新浪潮洶涌而至之時(shí)，人們站在科研范式的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，深度原理的使命也變得具體：期待未來AI能解決催化劑發(fā)現(xiàn)靠化學(xué)直覺盲目摸索的行業(yè)痛點(diǎn)問題，通過計(jì)算指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，引領(lǐng)整個(gè)化學(xué)研發(fā)的范式的迭代，一起開拓人類探索化學(xué)反應(yīng)的新邊界。
在DeepMind創(chuàng)始人Demis Hassabis和John Jumper憑借AlphaFold獲得了2024年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)之后，深度原理創(chuàng)始人兼CTO段辰儒第一時(shí)間感覺到，AI for Science（簡(jiǎn)稱“AI4S”）的轉(zhuǎn)折點(diǎn)來到了。
他當(dāng)時(shí)對(duì)浙江日?qǐng)?bào)的記者解釋，“諾獎(jiǎng)花落人工智能，相當(dāng)于認(rèn)可了人工智能和物理之間的有機(jī)互動(dòng)。這敦促我們用物理學(xué)知識(shí)來理解AI、打造AI，從而建立更精準(zhǔn)的模型，而這些AI模型可以反過來幫助我們更好地探索科學(xué)”。
說這番話的時(shí)候，段辰儒和他的師弟賈皓鈞已經(jīng)回國創(chuàng)業(yè)幾個(gè)月，創(chuàng)立了深度原理Deep Principle，聚焦AI for Chemistry領(lǐng)域，希望將人工智能、量子化學(xué)（Quantum Chemistry）和高通量實(shí)驗(yàn)（HTE）技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)材料領(lǐng)域，讓材料創(chuàng)新的工作流程得以改善，加速化學(xué)材料研發(fā)創(chuàng)新效率。
新范式開啟 專注AI4S
段辰儒自謙道，自己在學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)中并非頂尖級(jí)的學(xué)霸或者學(xué)神那樣的人物。不過，從高中到大學(xué)到博士，他一路都受益于“結(jié)果導(dǎo)向”和“興趣驅(qū)動(dòng)”。
他因物理競(jìng)賽獲獎(jiǎng)被保送到浙江大學(xué)竺可楨學(xué)院就讀本科。在段辰儒的記憶中，浙大竺院提供了非常好的平臺(tái)以及自由探索的空間和資源， 他也因此有機(jī)會(huì)到麻省理工學(xué)院（MIT）攻讀博士學(xué)位。到MIT后，他轉(zhuǎn)到化學(xué)系做應(yīng)用科學(xué)，最終在幾經(jīng)考慮后選擇了AI和化學(xué)結(jié)合的方向，師從MIT化學(xué)工程系教授、AI化學(xué)設(shè)計(jì)領(lǐng)軍人物Heather Kulik。
值得一提的是，Heather Kulik和2024年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主 Demis 和John都是全球首批運(yùn)用人工智能做新材料研發(fā)的人，他們甚至在2023年美國化學(xué)年會(huì)（ACS）上同臺(tái)做了開場(chǎng)報(bào)告。他們的方向不同，Demis和John是蛋白質(zhì)，而Heather是化學(xué)材料。
由于對(duì)化學(xué)工程有興趣，對(duì)AI for Chemistry相關(guān)的探索也進(jìn)入了段辰儒的學(xué)術(shù)視野�！爱�(dāng)時(shí)整個(gè)領(lǐng)域是一片藍(lán)海，有廣闊的方向等著去探索�！�
全球?qū)θ斯ぶ悄艿奶剿饕呀?jīng)幾十年，而2022年底ChatGPT的爆發(fā)將人們對(duì)人工智能的重視推到了前所未有的熱度。在這之前，很多研究人員對(duì)人工智能的探索也是坐了多年的“冷板凳”。
