平台完成从建模到优化的全流程


4

专家秘笈

规避计算空间陷阱的8个实战技巧


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