大物理模型正通过AI推理取代传统数值模拟,将汽车等领域的空气动力学测试时间从2周缩短至几分钟,极大地提升了研发效率与设计自由度。

大物理模型让工程设计快进,汽车研发迎来“秒级”革命
通用汽车的大型物理模型目前正在用于加快空气动力学模拟

如果说大型语言模型改变了软件开发,那么所谓的大物理模型则正在彻底重塑工程设计。这种新技术正在汽车、航空航天和半导体工程等领域开始取代或补充传统的物理模拟过程。

回溯历史,在计算机模拟普及之前,汽车制造商需要制作大量的物理原型来测试设计。Neural Concept的常务董事Thomas Von Tschammer指出,在过去的40年里,数值模拟大大减少了对原型的需求。而现在,人工智能正在以同样的方式大幅减少对模拟的需求。

以通用汽车为例,在过去半年里,他们将大物理模型引入了汽车设计流程。以往,设计师开发出3D模型后,需要送往空气动力学专家那里进行物理模拟,以确定阻力系数,这个过程通常需要大约2周时间。现在,通用汽车利用内部训练的大物理模型,只需输入3D模型,几分钟内就能得出结果。通用汽车的虚拟集成工程总监Rene Strauss表示,现在专家们可以坐在一起即时讨论并做出决策。

大物理模型让工程设计快进,汽车研发迎来“秒级”革命
大型物理模型被用于在3D数据中心服务器设计中快速产生热流

这种转变带来的时间红利是巨大的。PhysicsX的首席执行官Jacomo Corbo指出,根据模拟的复杂程度,人工智能推理的速度可以比传统模拟快一万到一百万倍。

关于准确性的担忧在设计初期并不突出。Rene Strauss解释说,在初期阶段,快速迭代比绝对精度更重要。只有在车辆即将上市、需要进行最终能耗认证时,才会使用风洞进行精确测试。而且,通过加入实验测量数据进行微调,人工智能模型的准确性甚至可以超越它所模仿的数值模拟。

目前,行业内正在努力推动这类模型的标准化。PhysicsX正在与英伟达合作,利用physicsNeMo开源平台开发通用标准,让研究界和工业界都能更容易地复用和改进现有模型。

尽管对于人工智能是否会完全取代模拟还存在争议,但专家们一致认为,人类工程师的地位依然不可替代。Thomas Von Tschammer认为,这些工具让工程师能够从低价值的重复劳动中解脱出来,转而专注于最终的设计决策。在2026年的今天,大物理模型不是要取代工程师,而是赋予他们前所未有的效率。

本文译自 IEEE Spectrum,由 BALI 编辑发布。