科学研究领域正在经历一场前所未有的变革，而人工智能（AI）的引入成为推动这场革新的核心力量。位于美国纽约的DOE布鲁克海文国家实验室，正积极开拓一条全新的研发路径，借助他们自豪打造的虚拟科学伙伴——VISION，催化复杂仪器设备的操作和实验过程，加速科学发现的步伐。VISION系统不仅是技术创新的产物，更是人工智能与实验科学深度融合的典范。作为一种可通过语音自然交互控制的智能助手，VISION为科学家们带来了极大的便利和效率优化。长期以来，科学家在高端科研设施中往往面临种种挑战，包括复杂的仪器操作流程、沉重的数据分析任务以及繁琐的实验准备。VISION的设计理念便是打破这些障碍，赋予科研人员更灵活、更人性化的交互方式，让他们能够聚焦于科学本身，而非琐碎的操作细节。
VISION的核心技术依托于大语言模型(LLMs)，其优势不仅在于对自然语言的精准理解，更体现在能够将用户的语言指令自动转换成计算机代码，直接控制仪器设备。通过内置多模块认知引擎，VISION将不同任务自动分类并分配到相应子系统，实现对实验设备的精准操控和数据分析。用户只需用普通话语告诉系统想要完成的操作，无论是选择特定的探测器，设定采样频度，调整实验参数，还是启动复杂的数据分析流程，VISION都能快速转化需求，实现“听说做”的无缝连接。这不仅大大降低了科研门槛，更极大地减少了科研人员在学习各类专业操作软件上耗费的时间。VISION的诞生得益于布鲁克海文国家实验室功能纳米材料中心和国家同步辐射光源II中心的紧密合作，尤其是在NSLS-II光束线设备上的实地测试和应用验证。科研团队通过多次实验，成功实现了首个语音控制X射线散射实验的跨越性突破，为日后实现更多科学设施的智能化与自动化奠定了坚实基础。
国家科学基金会的早期职业研究奖励计划亦为VISION项目的发展提供了重要支持，使得项目主导者能够专心推进这项世界领先的科技创新。随着VISION的持续进步，团队秉持模块化、灵活可扩展的设计原则，确保该系统能够快速集成最新的AI模型，适应不断变化的科研需求。无论未来仪器设备如何更新迭代，VISION都能高效无缝地升级和扩展，为科学家们持续提供优质的技术支持。这一特性正契合当前全球AI技术迅猛发展的趋势，使得科研设施自动化、人机协同成为新的研究常态。此外，VISION不仅局限于仪器控制，未来还有望成为科研数据分析的强力助手。结合先进的机器学习与数据挖掘技术，VISION能够自动识别实验数据中的关键信息，实时辅助科研决策，从而推动实验设计和结果解释的智能化。
科研人员因此能够从繁杂的技术细节中解放出来，把更多的精力投入到科学创新与理论探索。布鲁克海文国家实验室的研究者们对VISION的愿景远不止于此，他们构想了一个更加宏大的科学生态系统：通过将多个专用的 AI助理联合起来，形成协调作业的智能网络，实现跨学科、跨设备无缝协同工作。这种以人工智能为核心的科学“外脑”(science exocortex)概念，将彻底重塑未来科研的面貌。科学家们可借助对话式交互，灵活调用各类智能模块，从实验操作、数据分析到理论模拟，全方位获得人工智能的支持，开启真正的人机共创时代。为了实现这一目标，VISION团队现正积极扩大系统的应用范围，计划将该技术推广至更多同步辐射光束线及其他科学用户设施。同时，项目也非常注重与实际科研用户的深入沟通，持续收集反馈意见，优化系统性能与用户体验。
团队成员强调，只有真正了解科学家的需求和痛点，才能设计出切实有效的智能助手。当前，VISION已成功在复杂材料散射(CMS)光束线上进行示范运行，受到科研人员与技术专家的高度评价。光束线负责人 Ruipeng Li博士表示，VISION的实施不仅是技术的创新，更是科研理念的革新，开启了振兴高端实验室智能化的新篇章。正如团队领导Kevin Yager所言，未来科学是一场由一系列智能代理协同推进的研究盛宴。VISION只是第一步，将来这些智能助手不断增强，互联协作，将成为科研人员最可靠、最贴心的伙伴。综上所述，布鲁克海文国家实验室的VISION项目正引领着人工智能在科学实验室中的应用潮流，通过自然语言交互、智能代码生成和自动化实验控制，实现了科研工作模式的根本转变。
随着AI技术的不断成熟和系统的不断完善，VISION所带来的效率提升和创新推动将持续助力科研人员突破知识疆界，加速人类对物质世界更深层次的理解。未来，VISION有望成为科学家们不可或缺的智能实验伙伴，引领全球科研进入AI赋能的新纪元。布鲁克海文国家实验室结合其顶级科研平台和丰富的专家团队，正以实践证明人工智能与科学探索深度融合所释放出的巨大潜力，奏响新时代科学发现的智能篇章。