段辰儒記得，2017年他剛剛開始探索人工智能+化學(xué)相關(guān)的課題時(shí)，整個(gè)人工智能生態(tài)還不夠完善，“大家只能手寫一些模型，導(dǎo)致整體效率不高，也有很多專家教授也質(zhì)疑AI是否真正有用�！�
他慢慢感覺到，隨著AI的發(fā)展，大家對(duì)AI的心態(tài)有變化，尤其到2024年諾貝爾物理和化學(xué)獎(jiǎng)同時(shí)花落人工智能領(lǐng)域之后。在他看來，這是比ChatGPT更重要的核心節(jié)點(diǎn)，特別是商業(yè)化的確定性機(jī)會(huì)正在展現(xiàn)。
段辰儒也感受到，在此之后，“大家更加嚴(yán)肅地對(duì)待AI4S行業(yè)，也有更多的人進(jìn)入AI領(lǐng)域做事情�！庇袠I(yè)內(nèi)人士評(píng)價(jià)，此次諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C布后，AI 技術(shù)正在推動(dòng)科學(xué)研究的范式轉(zhuǎn)變，AI 已成為解決物理、化學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的復(fù)雜問題的重要工具。
2024年11月，DeepMind全球?qū)嶒?yàn)室發(fā)布報(bào)告稱，AI使用正在呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，AI4S真正的黃金時(shí)代即將來臨。身在AI4S行業(yè)，段辰儒觀察到，比AI for Chemistry更早的生物醫(yī)藥領(lǐng)域，正迎來令人振奮的新一波產(chǎn)業(yè)化機(jī)會(huì)。
比如，由生物技術(shù)領(lǐng)域最大的投資機(jī)構(gòu)之一ARCH Venture Partners和Foresite Labs聯(lián)合孵化的Xaira Therapeutics，其核心業(yè)務(wù)方向是利用AI重塑藥物研發(fā)，目前專注蛋白質(zhì)組學(xué)方向，研究蛋白質(zhì)如何在健康和疾病中發(fā)生變化。該公司在2024年獲得10億美金的種子輪投資，無論是獲得融資的階段還是數(shù)額幾乎都在生物醫(yī)藥領(lǐng)域首屈一指。由2024年諾獎(jiǎng)得主Demis Hassabis和John Jumper領(lǐng)銜、Alphabet資助的英國AI制藥公司Isomorphic Labs近期募資1.82億英鎊，專注于發(fā)展AI加速創(chuàng)新藥物研發(fā)，目前已與禮來、諾華等跨國制藥巨頭達(dá)成金額分別為至高17億、12億美元的合作，通過里程碑式交付的形式開展多個(gè)治療靶點(diǎn)的藥物發(fā)現(xiàn)工作。
化學(xué)反應(yīng)比蛋白質(zhì)更復(fù)雜。在新的范式中，AI不僅是數(shù)據(jù)分析工具，還可以全面加速研究進(jìn)程。AI與化學(xué)結(jié)合后，可自主執(zhí)行化學(xué)合成任務(wù)，也能進(jìn)一步加快化學(xué)和材料科學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展。在過去，化學(xué)領(lǐng)域的一些重大突破主要依賴于極少數(shù)研究員的發(fā)現(xiàn)，而AI的加入將發(fā)現(xiàn)的過程變得更確定，并加速了核心發(fā)現(xiàn)的過程。
圍繞催化 回國創(chuàng)業(yè)
在AI for Chemistry的路上，段辰儒可用“吾道不孤”來形容。
在MIT學(xué)習(xí)和研究期間，他和同門師弟、現(xiàn)任深度原理創(chuàng)始人兼CEO賈皓鈞志同道合，共同致力于AI for Chemistry的研究。在 Nature 大子刊等頂級(jí)期刊以及 NeurIPS 等頂級(jí)會(huì)議上，兩位創(chuàng)始人合計(jì)發(fā)表超過 60 篇論文，并首創(chuàng)多個(gè)AI for Chemistry 模型。
