关注|系列成果二：智能计算方向，之江实验室最新研究成果发布

人类文明发展的第四次浪潮正在到来，我们正处于从信息社会向人类社会-物理世界-信息空间融合的智能社会的关键转型期。智能计算被认为是未来计算的发展方向，它将人工智能技术与算力相结合，提供通用、高效、安全、自主、可靠和透明的计算服务，利用智能计算可以实现许多经典和前沿研究领域的创新，能够更好地满足实际应用场景及支持当今智能社会中大规模和复杂的计算任务。

浙江省产学研合作促进会聚焦之江实验室等重大科技创新平台，挖掘高质量技术成果信息，旨在推动先进创新成果落地转化为看得见的“生产力”。近期，浙促会按智能领域的先进技术成果，形成可推广应用的之江实验室新技术成果清单。本期推出之江实验室智能系统方向拟转化成果清单。

1.“闪智”嵌入式智能计算平台

（1）成果简介

“闪智”嵌入式智能计算平台——基于国产软硬件的领域专用智能计算机，面向国产智能芯片的模型适配与加速优化技术，数据流驱动的分布式异构芯群架构。以及面向遥感领域的轻量级数据智能处理算法（主打智能目标检测与识别）。针对中国人工智能技术发展的硬件基础受国外限制的现状，面向国内市场上边缘端智能提升需求，基于国产芯片设计强算力、高效能的嵌入式智能计算硬件，在国产硬件基础上，生成、优化软件框架，面向国内市场提供软硬件自主可控、支持算法一键部署的嵌入式智能计算平台。

在硬件基础技术方面，现已基于多款国产人工智能芯片推出多款边缘侧和端侧智能计算系统产品，现已广泛应用于特殊领域。在软件优化技术方面，具备成熟的算子优化技术和计算图优化技术，并在多种国产化智能硬件平台上实现算法模型一键移植功能。具备嵌入式智能计算在边缘端应用的系统化解决方案，支持专业定制。已支持的国产化智能芯片平台：寒武纪 MLU220、寒武纪 MLU270、寒武纪 MLU370、天数智芯天垓 100、天数智芯智凯 50、昇腾 Atlas 200；已支持一键移植的框架 TensorFlow、PyTorch、Caffe；已支持的图像类别：可见光、SAR（合成孔径雷达电磁波）、红外、高光谱等多模态遥感图像；已支持的识别场景：复杂城市场景；海洋背景；各类绿地、戈壁、沙漠背景等陆地场景。

（2）市场与应用

本技术目标市场侧重于高端装备、军用装备、航天航空、卫星遥感等安全要求高且需要完全自主知识产权的行业或细分市场。

应用领域有：智慧城市、智慧交通、智慧园区、智能工厂、智能港口、智能海岸、商用飞机、商用卫星、工程控制、边缘智能等。

2.基于智能计算的高价值新型功能蛋白酶开发

（1）成果简介

前述：蛋白质（Protein, 拉丁文 of 1st importance）是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。一切重要的生命现象和生理机制都与蛋白质密切相关。酶大部分是蛋白质，但是蛋白质只有小部分是酶。基因编辑可以用于改变蛋白质的结构或功能。通过编辑基因序列，可以改变蛋白质的氨基酸序列，从而影响蛋白质的结构和功能。CRISPR/Cas9 是目前最前沿、最有效的基因组编辑方法。

本成果属于 CRISPR 基因编辑以及深度学习在生物领域的最新应用成果，是基于微生物宏基因组+智能计算+生物实验的有机结合，来发现新的酶或酶的新功能。之江实验室自主开发了 AI 辅助 CRISPR 基因编辑的平台，用于实现新型蛋白酶的挖掘、改造、设计。能较大地提升研发效率为行业降本增效。

（2）市场与应用

全球工业酶市场资源 75%被诺维信、杜邦杰能科等 5 个国际公司占有垄断，相关公司技术储备充分，超过 1 万项专利申请和授权。当前基因编辑酶 CRISPR 底层专利大部分被美国公司申请授权。

本成果及相关计算基因平台可在克服国外专利技术封锁、挖掘到具有应用价值的新酶、获得好酶；提升酶催化转化产品品质、拓展酶的使用性能；实现低成本工业化规模的产酶等方面均可应用。

3.MedMod 智能计算制药平台

（1）成果简介

药物理性设计，是依据生物化学、酶学、分子生物学、遗传学、信息学以及计算化学等多学科研究成果，针对这些基础研究中所揭示的包括酶、受体、离子通道以及核酸等潜在的药物设计靶点，并参考其他类源性配体或天然产物底物的化学结构特征设计出合理的药物分子，以发现选择性作用于某种靶点的新药。

项目团队专注物理建模与智能推理双轮驱动的底层基础创新，旨在搭建数字细胞，实现硅基机器对碳基细胞尺度的生命活动模拟，预测治疗方法对细胞活动的调控作用，加速发现临床前药物分子，实现药物研发的降本增效。目前已取得一系列底层算法的创新与突破，成功搭建智能计算制药开放平台，具备各个药物发现应用的使用和自由组合能力，以及后台的计算任务承载和调度功能，从而实现小分子药物的高通量虚拟筛选。平台已进行内、外部用户的使用测试反馈，完善后将赋能药物研发机构，实现智能计算时代我国药物研发领域对西方发达国家的弯道超车。

