Nature | 科研效率暴增300%？顶尖学者都在用的AI科研流程全揭秘

摘要：在人工智能技术迅猛发展的今天，越来越多的科研工作者开始将AI工具融入自己的日常研究中。从文献综述到实验设计，从数据分析到论文撰写，AI工具正在改变科研的方方面面。本文将介绍当前最实用的AI科研工具，帮助医学生、研究生及专家学者了解如何合理利用这些工具提升研究效

本文来源：放射影像MRI

在人工智能技术迅猛发展的今天，越来越多的科研工作者开始将AI工具融入自己的日常研究中。从文献综述到实验设计，从数据分析到论文撰写，AI工具正在改变科研的方方面面。本文将介绍当前最实用的AI科研工具，帮助医学生、研究生及专家学者了解如何合理利用这些工具提升研究效率。

为什么科研人员需要AI工具？

印度理工学院古瓦哈提分校土木工程博士生Mohammed Shafi最初接触AI工具时并不认为它们对科研有什么价值。然而，当他发现越来越多的AI工具开始专门为学生和科学家设计时，他很快转变了想法。现在，Shafi已将多种AI工具整合到自己的研究流程中，用于跟踪最新研究进展、分析复杂课题、解决实验问题、组织写作和引用，以及平衡课程与研究的需求。

Shafi称AI的出现是"科研领域的一场革命"，这一观点似乎被许多人所认同。调查显示，大量大学生和科学家每周甚至每天都在使用AI辅助工作。尽管学术界最初对AI持谨慎态度，但如今越来越多的教育机构开始允许学生有控制地使用AI工具。

AI辅助文献综述

语义学者(Semantic Scholar)首席科学家Daniel Weld表示，许多流行的AI平台在主动学习方面取得了显著进步。谷歌的Gemini Deep Research和OpenAI的Deep Research等工具能够进行深度文献检索，生成包含文本、图表和可视化的报告，并提供完整的引用。

麻省理工学院会计学博士生Chuck Downing表示，这类深度研究工具在探索不熟悉领域时特别有用。他曾使用OpenAI的Deep Research创建了一份关于减少制造厂排放的各种方法排名的报告。

对于单个文档或小型论文集，SciSpace的"PDF聊天"功能、Claude、NotebookLM和PDF.ai等平台允许用户上传论文并提问。康奈尔大学人类发展学博士生David Tompkins利用这些工具帮助自己跟上大量科学文献。他会使用Claude生成所选论文的摘要，然后根据小组讨论提出更有针对性的问题。

AI辅助研究假设生成

AI整合信息的能力使识别研究空白和连接想法变得更加容易。Weld及其团队正在开发假设生成和检测产品，试图将跨论文的想法结合起来创造新的观点。

在撰写关于微塑料如何通过土壤进入地下水的论文时，Shafi使用了Research Rabbit等可视化工具。该工具可以将单篇"种子论文"生成按主题、作者、方法等连接的研究网络。将结果导入ChatGPT等聊天机器人，可以"查询这些工作中隐藏的联系或新想法"。

AI辅助实验设计与执行

麻省理工学院博士生Zhichu Ren创建了"现实世界实验科学家的副驾驶"(CRESt)软件，该软件将多种AI技术整合为增强型聊天机器人。用户可以像与同事交谈一样与CRESt聊天，它能帮助设计和运行实验，通过数字开关控制设备，驱动机械臂，记录发现，并在问题出现或协议结束时通过电子邮件提醒科学家。

即使无法访问像CRESt这样的高级工具，AI仍可作为有用的同事。Gemini Deep Research可以生成"个性化多点研究计划"，Scite和Elicit等资源被视为研究助手。科罗拉多大学医学院分校生物医学工程博士生Joseph Fernandez继续使用ChatGPT解决大多数问题，包括实验故障排除。过去，该机器人曾帮助他在实验返回异常值时集思广益，并计算连续稀释以避免浪费昂贵的试剂。

AI辅助数据分析与统计

GitHub的Copilot、Amazon CodeWhisperer(现为Amazon Q Developer)和Anysphere的Cursor等代码编辑器使初学者能够轻松使用代码组织数据、创建分析流程、运行描述性统计和生成可视化。此类工具在很大程度上取代了GitHub和Stack Exchange等网站作为故障排除的主要资源。

麻省理工学院的Downing指出，博士生主要工作是编程和数据分析，尤其是在计算领域，因此任何能在这方面提供帮助的工具都非常有用。他表示，首选工具Cursor通过消除更繁琐的方面，使他可以更好地了解底层数据并以帮助学习的方式与代码互动。

康奈尔大学的Tompkins发现Claude等工具对编写引人注目的交互式可视化代码至关重要。创建一个好的图表，特别是交互式图表，可能需要数百行代码，而AI可以大大简化这一过程。他指出，这些生成的可视化效果在帮助他人理解其研究方面发挥了重要作用。

AI辅助学术写作

虽然聊天机器人最初被用作写作工具，但通用AI有时难以处理科学写作的复杂性。因此，开发人员正在创建直接满足科研人员和学生独特需求的平台。

Paperpal和Thesify等工具可以根据期刊投稿指南检查学术手稿，并为研究计划、文献综述、摘要、论文和文章提供模板。SciSpace、Coral AI、Quillbot和OpenAI的Whisper等平台还提供覆盖数十种语言的翻译功能。

对于以西班牙语为母语在哥伦比亚长大的芬兰赫尔辛基大学细胞生物学博士生María Mercedes Hincapié-Otero来说，AI工具极大地帮助了她的英语科学写作。她经常使用AI检查写作的流畅度、语法和语气，并使用ChatGPT起草非正式电子邮件和成功申请工作。她表示："以英语为第二语言的科学家已经承担了不成比例的负担"，AI使她能够专注于更重要的事情。

瑞士公司Thesify共同创始人、前神经科学家Marc-Oliver Gewaltig开发的多站点学生平台不仅提供研究论文和论文反馈，还专注于培训学生撰写资助申请的能力。Gewaltig指出，资助提案在AI训练数据中很少出现，但学习如何构建它们是一项需要数年培养的必要技能。