磐石100・应用实景巡礼 | 磐石·金乌：AI赋能太阳物理实现科研范式革新

【ZiDongHua 之“智能自动化”标注关键词：中国科学院自动化研究所，大模型，科研自动化，智能自动化 】

 

 

　　“磐石100”模型体系以“磐石·科学基础大模型”为根基，汇聚AI-Ready数据资源，凝练AI-Ready科学问题，面向数学、物理、材料、天文、空天、地学、生物等学科重点方向，打造学科领域大模型能力集群，形成体系化创新生态。本系列文章将聚焦“磐石100”在各学科领域的应用案例，深入解读人工智能赋能科研一线的创新实践。

 

　　本期，让我们一同了解“磐石·金乌”太阳大模型，看人工智能如何探索、理解太阳的奥秘。

 

　　观看视频介绍（本视频由AI辅助生成）

 

　　“磐石·金乌”太阳大模型在中国科学院“磐石100”模型体系发布会上正式发布。该模型由中国科学院国家天文台、自动化研究所联合研制，面向太阳物理学科领域，基于自主仪器观测数据构建，聚焦剧烈太阳活动精细化预测与自动化科研系统建设，为服务空间天气保障、航空航天与导航通讯安全等国家重大战略需求提供有力支撑。

 

　　锚定关于太阳活动的3个前沿科学问题

 

　　剧烈的太阳活动是灾害性空间天气的源头，可能对地磁层、电离层等日地空间环境造成强烈扰动，危及空间卫星、航空航天（如SpaceX、星网等）、导航通讯等高科技系统安全。与此同时，太阳活动爆发的规律及其驱动机制至今仍是世界级科学难题，“是什么驱动了太阳的磁周期？”被《科学》（Science）杂志列为125个前沿科学难题之一。围绕国家重大需求与领域前沿，“磐石·金乌”重点关注三个关键科学问题：剧烈太阳活动是否可以准确预测；如何实现基于自主仪器的太阳活动准确预测；如何依托子午工程、先导专项、AIMS等大科学装置实现太阳活动与空间天气领域“预测—监测—分析—学习”的自主科研闭环。

 

　　数据-模型-系统全链条创新融合

 

　　“磐石·金乌”以人工智能前沿方法与太阳物理研究的深度融合为核心逻辑，遵循“构建数据基础—打造一流模型—形成系统平台”的三步走技术路线，致力于实现太阳耀斑精细化预测范式与太阳物理研究范式的变革。

 

 

　　在数据基础上，依托中国科学院国家天文台怀柔观测基地（1984年建成）拥有的全世界持续时间最久的太阳矢量磁场观测资料，研发团队系统整合了40年长周期矢量磁场数据、15年高分辨空间卫星观测数据以及30万篇公开发表的天文学文献，构建形成基于自主仪器数据、融合物理推理思维链的高质量科学数据集与太阳物理领域专有知识图谱。“数据是下一轮人工智能竞赛的制高点，仪器与数据质量决定科学模型的能力边界”，这一独有的长周期、多模态数据资源为太阳基础大模型的训练提供了坚实底座。

 

　　在模型能力上，作为“磐石·金乌”太阳大模型的核心模块之一，太阳耀斑预测模型JW-Flare基于百万张太阳磁场图像及其对应磁物理参数，通过提示词工程与模型微调训练完成，实现了对太阳耀斑爆发的准确预报。在公开数据集测试中，JW-Flare对X级以上耀斑预报的真实技巧得分（TSS）达到0.95，较领域内文献可查的同类系统提升近10个百分点，处于领域内领先水平；尤为突出的是，JW-Flare在18949个测试样本中成功捕获全部79个X级耀斑，实现“零漏报”，充分展现了多模态大模型在解决经典科学难题中的能力与潜力。

 

　　在系统集成上，“磐石·金乌”构建了“AI工程师—AI科学家—智能望远镜阵”协同的多智能体自动化科研体系。其中，AI工程师系统通过多智能体工作架构模拟工程师团队研究，自动完成受控对象工况分析、仿真模型参数设计、控温策略形成、温控代码编写与仿真验证、代码烧录，已应用于太阳望远镜关键组件精密测控攻关，实现±0.005℃精密温控指标，相关成果已落地至探源专项卫星的设计与实验环节。AI科学家系统以太阳物理知识库为基础，以太阳活动爆发预测为目标，实现了从数据采集、文献阅读、想法提出、假设验证到研究报告撰写的端到端全流程自动化太阳物理研究。2026年4月4日，研发团队依托子午工程二期赣榆全日面磁场望远镜，首次实现了基于多智能体技术（“龙虾”）的望远镜智能化自主观测，推动太阳望远镜从“单一功能向阵列协同”“被动执行向主动探索”“AI-Ready数据集向AI-Ready科学问题”加速演进。

 

　　迈出“AI自主探索”第一步

 

　　目前，“磐石·金乌”系统已取得三个层次的核心突破：构建了具有自主知识产权的独有学科数据集，打造出系列面向科学问题的大模型和太阳基础大模型，相关指标国际领先；初步形成多智能体协同的AI工程师、AI科学家自动化科研系统；正在探索推进智能体“集群”驱动的太阳望远镜协同观测与自主科研系统，并已形成最小可执行系统。“磐石·金乌”构建了从数据获取到科学研究的自主科研闭环，迈出了从“人驱动机器”到“AI自主探索”的第一步。

 

　　“磐石·金乌”的发布，标志着我国在“人工智能+太阳物理”“人工智能+大科学装置”融合发展方面迈出重要一步。下一步，研发团队将持续推动怀柔观测基地、子午工程、夸父一号、AIMS以及太阳极轨天文台（SPO）等天基—地基观测设备的智能化联合，打造具备自主探索能力的AI太阳物理研究系统，朝着构建能够主动探索、发现的“硅基”智能系统目标持续迈进，为我国空间天气保障、太阳活动机理研究及重大任务实施贡献科技力量。