（2）市场与应用

本平台在制药行业具有巨大的潜在市场，如：制药研发和药物发现、药物安全性评估和副作用预测、药物效果评估和临床试验设计等。

应用场景：本平台结合了统计智能与物理仿真技术，实现计算制药流程的全自动化与智能化，为药物研发团队提供药物发现一站式计算解决方案，加速研发效率。

4.计算育种技术

（1）成果简介

农业工程化育种的创新装备及 AI 计算育种平台，将人工智能与育种技术相结合，充分利用计算机和数学逻辑，实现作物育种从“试验选优”向“计算选优”的根本转变，育种目标更明确，育种效率更高，品质更好。能使育种周期减少 4-6 年（提升 3-5 倍），成本降低 30%—50%。有利于促进植物选种育种的跨越式发展，促进国家种业安全。

（2）市场与应用

1、大豆的进口依存度很高，大豆品种大部分为进口。

2、2019 年底以来，我国转基因政策持续出台在

“验证转入基因安全有效”、“验证转基因品种增产增收”、“管理标准明确细化”、“法规保护原始创新”等方面 持续推进，为我国转基因种子放开创造良好的技术和制度基础。

3、因育种的研发周期比较长，国内研发投入普遍较低

国内农业公司数量多、体量小，一般情况下追求短期效益，这也使得研发投入相对较少；像孟山都、先锋这样的跨国公司，其研发投入一般占销售收入的 10%左右，甚至更高。以隆平高科（000998.SZ）和荃银高科（300087.SZ）为代表的 10 家主营种子的上市公司，2019年末研发人员合计 1048 人。孟山都科研团队是这 10 家公司合计数的约 20 倍。孟山都 2019 年公司研发支出达 53.42 亿欧元，占销售额的比重为 12.3%。10 家 A 股上市公司 2019 年研发支出 6.69 亿元人民币。以 2019 年末欧元对人民币汇率 7.821 计算，孟山都一家的研发支出是10 家公司总和的 62 倍。

5.之江瑶光智能计算操作系统

（1）成果简介

之江瑶光是一个易用的通用计算平台，是之江实验室面向智能计算国家战略任务而策划的一个全新科学基础设施。之江瑶光充分利用实验室在智能计算软硬件方面的研究成果，以智能计算的算力设施与智能平台为底座，以数据、算法、模型与知识为基础，以创新科研范式为路线，打造一个全新的基于智能计算的大科学装置，为我国科学发展、社会治理、国家安全、数字经济发展提供新方法、新工具、新手段。之江瑶光对大量异构算力资源构建统一平台，对算力资源进行智能调度，算力使用方可以方便地根据自身需要，自身使用习惯来调用算力资源，整体上实现对底层算力的聚合，对上层应用场景的支撑。

之江瑶光首批应用场景助力科学研究，未来基于之江瑶光操作系统以及之江实验室的算力基础设施，能够支持各领域用户建设相应领域的计算平台。

（2）市场与应用

已经建立与其他研究院或中心的合作机制，共性技术推广。部分科研成果（天枢、之江瑶光）已进入产业化阶段。潜在应用方向：接入之江计算数据中心算力集群（先进计算集群等）；寻找各地数据中心/JS/智算中心交流合作机会。

6.飞秒激光微纳加工系统

（1）成果简介

飞秒激光微纳加工系统是一种利用飞秒激光技术进行微纳米级加工的设备。飞秒激光是一种具有极短脉冲宽度（飞秒级别）的激光，其脉冲宽度通常在几十飞秒到几百飞秒之间。由于其极短的脉冲宽度，飞秒激光具有高峰值功率和高脉冲能量密度，可以在非常短的时间内将能量集中到非常小的区域。飞秒激光微纳加工系统利用飞秒激光的特性，可以实现对各种材料的高精度、高效率的微纳加工。

（2）市场与应用

对标为进口产品立陶宛 wop 价格为 400 万-500 万；

它可以用于制造微型器件、微流体芯片、微透镜、微孔、微通道等微纳米结构，以及进行微纳米尺度的切割、打孔、雕刻、焊接等加工操作。

为拓宽融资和实验室企业等的对接渠道，促进科技成果转化落地，推动科技经济融合，后续浙促会也将计划开展科技成果对接活动，实现企业与资本的精准对接，助力企业创新发展。

之江实验室成立于2017年9月，坐落于杭州城西科创大走廊核心地带，是由浙江省人民政府主导举办、浙江大学等院校支撑、企业参与的事业单位性质的新型研发机构，是浙江深入实施创新驱动发展战略、探索新型举国体制浙江路径的重大科技创新平台。实验室以“打造国家战略科技力量”为使命，主攻智能感知、人工智能、智能计算、智能网络和智能系统五大科研方向，重点开展前沿基础研究、关键技术攻关和重大装备系统研发，致力于建设国际一流的智能感知研究与实验中心、国际一流的人工智能创新中心、国际一流的智能科学与技术研究中心和全球领先的智能计算基础研究与创新高地。