博士畢業(yè)后，段辰儒接受了微軟的Offer邀請(qǐng)做研究科學(xué)家，為多家化學(xué)材料公司部署計(jì)算化學(xué)和人工智能解決方案；在MIT攻讀物理化學(xué)博士學(xué)位期間，賈皓鈞在陶氏化學(xué)核心研發(fā)部門進(jìn)行研發(fā)工作，專注于使用人工智能來研發(fā)催化劑配方及預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)的路徑。
兩位博士在各自的公司工作一段時(shí)間后，既感受到了大公司在研發(fā)創(chuàng)新及商業(yè)化的局限，又因?yàn)榻佑|了實(shí)際很多化學(xué)材料公司而看到化學(xué)界的變化和需求，以及AI在化學(xué)材料研究領(lǐng)域的應(yīng)用機(jī)會(huì)窗口。
2024年，兩人決定聯(lián)手創(chuàng)業(yè)，并經(jīng)常在一起討論創(chuàng)業(yè)的種種。他們將公司命名為“Deep Principle”，中文名為深度原理，“希望深度學(xué)習(xí)（Deep Learning）和第一性原理（First Principle）做結(jié)合，也希望名字更有普適性�！倍纬饺灞硎�，“我們做的事情很有挑戰(zhàn)，這個(gè)名字也是希望吸引更多有理想、‘用AI4Science深度探索化學(xué)材料原理’的人加入我們�！�
賈皓鈞和段辰儒討論問題
在創(chuàng)業(yè)方向上，他們選定了化學(xué)中的魔法之手“催化”。
廣義上來說，人類的生產(chǎn)和生活都離不開化學(xué)反應(yīng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的控制是化學(xué)科學(xué)的核心和關(guān)鍵，而催化讓化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)可控。AI4S若能在化學(xué)材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)�；�、產(chǎn)業(yè)化，不僅能推動(dòng)高效、低成本的高效能催化材料研發(fā)，還能大大提升能源使用效率。
如賈皓鈞所說，“90% 以上的工業(yè)產(chǎn)品都需要催化材料參與，35%的全球GDP都與催化反應(yīng)有關(guān)。比如通過催化劑的改進(jìn)，即使只提升合成氨1%的轉(zhuǎn)化效率，就能產(chǎn)生數(shù)十億美元的經(jīng)濟(jì)效益。”
段辰儒認(rèn)為，對(duì)于化學(xué)材料的發(fā)展，很多人從如何設(shè)計(jì)新材料考慮，但如果回溯歷史，更多是通過新的化學(xué)反應(yīng)帶來新材料，再帶來巨大的市場(chǎng)變革。比如合成氨新技術(shù)帶來了新的產(chǎn)業(yè)，其中的核心問題是找到關(guān)鍵的化學(xué)反應(yīng)。
“判斷關(guān)鍵化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，第一是經(jīng)濟(jì)價(jià)值，第二是可以幫助人們找到很多之前不能合成的化合物，以形成非常巨大的潛在化學(xué)空間和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。”他說。
在每一次工業(yè)革命或者說每一次人類社會(huì)的變革中，材料科學(xué)的突破都是先導(dǎo)。深度原理把化學(xué)反應(yīng)作為核心，通過化學(xué)的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)不斷地?cái)U(kuò)寬邊界，鎖想要材料的工具。通俗一點(diǎn)來說，通過拓展新的“邊”來解鎖新的節(jié)點(diǎn)。“只要能確定邊是準(zhǔn)確的，解鎖節(jié)點(diǎn)的確定性就會(huì)非常高�！比绱艘詠�，就能把可能的、隨機(jī)的發(fā)現(xiàn)，變成確定的、可預(yù)測(cè)的化學(xué)發(fā)現(xiàn)。
