冷冻电镜正为 AI for Science 时代提供着至关重要的原子级结构数据支撑，凭借其原子级别成像能力，科研人员能够以更高精度观察材料结构的真实形态。近日，继火山引擎与水木未来达成合作后，火山引擎主办的“冷冻电镜+AI平台驱动AI For Science新未来”直播中，来自水木未来的科学家详细介绍了一站式智能计算平台SMART深度融合AI与冷冻电镜技术的原理及成果，并借助火山引擎的弹性算力与安全存储能力，实现了从数据采集到分析的全流程云端协同，有效提升科研效率与数据价值，为AI驱动的科学研究构建了坚实的数据基础。

火山引擎对话水木未来科学家

冷冻电镜作为科研仪器中的“超跑”，通过超低温冷冻样本并结合电子束成像，可获取原子级、清晰、接近自然态的3D结构数据。经AI解析后，这些数据能够系统揭示从分子结构到复杂生物功能的信息，加速科学发现与验证过程。

水木未来新一代AI+冷冻透射电子显微镜（左）；SMART软件界面展示（右）

在结构生物学领域，冷冻电镜单次实验可产生数百万张图像，其三维重构与原子建模环节对算力提出极高要求，传统计算架构难以兼顾效率与灵活性。为应对这一挑战，水木未来与火山引擎深度合作，构建了覆盖“数据采集—三维重构—原子建模”全流程的SMART云平台，打造出原子级、标准化、智能化的科研“数据工厂”，为创新药研发、新材料开发等原子级制造领域提供新一代基础设施支撑。

SMART平台：实现原子级全流程自主可控的AI驱动系统

作为由水木未来自主研发的全球首个实现原子级数据 “采集 - 重构 - 建模” 全流程的 AI 驱动系统，SMART云平台深度融合AI、高性能计算（HPC）与云计算技术，彻底解决传统冷冻电镜数据分析 “效率低、门槛高、依赖国外软件” 的行业痛点，实现从 “原始数据到原子结构” 的云端无缝流转。该平台的整理架构如下图所示：

Schematic Diagram of SMART Plaform for Cryo-EM

平台通过五大智能模块构建完整工作闭环：

• TimeSMART：实现电镜资源智能化调度与管理

• DataSMART：基于AI实现数据收集全流程自主控制

• ImageSMART：实时监控数据质量与采集状态

• CryoSMART：应用计算机视觉算法实现高效3D重构

• ModelSMART：通过AI建模将原子建模效率提升数十倍

用户只需在平台提交蛋白序列，即可获得从蛋白表达、冷冻制样到最终结构解析的全流程服务。云服务的搭建也实现了全球数据库的互通互联，从而协助客户打破空间限制，利用云端算力资源实现结构解析DIY。目前，平台已服务全球1400余家实验室，在提升科研效率的同时，为保障国家生物数据安全与科研软件自主可控提供了重要支撑。

SMART平台携手火山引擎，驱动高效率、高分辨率变革

水木未来依托全球规模化的冷冻电镜平台，整合蛋白实验、电镜解析与AI计算三大核心模块，构建了业内领先的“计算-蛋白湿实验-冷冻电镜”全流程闭环。在此基础上推出的ProteinSMART蛋白设计平台，借助高质量结构-序列配对数据，实现了从复合体设计到功能蛋白定向生成的全场景覆盖，其设计成果经实验验证，对难解析靶点展现出~100 nmol量级的高亲和力，显著提升了蛋白开发效率。

水木未来携手火山引擎等合作伙伴，打造了AI×冷冻电镜数据基础设施。在火山引擎第三代GPU实例的强大算力支持下，SMART平台实现了跨越式发展。该架构提供毫秒级响应的弹性调度能力，图像识别速度提升3倍，成功支撑平台在72小时内完成紧急抗原-抗体分析，并处理了151TB级超大型项目。

云原生架构让研究人员无需自建基础设施即可随时随地调用平台功能，新AI算法发布周期从天级缩短至分钟级。结合细粒度安全管控与弹性计费模式，平台在实现计算效率提升40%的同时，将冷冻电镜数据处理成本降低50%以上，膜蛋白解析周期从年缩短至月甚至周级别。

以数据为基础，点亮AI for Science未来

2025年9月11日，2025届香港国际生物科技论坛暨展览在香港成功举办。“数据即资产：冷冻电镜构筑高价值 AI 蛋白结构数据基座，驱动人工智能新未来”为主题的卫星论坛成为焦点，来自各个行业的专家们针对“何为高质量的生命科学数据”进行探讨，并指出数据的结构化与AI可对接性是实现科学闭环的关键。

“数据即资产：冷冻电镜构筑高价值 AI 蛋白结构数据基座，驱动人工智能新未来”卫星论坛

如今，SMART已成长为全球领先的商业化冷冻电镜一体化计算平台：在内部，它承接水木未来8台300Kv高端冷冻电镜的全部计算任务，在外部，它已累计服务全球500多家科研机构与企业，其中海外客户占比约50%。

未来，水木未来将继续携手火山引擎，用AI 在生命科学领域战略性布局，打通“微观结构—宏观性能—工程设计”的闭环，为AI驱动的科学发现提供持久动力。我们相信，当显微世界被计算点亮，AI for Science带来的不只是“更快的工具”，而将是“更好的科学”。

责任编辑：kj005

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