发现端 + 器件端:一个闭环,交付带置信度的候选

材料 AI 的普遍断档:发现端给不出"能不能用",器件端做不了材料发明。两个平台把闭环接上——下面的每一环都可点击查看真实演示。

客户目标区间 电压 / 容量 / 工况 「我想要这样的材料」 材料物理AI(发现端) AI 提名单,物理计算复核——不迷信单方 ① 生成 + 四层漏斗筛选 (AI 提名单·层层淘汰) ② 四重背书终判 (第一性原理算四道关) ③ 风险画像+分级 (只推荐值得花钱验证的) 材料的「体检单」 9 参数契约 锂跑多快·颗粒多大·孔隙多少 PhysAI(器件端) 在电脑里先「装一次电池」 电化学多倍率仿真 (慢/常/快充考卷) 粘弹 / 器件物理 (工艺与质量场景) 置信度量化 (把握多大,如实说) 置信报告 风险分级+边界 「能用到哪·不能用在哪」 下一轮目标(主动学习循环:M-ALPHA 系列三次里程碑均由循环产出)

▶ 各节点可点击直达对应互动场景。一句话总览:AI 提名单 → 物理计算复核 → 电脑里先装一次电池 → 只推荐带「把握度」的候选。术语看不懂?页尾有名词小词典。

场景 A · 材料发现闭环互动

拖动目标区间,看发射机怎么「少而精」地出候选——全部数字来自真实实验记录(M-PHY-1.5 快充正极演示)。人话版:你说「我要耐快充、容量至少 100 的正极」,AI 从近三千条已知材料里层层筛,最后只发射 6 个、并标好「优先验证(A) / 参照(B)」——替你省掉九成的试错预算。

目标区间(客户输入)——像点菜:说出你要的「菜谱范围」

电压下限3.80 V
电压上限4.00 V
比容量下限≥ 100 mAh/g
滑块已实时联动;点击重播发射动画

候选(DFT 真值)点击卡片看器件端评估

诚实口径:OCV 当前采用基线近似——Tier-A 候选的器件差异是扩散效应的隔离展示,非完整电芯预测;Tier-B 的 D 为基线假设(文献 D 扩表在途);模型域 TM-氧化物,域外未校准(电压 MAE 0.41V)。

场景 B · 候选库星图(19 确认候选)互动

人话版读图:横轴=锂离子跳跃的「门槛高度」(Ea,越左越快→快充好手);纵轴=平均电压(决定能量高低);圆越大越稳定(ehull)。左側虚线带=快离子区(又快又好的候选聚集地)。悬停看参数,点击出档案卡。

AL 循环产出(★) 域微调模型 预训练@g1.5 Li-rich 四元 pool_0014 观察级(证据没齐,暂不外发)

◀ 点击星图中的候选查看档案卡(含 XRD 指纹)

场景 C · PhysAI 器件验证流水线PhysAI · 互动

发现端发射的候选进入器件端——这一站全部在 PhysAI 内完成。人话版:把候选材料放进电脑里的「虚拟电池」,按慢充/日常/快充三档考卷考试,和商用基准比出分数,最后附上「把握多大」的置信区间。每一环都是真实执行过的(非示意图):39 次求解只花 0.05 分钟,传统「合成-装电池-测试」一轮以月计。

① 契约解析 9 参数:D·粒径·孔隙率 倍率·温度·厚度(量纲门禁) 翻译:把材料特征写成「输入单」 ② SPM 电化学求解 PyBaMM 25.12.2 Chen2020 自适应窗 v2 · N_T=128 翻译:经典电芯模型在电脑里逐分钟演算充放电 ③ 多倍率工况 0.5 / 1 / 2C 扫描 批评估 39 求解 0.05min 翻译:三档考卷几秒交卷 ④ 指标提取 利用率 · 能量 Δ 基准锚对照(Chen2020) 翻译:和商用基准比,好在哪、好几分 ⑤ UQ 报告 90% 区间独立声明 翻译:附上「我有多大把握」 回传发现端

▶ 演示:同一候选在不同倍率下的真实利用率(左)+ 模型 90% 置信区间 vs DFT 真值对照(右,UQ 纪律可视化)

多倍率利用率(M-ALPHA 档案实测)

利用率=实际能放出的电占理论的比例(越高越好)。AL 双星在慢充/日常/快充三档的实测成绩——切换倍率看衰减斜率:

基准锚 Chen2020 在档数值为 2C(0.8425);0.5/1C 基准不在档,不作对比(诚实口径)。

把握度展示:模型区间 vs 计算真值(点选候选)

蓝带=模型 90% 把握范围(UQ);橙点=计算真值;白点=模型均值。区间不参与筛选、只作独立参照——不确定性只声明、不操纵结论。

PhysAI 代理模型成绩单(rel L2,多 seed 实测)

物理任务AI 代理相对误差(越小越好)说明
热传导0.02%FNO 强项(频谱友好)
Darcy 渗流0.33%椭圆类
Navier-Stokes0.31%抛物类
黏弹性(物理分解+残差)2.96%纯 AI 49%——见下方"粘弹谱"场景
电芯级器件指标c_e 0.87% · V_MAE 15-18mV · τ 0.98(双种子)· T_MAE 0.39KBMS 级(立项依据)
能力谱的意义:哪个任务用什么范式,是被实测过的——频谱友好任务用 FNO 端到端,记忆效应任务用物理分解。这是"结果带置信度"的方法论底座。

