過去兩年，美國國家科學基金會（U.S. National Science Foundation）的國家人工智慧研究資源（NAIRR）試點計畫，已在全美推動超過 700 個創新研究專案，涵蓋蛋白質預測與傳染病疫情管理等領域。\n\nNVIDIA 透過雲端資源參與 NAIRR 試點計畫，讓研究人員至少一個月能專屬使用最少四個 NVIDIA DGX 節點。

NVIDIA 也提供技術支援，協助研究人員在專案期間進行導入與操作。\n\n在 NVIDIA AI 基礎設施支援與 DGX 參考架構提供的專屬資源下，研究人員大幅縮短了工作流程時程，並發掘出將革新並推進醫療保健、農業和能源等產業的突破性技術。

\n\nNAIRR 在全國範圍內推動科學探索與發現的潛力是無限的。以下將深入介紹幾個 NAIRR 專案。\n\n模擬到實體（simulation-to-real）的管線在各行各業中日益普及，成為一種更安全、更具成本效益的部署方法。\n\nPolymathic AI 是一個由 Flatiron Institute、劍橋大學和勞倫斯柏克萊國家實驗室的國際科學家組成的聯盟，在 NVIDIA GPU 和 NVIDIA NVLink 互連技術的協助下，正利用其名為「Well」的大規模資料集，強化物理流體模擬。

該資料集將用於訓練迄今為止規模最大、應用最廣泛的流體行為基礎模型。\n\n這個名為 Walrus 的基礎模型，已與其資料、程式碼和預訓練權重一同公開發布。\n\nPolymathic AI 的方法建立在先前物理預訓練環境的基礎上，解決了目前規模和預訓練多樣性的限制。

該研究團隊也計畫探索擴展法則（scaling laws），以加速開發更強大的科學應用基礎模型。\n\n能源是社會的基礎，需要設計新穎高效的材料來儲存和轉換能量。\n\n密西根大學航太工程系的 Venkat Viswanathan 教授領導的研究人員，正在開發一個模型融合框架，結合領域專屬的分子 AI 和通用大型語言模型。

目標是幫助計算科學家更容易探索化學空間，以自然語言提出化學相關問題，並識別出有潛力用於下一代能源技術的材料。\n\nMIST（Molecular Insight SMILES Transformers）是一系列分子基礎模型，專為化學空間的發現與探索而設計。

\n\nMIST 模型在大型未標記分子資料集上進行預訓練，並使用一種新穎的 Smirk 分詞器，以更好地從分子表示中捕捉原子核、電子、幾何、同位素和立體化學資訊。MIST 模型已針對 400 多種結構-性質關係進行微調，並能在電化學、量子化學、生理學及其他領域的基準測試中達到或超越最先進的效能。

\n\nMIST 是在研究人員透過 NAIRR 分配獲得的 40 個 GPU NVIDIA DGX 叢集，以及 ALCF Polaris 叢集額外 20 萬小時的 NVIDIA GPU 時數上開發的。該團隊使用 NVIDIA 的 NGC PyTorch 容器，以支援跨不同叢集的可重現 GPU 加速開發。

\n\n將 MIST 與通用 LLM 融合，使精確的量子化學計算更廣泛地普及，並加速能源儲存和轉換系統的設計，以實現交通運輸（例如重型和航空領域）的廣泛電氣化。\n\n傳染病可在社區中迅速傳播，導致疫情激增。\n\n波士頓大學的 Hariri Institute for Computing 和新興傳染病中心，正利用 NVIDIA 加速運算，透過 AI 管線訓練和評估一個 LLM，以支援名為 BEACON（Biothreats Emergence, Analysis and Communications Network）的疫情監測計畫。

\n\n這個 LLM 正利用大量關於傳染病和易流行重點病原體的文獻進行訓練，以支援 BEACON 計畫中現場專家和疫情分析師的工作。\n\n該模型將能夠在全球範圍內分析新興疾病疫情的線上貼文，提取特徵以進行後續的分類和優先排序。BEACON 將處理來自各種來源的訊號，包括全球疾病追蹤平台 HealthMap、新聞和社群媒體動態、主題專家以及透過社群論壇或社群媒體進行的個人通訊，以生成簡潔的疫情報告。

\n\n這些全面的疫情分析可以為新興傳染病的臨床實踐指南提供資訊，並找出需要進一步資料的空白之處。\n\n國際部署的醫生、政府組織和學術研究人員已經在使用 BEACON 模型，以快速識別和治療傳染病。\n\n波士頓大學 Hariri Institute 主任 Ioannis Paschalidis 表示：「當你與傳染病專家談論我們開發這個管線之前他們的工作方式時，他們通常需要幾個小時才能撰寫一份報告。

現在，產生一份報告大約只需要兩分鐘。」\n\n最新的科學研究並不止於此。許多其他大學，包括哈佛大學、史丹佛大學、科羅拉多州立大學等，也正在 NAIRR 和 NVIDIA 的協助下開創科學突破。\n\n隨著科學家們更廣泛地接觸 AI 和加速運算，為一個更安全、更健康的國家帶來創新比以往任何時候都更加具體。