关于AI4S，关于新时代混凝土
$苏博特(SH603916)$ 本人持有苏博特，本文纯粹交流自己了解的一些信息，不作为荐股使用，欢迎各位大佬推荐更多标的。本人有基金从业资格，是交通运输专业，系统学习过固体力学、数值模拟、投资建模，研究过拓扑优化和增材制造，以下从个人研究了解做一个分享，欢迎大佬指正。
第一，AI4S到底是什么，能做什么？
在材料科学中，几乎所有现象都可用偏微分方程描述：热传导、应力分布、化学反应、流体流动……传统混凝土的水化过程、强度发展、裂缝形成，都遵循着这些数学规律。这类方程在复杂边界条件下求解（偏微分方程通常的解不是数字而是一个函数等式）极为困难（基本可以相当于大海捞针）。
那么传统的解法就是数值模拟，也就是大家经常听说的有限元（常用的包括ansys、abaqus），其本质逻辑就是把复杂问题给拆解为线性问题的叠加模拟（可以理解为化曲为直，用一个个单元的状态来模拟整体的解）。这种方法得到的结果与网格划分密切相关，精准模拟需要密集网格划分和大量计算资源。注意，这里是模拟，所以你看传统论文有限元模拟外都需要再实物试验验证结果。
那么AI4S是啥呢？核心逻辑就是构建物理信息神经网络（PINN），将偏微分方程直接嵌入神经网络损失函数中，用残差训练模型，快速得到一个极其逼近解的函数。这方面研究成果可以应用于几乎所有领域，因为我们周边的一切物理规律都可以用偏微分方程来描述。
苏博特团队就将这种方法应用于混凝土早期热应力预测。通过训练神经网络，他们能够在几分钟内预测复杂环境下混凝土结构的温度场和应力场，而传统方法需要数小时甚至数天。这种能力对于大体积混凝土工程（如水坝、桥梁基础）至关重要，可有效防止温度裂缝。更令人振奋的是，AI能够从海量数据中发现传统理论未能捕捉的规律。在某些材料配方优化问题中，神经网络可以发现专家经验之外的成分组合。
第二，混凝土改性，能做什么？
有人看到混凝土觉得没科技含量，工地上随便找个人也能搞。但实际上，混凝土作为用量极大的材料，其研究非常具有价值。具体研究方向包括极端环境适应材料（高原、动土、地外等特殊环境专用建材），比如西藏极大温差下传统混凝土一个月就得开裂维修；极强性能材料（军用），比如放爆混凝土，传统混凝土一炸就散，部分UHPC用于机场罩棚可以防爆（导弹上去一个弹坑，不会整体脆断）；功能材料（各方面），比如斯坦福大学最早研发的储能混凝土，可以直接储存能量。这些大家都可以网上搜资料，我了解还不全，欢迎补充。
东南大学作为我国传统土木建筑方面极强的大学，很早就开始研究利用模拟月壤和3D打印技术制备月球基地建筑材料。针对真空、极端温度循环（-173°C至127°C）、宇宙辐射、微流星体撞击的条件，团队探索了两种主要技术路线：
硫磺混凝土：将加热熔融的硫磺（可从月壤中提取的硫元素制备）与月壤混合，冷却后形成坚硬复合材料。硫磺作为粘结剂，无需水化反应。AI优化了硫磺-月壤界面改性剂，使抗压强度达到45MPa，足以承受月球基地结构荷载。
地聚合物混凝土：利用月壤中的硅铝酸盐矿物，在碱性激发剂作用下形成三维网络结构。团队开发了基于机器学习的高效激发剂配方，使用月球可能存在的碱性物质（如从月壤中提取的钾、钠元素），实现了在模拟月球真空环境下的原位成型。
团队研发了专门针对月壤混凝土的3D打印系统，具有以下创新：自适应打印头：可根据材料流变特性实时调整挤出压力低重力模拟：打印路径优化算法考虑1/6地球重力影响辐射防护结构设计：通过拓扑优化，打印出具有最佳质量-防护比的结构形态。该团队在实验室环境下成功打印出穹顶结构原型，并进行了综合性能测试，验证了其抵御温度冲击和辐射的能力。
第三，苏博特，能做什么？
这家中国混凝土外加剂领域的龙头企业，正通过AI4S范式，重塑一个千年传统行业的研发与应用模式。
苏博特的AI4S之旅始于2018年，公司首席科学家王明远博士带领团队启动了“混凝土材料智能设计平台”项目，标志着苏博特正式步入AI4S时代。苏博特团队创新性地将PINN应用于混凝土早期性能预测：水化热预测系统：传统方法需要复杂的热力学计算，苏博特开发的PINN模型仅需输入水泥化学成分、配合比和环境温度，即可实时预测混凝土内部温度场演变，精度达到92.7%。该系统在乌东德水电站大坝工程中成功应用，将温度裂缝风险降低了65%。收缩应力预测模型：针对高层建筑和超长结构中的收缩开裂问题，团队建立了多物理场耦合的PINN模型，综合考虑了湿度扩散、徐变效应和约束条件。该模型在深圳某超高层项目中，帮助优化了后浇带设置方案，节约工期28天。
苏博特开发了独特的“逆向设计”系统，能够根据工程要求的性能指标（强度发展曲线、耐久性参数、工作性要求），自动生成优化的混凝土配合比。该系统采用贝叶斯优化框架，将传统需要数周迭代的设计过程缩短至几小时。
未来，双院士加持下，苏博特极有可能走成AI4S龙头，走出地外3D打印混凝土龙头企业。
本文不作为投资建议，我仍在积极寻找其他AI4S标的，我始终坚信AI对科技进步的巨大作用。欢迎各位大佬分享指正。