场景 D · 聚合物粘弹谱(研发/质量场景)PhysAI 能力 · 互动

人话版:Maxwell 模型=把材料看成「弹簧+阻尼器」的经典组合(受力会慢慢松劲=应力松弛);WLF=一张「时间-温度换算表」——高温下测几分钟≈低温下测几年,所以拖动温度能看到曲线在时间轴上平移,五条曲线最后能「拼装」成一条跨 16 个数量级的主曲线。用途:模压工艺残余应力预报、用短时实验外推长时老化(少做 5-10 组实验)。

温度 T = Tref + ΔT+0 K

Prony 单元参数为演示示意;WLF 常数(C1=17.4,C2=51.6K,Tref=Tg+20K)与下方误差为 E-VIS-1 实验实测。

同一个 PDE,三种解法(E-VIS-1 实测,V100×3 seeds)

0% 纯公式计算
(不带 AI)
0% 纯 AI 黑箱预测
(这个任务上 AI 单干会翻车)
0% 物理打底+AI 补差
(16.6× 优于纯 AI)
方法学结论(可迁移):物理分解范式在黏弹性 PDE 上有效——"先物理、再 AI 补残差"胜过"端到端黑箱"。这正是双平台所有交付"结果带置信度"的方法论来源。

这个场景回答什么业务问题

场景物理层交付
模压/成型工艺(残余应力)应力松弛场秒级预报(FNO 代理,FD 精度锚定)
粘弹谱时温外推(质量)WLF 主曲线拼装,少做 5-10 组高温长时实验
材料入厂/批次比对谱形指纹+置信区间,异常批次旗标

诚实边界 · 合作模式

我们对"做不到"与"做到"同等公开——这是双平台所有交付的统一纪律。

宣称级别表(对外统一口径)

可以说依据
19 个 DFT 确认的稳定新颖多形体(MP+COD 双库对账)确认档案链
自主循环 ~24h 完成四重背书确认(人工等效 2-3 周)M-ALPHA 档案
超离子行为"计算确认"(三证合一,带软骨架旗标)M-ALPHA-2
快离子富集=循环功效禁:盲批终判 0/7,p=0.070 方向性支持"选样偏置",未定谳
实验验证/可量产/绝对首创禁:计算发现未经合成验证(3-6 年路线);FTO 未做

合作模式(候选漏斗 + 联合开发)

对象入口
电池/储能企业给定目标区间 → 候选发射 + 器件评估 + 置信报告;验证预算聚焦 Tier-A
材料/化工企业短名单深评 + 联合开发(贵方合成/循环 × 我方漏斗+器件闸门)
科研院所数据管线 / 宣称纪律方法学合作
投资/政府尽调包:可复现证据链 + 风险同披露
全链可复现:数据集指纹 · 模型 checkpoint · DFT 协议 · 评估脚本全留痕,欢迎尽调。

名词小词典——大白话版,对外讲解备用

材料侧(材料物理AI)
DFT(第一性原理计算)不靠实验、纯靠量子力学方程在电脑里算材料性质——公认的「计算真值」,比实验便宜快得多,但最终仍需实验确认
ehull(稳定性距离)材料离「能量地板」的距离(meV/原子):越小越不容易分解,25 以内算近稳定
Ea / NEB(迁移门槛)锂离子跳到下一个位置要翻的「坎」有多高(eV):越低锂跑得越快→越耐快充;NEB=算这道坎的标准方法
V̄(平均电压)材料放电的平均电压(V):越高单位重量存的能量越多
XRD 指纹材料的「晶体身份证」:X 光衍射图案,每种晶体结构唯一——真材料造出后拿来对身份
四重背书每个候选过四道独立关卡:稳定性、晶体身份、高温动力学、锂迁移——全过才叫「确认候选」
漏斗 L1/L2层层淘汰的筛选线:AI 生成上万条 → 新颖性去重 → 快速预筛 → 只剩几十条进昂贵的 DFT 终判(省算力 10-100 倍)
Tier-A / Tier-B发射分级:A=优先花钱验证,B=基线参照(先别花钱)
AL 循环主动学习闭环:模型挑最有希望的候选→送验→结果喂回模型→下一轮更准;M-ALPHA 三次里程碑均由它产出
9 参数契约材料→器件的「体检单交接格式」:锂扩散速度、颗粒大小、孔隙率等 9 项,两个平台按同一标准说话
器件侧(PhysAI)
SPM / PyBaMM把电芯简化成「一颗均匀颗粒」的经典电化学模型(工业研发常用);PyBaMM=开源电池仿真引擎,我们的求解器
util(利用率)实际放出的电 ÷ 理论能放的电:越高越好,快充下掉得越少越强
UQ / 置信区间不确定性量化:模型不只给一个数,还给「我有多大把握」的范围——区间如实声明,绝不拿来粉饰结论
FNO一种 AI 物理代理模型:学会物理规律后把小时级仿真压缩到秒级;擅长热/流场任务,不适合的任务如实标注
Maxwell / Prony把粘弹材料看成「弹簧+阻尼器」组合的经典模型;Prony=多组弹簧-阻尼器叠加逼近真实材料
WLF 时温等效「时间-温度换算表」:高温下测几分钟≈低温下测几年,用短实验外推长时行为
物理分解+AI 残差我们的方法论:先让物理公式算底稿,AI 只学修正量——实测 2.96% vs 纯 AI 黑箱 49%