冷凍電鏡正為 AI for Science 時(shí)代提供著至關(guān)重要的原子級(jí)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)支撐，憑借其原子級(jí)別成像能力，科研人員能夠以更高精度觀察材料結(jié)構(gòu)的真實(shí)形態(tài)。

近日，繼火山引擎與水木未來(lái)達(dá)成合作后，火山引擎主辦了一場(chǎng)主題為“冷凍電鏡+AI平臺(tái)驅(qū)動(dòng)AI For Science新未來(lái)”的直播。直播邀請(qǐng)到來(lái)自水木未來(lái)的科學(xué)家，詳細(xì)介紹了一站式智能計(jì)算平臺(tái)SMART深度融合AI與冷凍電鏡技術(shù)的原理及成果，并借助火山引擎的彈性算力與安全存儲(chǔ)能力，實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)采集到分析的全流程云端協(xié)同，有效提升科研效率與數(shù)據(jù)價(jià)值，為AI驅(qū)動(dòng)的科學(xué)研究構(gòu)建了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

火山引擎對(duì)話水木未來(lái)科學(xué)家

冷凍電鏡作為科研儀器中的“超跑”，通過(guò)超低溫冷凍樣本并結(jié)合電子束成像，可獲取原子級(jí)、清晰、接近自然態(tài)的3D結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。經(jīng)AI解析后，這些數(shù)據(jù)能夠系統(tǒng)揭示從分子結(jié)構(gòu)到復(fù)雜生物功能的信息，加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)與驗(yàn)證過(guò)程。

水木未來(lái)基于部署于火山引擎的SMART平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了AI與冷凍電鏡在數(shù)據(jù)收集、三維重構(gòu)和原子建模全流程的深度融合，構(gòu)建起標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化的科研“數(shù)據(jù)工廠”，為創(chuàng)新藥研發(fā)、半導(dǎo)體材料研發(fā)、農(nóng)業(yè)科技、新能源等原子級(jí)制造提供高效支持。

水木未來(lái)新一代AI+冷凍透射電子顯微鏡

云原生底座，冷凍電鏡更快、更穩(wěn)

冷凍電鏡的一次實(shí)驗(yàn)往往要處理上百萬(wàn)張圖像，在三維重構(gòu)和原子建模環(huán)節(jié)，會(huì)瞬間消耗大量算力，而在其他環(huán)節(jié)又幾乎沒(méi)有任務(wù)。為了短時(shí)間內(nèi)完成龐大的數(shù)據(jù)計(jì)算與高精度解析，SMART需要穩(wěn)定且具有彈性的基礎(chǔ)設(shè)施底座。

冷凍電鏡單顆粒分析工作流程示意圖

為SMART提供支持的火山引擎第三代 GPU 實(shí)例，圖像識(shí)別性能較上一代提升 3 倍，其萬(wàn)卡級(jí)彈性調(diào)度、毫秒級(jí)響應(yīng)算力支持，讓SMART平臺(tái)能夠隨時(shí)獲得所需的計(jì)算資源，僅72小時(shí)，水木未來(lái)研究人員就完成了抗原抗體解析的應(yīng)急攻關(guān)任務(wù)。火山引擎彈性塊存儲(chǔ)與高吞吐文件存儲(chǔ)，則為體量高達(dá)151TB的大項(xiàng)目提供了流暢運(yùn)行的數(shù)據(jù)支持。

在此基礎(chǔ)上，火山引擎云監(jiān)控平臺(tái)還會(huì)持續(xù)監(jiān)測(cè)資源使用情況，當(dāng)察覺(jué)到算力不足、任務(wù)出現(xiàn)延遲時(shí)，將自動(dòng)觸發(fā) GPU 實(shí)例擴(kuò)容，減輕運(yùn)維壓力。

基于高性能彈性算力支撐，水木未來(lái)的計(jì)算效率提升了40%以上，將以往一年以上的膜蛋白解析周期大幅縮短至數(shù)月甚至數(shù)周。減肥藥物潛力靶點(diǎn)GPR75被《Science》評(píng)估為“同類首創(chuàng)”（first-in-class），而水木未來(lái)團(tuán)隊(duì)僅用一個(gè)月就完成了GPR75的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)解析，為新藥研發(fā)節(jié)省了寶貴時(shí)間。

