从微观物质到人类认知：人工智能驱动的科学发现新范式——微流操控、材料设计与心理机制研究的跨域探索

人工智能正在推动科学研究从“数据驱动的预测”走向“智能驱动的发现”。面对高维搜索、数据稀缺、实验成本高及机理难观测等挑战，AI的作用已拓展至知识迁移、科学决策、实验执行与假设验证。

本报告将围绕数字微流控生物芯片、碳纳米管材料合成与人类社会知觉三个方向，展示AI如何连接知识、决策、实验与验证。在微流操控中，构建从自然语言需求到实验方案生成、任务规划、芯片执行与湿实验反馈的智能体闭环；

在材料研究中，结合输出先验、贝叶斯优化与大语言模型提升小样本下的预测与决策效率；在心理认知研究中，利用AI搜索生物运动中的高维时空线索，生成可检验假设并经真人实验验证。

AI正参与知识迁移、假设生成、实验选择、物理操控与反馈迭代全过程，形成“知识/假设—决策—实验—反馈”的科学发现新范式。这些跨尺度探索为理解AI参与科学发现、连接物质世界与人类认知提供了新视角。

彭一杰，南京大学至诚特聘教授，工程管理学院、计算机学院、先进制造学院博导，复杂系统管理研究院院长、智能系统管理系主任。北京大学信息技术高等研究院多智能体与工业智能实验室主任。

本科毕业于武汉大学数学与统计学院，复旦大学管理学院获博士学位。曾任美国马里兰大学史密斯商学院博士后，美国乔治梅森大学工学院、北京大学工学院助理教授，北京大学光华管理学院副教授，北京大学人工智能研究院多智能体与社会智能中心执行主任。

主要研究方向包括人工智能、仿真建模与优化、智能制造、金融工程与风险管理等。主持国家自然科学基金优秀青年科学基金、原创探索计划、杰出青年科学基金等项目。

在《Journal of Machine Learning Research》《Operations Research》《INFORMS Journal on Computing》和《IEEE Transactions on Automatic Control》等期刊与顶会发表论文，曾获INFORMS Outstanding Simulation Publication Award、教育部第九届高等学校科学研究优秀成果二等奖等多项荣誉。

担任或曾担任Journal of System Science and Engineering、《系统管理学报》领域主编，Asia-Pacific Journal of Operational Research、Journal of Systems Science and Information、Data Research and Applications、《运筹学报》、《管理科学》副主编，北京运筹学会副理事长、管理科学与工程协会人工智能技术与管理应用分会副理事长、管理科学与工程协会理事。