中国青年报客户端天津5月30日电(中青报·中青网记者 胡春艳)人工智能发展带来的颠覆性变革不断刷新人类认知。5月30日,由国家超级计算天津中心首席科学家孟祥飞和清华大学智能产业研究院兰艳艳教授领衔的AI生物医药团队,正式发布面向超大规模药物发现的人工智能虚拟筛选平台——GalaxyVS,这是我国“超算+AI”领域的一次重大突破。
AlphaFold的出现已经颠覆了大家对药物研发,特别是蛋白质结构解析的传统创新路径。而现在,AI与生物医药、新材料、未来工业应用等重大行业领域结合得越来越紧密,正在给科技创新带来新的范式变革,大大提升了各领域的创新能力。
千亿分子秒级筛选正是这样一个范式创新的成果。“现在我们能够实现千亿分子库的秒级筛选和匹配,这在原来是很难想象的,”孟祥飞说,按照从前的方法,即使用上天河新一代的百亿亿级超级计算机去算,也要按月来计算,“现在秒级就能反馈结果。”
虚拟筛选是创新药物研发的关键技术,可从海量化合物库中快速识别靶向蛋白的潜在活性小分子,缩短研发周期、降低研发成本、提升重大疾病药物发现能力。长期以来,传统实验筛选成本高、周期长,常规分子对接方法计算效率有限、假阳性率较高,而高精度自由能计算又难以支撑超大规模筛选。
随着可合成化合物库快速迈入千亿乃至万亿级规模,现有虚拟筛选技术在算法、算力、存储和工程化能力上均面临严峻挑战。GalaxyVS正是面向这一国际前沿难题提出的系统性解决方案。
GalaxyVS借助新一代天河超级计算系统超强的大规模并行能力,使近千亿级分子编码从算法设想真正转化为可稳定运行的超算工程能力,实现“即插即搜”,避免反复重建索引,实现超算、智算和存储的深度协同。目前,该系统只花几十秒,即可完成千亿级分子库的单次检索,平均单个靶点口袋检索用时不到1秒。
更重要的是,GalaxyVS不仅“筛得快”,更“筛得准、筛得新、筛得稳”。也就是说,这套系统的领先不只体现在单一算法指标上,更体现在规模、速度、系统性、可信度和自主可控等方面的综合突破。
相比国际上已有大规模虚拟筛选多集中于百万、十亿或几十亿级化合物库,GalaxyVS将AI虚拟筛选推进至近千亿级可合成化学空间。
这个规模与银河系恒星数量相当,孟祥飞进一步解释说,现在国家超算天津中心与清华大学团队合作,打造了全球最大的分子库,也就是最大的药物分子数据集——拥有1000亿级的分子。“全球最大的分子库和我们‘超算+AI’的创新算法,又构建起了全球最大的2500亿条的药物活性分子库。”孟祥飞说,也就是说未来针对一个疾病,想找出哪些分子可能成为药物,已经不需要从头算了,“在系统中可以直接检索出想要的分子结构,直接去做实验。”
这个过程又进一步颠覆了现代药物设计的传统范式,标志着AI药物发现正在从单点模型创新,迈向算法、数据、超算、存储、调度和药物化学协同驱动的新阶段。
目前已有多家药物研发机构和企业正在积极与GalaxyVS平台合作,期待其能为肿瘤、神经退行性疾病、新发传染病、罕见病和精准医学Kaiyun中国网页登录入口等领域研究提供重要支持,大幅提升突发公共卫生事件中的药物研发响应速度。
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