對(duì)于在美國還是中國創(chuàng)業(yè)，深度原理團(tuán)隊(duì)也有仔細(xì)考量。
他們看到，美國正受到“去工業(yè)化”政策的影響，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用機(jī)會(huì)并不多，初創(chuàng)企業(yè)也更偏向于服務(wù)模式（比如SaaS）。相對(duì)而言，中國化工制造產(chǎn)業(yè)鏈完整，在材料研發(fā)管線所需的相關(guān)配套設(shè)施方面建設(shè)效率也更高。而且“全世界最好的材料化學(xué)生產(chǎn)基地在東南亞和中國”，AI4S在中國的落地場(chǎng)景更為豐富，有更多的產(chǎn)業(yè)落地機(jī)會(huì)。
2024年6月，深度原理的核心成員從美國回到國內(nèi)，正式開啟創(chuàng)業(yè)之旅。
該公司隨即得到行業(yè)知名投資機(jī)構(gòu)的青睞。2024年，深度原理先是獲得近千萬美元種子輪融資其中既有線性資本、真知?jiǎng)?chuàng)投和 Taihill Venture 等知名早期投資機(jī)構(gòu)，也有晶泰科技與深勢(shì)科技等產(chǎn)業(yè)投資方隨后完成高瓴創(chuàng)投（GL Ventures）和祥峰投資中國基金（Vertex Ventures China）的兩輪融資。
和其它先拿財(cái)務(wù)投資后拿產(chǎn)業(yè)投資的公司稍有不同，深度原理先是產(chǎn)業(yè)公司有合作，然后再拿了財(cái)務(wù)投資。在他們的構(gòu)想中，晶泰科技、深勢(shì)科技提供的數(shù)據(jù)、算力及其他AI基礎(chǔ)設(shè)施將有效協(xié)助深度原理的研發(fā)工作�！霸谏鷳B(tài)協(xié)同方面，晶泰和深勢(shì)科技一起，形成天然互補(bǔ)，在投資后能更好合作。”
2024年6月，深勢(shì)科技發(fā)布公告稱，深度原理將以多個(gè)領(lǐng)域，尤其是化學(xué)材料為切入點(diǎn)，賦能更多行業(yè)，為深勢(shì)科技主張的開放生態(tài)注入新的能量和活力，雙方希望推動(dòng)的技術(shù)不是比特世界的Foundation Model，而是原子世界的Foundation Model，這是深勢(shì)和深度原理懷揣的共同目標(biāo)和愿景。2025年1月10日，晶泰科技發(fā)布公告稱，作為深度原理的戰(zhàn)略投資方，除資本支持外，亦在技術(shù)和商業(yè)轉(zhuǎn)化方面進(jìn)行賦能，共同加速新化學(xué)反應(yīng)和新材料的開發(fā)，開辟更廣闊的化學(xué)空間與創(chuàng)新合成路徑，加快新技術(shù)和新分子的開發(fā)與商業(yè)化落地。雙方合作打造集新型分子設(shè)計(jì)、反應(yīng)路徑設(shè)計(jì)、反應(yīng)合成優(yōu)化、高通量自動(dòng)化工站能力于一體的新一代全鏈路智能化材料研發(fā)平臺(tái)，有望在更短時(shí)間內(nèi)完成從材料發(fā)現(xiàn)、物性預(yù)測(cè)、配方優(yōu)化到可控實(shí)驗(yàn)的完整閉環(huán)流程，打造“更快、更準(zhǔn)、更省”的研發(fā)新范式。
產(chǎn)業(yè)化嘗試 給團(tuán)隊(duì)打99分
深度原理創(chuàng)立后，公司定義了AI for Chemistry的實(shí)現(xiàn)路徑與關(guān)鍵挑戰(zhàn)，以基于生成式AI技術(shù)的擴(kuò)散模型OA-ReactDiff為核心，聚焦生成式模型（ReactGen）、推薦算法 (Reactify)、控制模型 (ReactControl)、主動(dòng)學(xué)習(xí)和貝葉斯工作流程 (ReactBO) 等四大算法模塊，為工業(yè)客戶提供產(chǎn)品化、系統(tǒng)化的“AI+材料”解決方案。微軟近期用生成式AI設(shè)計(jì)周期性材料的算法MatterGen在Nature發(fā)表，也說明生成式AI在化學(xué)材料的應(yīng)用正逐漸被大眾認(rèn)可。