云上協(xié)作，科研更省、更安全

性能提升的同時(shí)，火山引擎云原生架構(gòu)也為SMART平臺(tái)帶來(lái)了模塊化、處處一致的使用體驗(yàn)。水木未來(lái)團(tuán)隊(duì)成員如今無(wú)需自行搭建或運(yùn)維鏡像倉(cāng)庫(kù)，可在任何地方直接調(diào)用平臺(tái)功能，獲得“處處可用”的一致體驗(yàn)。云原生架構(gòu)帶來(lái)的持續(xù)集成與部署（CI/CD）能力，也讓水木未來(lái)將新算法灰度發(fā)布時(shí)間縮短至分鐘級(jí)，研發(fā)顯著提速。

冷凍電鏡平臺(tái)實(shí)景

在安全與合規(guī)層面，火山引擎提供細(xì)粒度訪問(wèn)控制、加密傳輸與7×24小時(shí)安全監(jiān)測(cè)，確保數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過(guò)程可追溯、可信賴，確保數(shù)據(jù)應(yīng)用過(guò)程滿足藥物研發(fā)等高敏場(chǎng)景對(duì)合規(guī)的嚴(yán)格要求。得益于這些安全協(xié)作與智能管理機(jī)制，SMART 平臺(tái)的跨地域協(xié)作效率提升了2-3倍，數(shù)據(jù)資產(chǎn)的利用率也顯著提高。

上云還帶來(lái)了成本的進(jìn)一步優(yōu)化。使用火山引擎按需付費(fèi)的 OPEX 模式結(jié)合搶占式實(shí)例，SMART平臺(tái)能夠更高效地完成數(shù)據(jù)預(yù)處理等非實(shí)時(shí)性任務(wù)，冷凍電鏡整體數(shù)據(jù)處理成本降至之前的50%以下。

以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，點(diǎn)亮AI for Science未來(lái)

2025年9月11日，2025屆香港國(guó)際生物科技論壇暨展覽在香港成功舉辦。“數(shù)據(jù)即資產(chǎn)：冷凍電鏡構(gòu)筑高價(jià)值 AI 蛋白結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)基座，驅(qū)動(dòng)人工智能新未來(lái)”為主題的衛(wèi)星論壇成為焦點(diǎn)，來(lái)自各個(gè)行業(yè)的專家們針對(duì)“何為高質(zhì)量的生命科學(xué)數(shù)據(jù)”進(jìn)行探討。嘉賓提出數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化和AI可對(duì)接性才是實(shí)現(xiàn)閉環(huán)的關(guān)鍵，并特別指出需在保障數(shù)據(jù)安全與合規(guī)的前提下推進(jìn)數(shù)據(jù)互聯(lián)。

“數(shù)據(jù)即資產(chǎn)：冷凍電鏡構(gòu)筑高價(jià)值 AI 蛋白結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)基座，驅(qū)動(dòng)人工智能新未來(lái)”衛(wèi)星論壇

論壇上，水木未來(lái)AI科學(xué)家劉海賓指出，水木未來(lái)攜手火山引擎等合作伙伴，打造了世界級(jí)AI×冷凍電鏡數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。依托規(guī)模化冷凍電鏡集群、自研國(guó)產(chǎn)設(shè)備和SMART一體化計(jì)算平臺(tái)，水木未來(lái)構(gòu)建了從數(shù)據(jù)生成、處理到建模的端到端智能化閉環(huán)，將持續(xù)輸出高質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，大幅度加速AI驅(qū)動(dòng)的藥物發(fā)現(xiàn)與生命科學(xué)突破。

如今，SMART已成長(zhǎng)為全球領(lǐng)先的商業(yè)化冷凍電鏡一體化計(jì)算平臺(tái)：在內(nèi)部，它承接水木未來(lái)8臺(tái)300Kv高端冷凍電鏡的全部計(jì)算任務(wù)，在外部，它已累計(jì)服務(wù)全球500多家科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)，其中海外客戶占比約50%。

更重要的是，SMART真正將“冷凍電鏡+AI平臺(tái)”構(gòu)筑成為了高價(jià)值的數(shù)據(jù)基座，令真實(shí)世界結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)能夠在AI幫助下沉淀為可計(jì)算、可共享的科研資產(chǎn)，支撐從藥物研發(fā)到材料、新能源等前沿學(xué)科的交叉突破。

未來(lái)，水木未來(lái)將繼續(xù)攜手火山引擎，用AI 在生命科學(xué)領(lǐng)域戰(zhàn)略性布局，打通“微觀結(jié)構(gòu)—宏觀性能—工程設(shè)計(jì)”的閉環(huán)，為AI驅(qū)動(dòng)的科學(xué)發(fā)現(xiàn)提供持久動(dòng)力。我們相信，當(dāng)顯微世界被計(jì)算點(diǎn)亮，AI for Science帶來(lái)的不只是“更快的工具”，而將是“更好的科學(xué)”。