一個(gè)基礎(chǔ)化學(xué)反應(yīng)由反應(yīng)物、過渡態(tài)、生成物三者構(gòu)成。其中，過渡態(tài)對(duì)于理解化學(xué)反應(yīng)十分關(guān)鍵，它蘊(yùn)含化學(xué)反應(yīng)的機(jī)理，能被用以估算反應(yīng)速率和能量，甚至指導(dǎo)高效催化劑等新型材料的設(shè)計(jì)。
深度原理將最新的生成式模型和密度泛函理論相結(jié)合，突破性地提升了對(duì)于過渡態(tài)計(jì)算的速度和精度。在速度方面，以前用傳統(tǒng)化學(xué)計(jì)算方法發(fā)現(xiàn)過渡態(tài)需要數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天；相比傳統(tǒng)的密度泛函，擴(kuò)散生成模型 OA-ReactDiff讓計(jì)算速度提升了1,000倍，只要數(shù)秒就能生成過渡態(tài)結(jié)構(gòu)。在精度方面，團(tuán)隊(duì)將 AI 決策模型融合進(jìn)計(jì)算流程，搭建“密度泛函推薦器”匹配“化學(xué)材料計(jì)算方法”，將金屬有機(jī)配合物的高通量計(jì)算的準(zhǔn)確度，逼近實(shí)驗(yàn)測(cè)量的誤差精度。
“技術(shù)上要足夠的強(qiáng)，尤其是方向還在探索和成長(zhǎng)期之時(shí)。這有助于做合作伙伴篩選�！倍纬饺逭f。
從創(chuàng)立伊始，深度原理就在考慮產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用�！百N近產(chǎn)業(yè)，在具體場(chǎng)景中做產(chǎn)品迭代，而非拿著錘子找釘子”。
在種種商業(yè)路徑中，深度原理先以 AI+CRO（通過合同形式為研發(fā)過程提供專業(yè)化服務(wù)）為早期合作模式，先向客戶交付早期計(jì)算及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。未來，團(tuán)隊(duì)或?qū)⒔ㄔO(shè)內(nèi)部管線，生產(chǎn)終端產(chǎn)品出售給客戶。目前，深度原理仍處于產(chǎn)品早期研發(fā)階段。段辰儒透露，“2025年的目標(biāo)是把方法論驗(yàn)證跑通�！�
作為青年海歸菁英回國創(chuàng)業(yè)的代表，段辰儒感受到，回國6個(gè)月，“無論個(gè)人對(duì)國內(nèi)生活的融入，還是團(tuán)隊(duì)搭建的速度和質(zhì)量，抑或是公司層面在業(yè)務(wù)和融資等層面，都有超出預(yù)期的進(jìn)展”。
深度原理團(tuán)隊(duì)2024年合照
比如，他發(fā)現(xiàn)招到好的技術(shù)人才變得比較容易。很多青年才俊不強(qiáng)求在大廠工作，而是更青睞處于上升期的創(chuàng)業(yè)公司。不過他判斷，未來公司不會(huì)建立特別大的團(tuán)隊(duì)，畢竟很多問題可通過AI編程的迭代來解決，更多的投入將放在算力支持上，比如采購云服務(wù)等。
段辰儒最滿意的是和現(xiàn)任CEO賈皓鈞的合作，他給兩人的合作打99分。“行動(dòng)模式上一致，兩人也都客觀理性。我們喜歡把信息擺在臺(tái)面上，把利害關(guān)系分析清楚，這樣更容易做決策，也幾乎沒有沖突和分歧�！�
最核心的是，他們有共同的愿景：致力于以人工智能技術(shù)加速材料化學(xué)創(chuàng)新，通過 AI 決策模型和生成式 AI 在化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用，顛覆傳統(tǒng)“自上而下實(shí)驗(yàn)試錯(cuò)”的化學(xué)材料發(fā)現(xiàn)模式�！坝肁I決策模型和生成式AI，重塑化學(xué)和材料研發(fā)的格局。”這就是深度原理的終極愿景。
聲明：以上調(diào)研結(jié)果是商業(yè)合作內(nèi)容，用于調(diào)研的部分/全部數(shù)據(jù)來自合作方和第三方，相關(guān)觀點(diǎn)及結(jié)論均基于以上數(shù)據(jù)研究得出，不作任何投資指引和參考。
