自然科学领域AI赋能科研:论文写作、数据挖掘、建模分析与二次开发实践

📅 2026/6/17 9:46:11
自然科学领域AI赋能科研:论文写作、数据挖掘、建模分析与二次开发实践
自然科学研究遵循严谨的科学方法论包括文献调研、问题综述、试验设计、提出假设、数据清洗、统计诊断、大数据分析、经典统计模型回归模型、混合效应模型、结构方程模型、Meta分析模型、参数优化、机器/深度学习、大尺度模型构建与模拟、论文辅助阅读、论文写作、翻译、润色、审稿、科研绘图、GIS绘图、概念图绘制、项目基金撰写及润色等过程。专题一、开启自然科学研究新范式1、基于ChatGPT-4o开启科研新范式1)自然科学研究的主要流程2)AI大模型的助力科研新范式3)AI大模型的提问框架提示词、指令和专业级GPT store应用案例1.1开启大模型科研新范式案例1.2大模型助力自然科学的经典案例分析案例1.3经典高效的提问模板提升模型效率专题二、基于ChatGPT大模型的论文写作2、科学论文写作全面提升案例2.1大模型论文润色中英文提问模板案例2.2使用大模型进行论文润色案例2.3使用大模型对英文文献进行搜索案例2.4使用大模型对英文文献进行问答和辅助阅读案例2.5使用大模型提取英文文献关键信息案例2.6使用大模型对论文进行摘要重写案例2.7使用大模型取一个好的论文标题案例2.8使用大模型写论文框架和调整论文结构案例2.9使用大模型对论文进行翻译案例2.10使用大模型对论文进行评论辅助撰写审稿意见案例2.11使用大模型对论文进行降重案例2.12使用大模型查找研究热点案例2.13使用大模型对你的论文凝练成新闻和微信文案案例2.14使用大模型对拓展论文讨论案例2.15使用大模型辅助专著、教材、课件的撰写专题三、基于ChatGPT大模型的数据清洗3、数据清洗与特征工程1)R语言和Python基础能看懂即可2)数据清洗方法重复值、缺失值处理、异常值检验、标准化、归一化、数据长宽转换数据分组聚合案例3.1使用大模型指令随机生成数据案例3.2使用大模型指令读取各种类型的数据案例3.3使用大模型指令进行原始数据进行清洗、切片、筛选、整合案例3.4使用大模型指令对农业气象数据进行预处理案例3.5使用大模型指令对生态数据进行预处理专题四、基于ChatGPT大模型的统计分析4、统计分析与模型诊断1)统计假设检验2) 统计学三大常用检验及其应用场景3) 方差分析、相关分析、回归分析案例4.1使用大模型对生态环境数据进行正态性检验、方差齐性检验案例4.2使用大模型进行t检验、F检验和卡方检验案例4.3使用大模型对生态环境数据进行方差分析、相关分析及回归分析专题五、基于ChatGPT的经典统计模型5、经典统计模型混合效应模型、结构方程模型、Meta分析构建案例5.1基于AI辅助构建的混合线性模型在生态学中应用案例5.2基于AI辅助的全球尺度Meta分析、诊断及绘图案例5.3基于AI辅助的生态环境数据结构方程模型构建专题六、基于ChatGPT的优化算法6、模型参数及目标优化算法案例6.1最小二乘法对光合作用模型参数优化案例6.2遗传算法、差分进化算法对光合作用模型参数优化案例6.3贝叶斯定理和贝叶斯优化算法对机理模型参数优化案例6.4蒙特拉罗马尔科夫链MCMC对动力学模型进行参数优化专题七、基于ChatGPT大模型的机器学习7、机器/深度学习在科研中的应用1)机器/深度学习2)线性代数基础、特征值和特征向量3)机器学习监督学习回归、分类、非监督学习降维、聚类4)特征工程、数据分割、目标函数、参数优化、交叉验证、超参数寻优5)主成分分析、LDA、NMS、T-SNE、UMAP、Kmeans、Agglomerative、DBSCAN6)支持向量机、决策树、随机森林、XGBoost、AdaBoost、LightGBM、高斯过程7)深度学习算法神经网络、激活函数、交叉熵、优化器8)AI大模型的底层逻辑和算法结构GPT1-GPT49)卷积神经网络、长短期记忆网络LSTM案例7.1使用大模型指令构建回归模型多元线性回归、随机森林、XGBoost、LightGBM等案例7.2使用大模型指令构建分类模型支持向量机、XGBoost等案例7.3使用大模型指令构建降维模型案例7.4使用大模型指令构建聚类模型案例7.5使用大模型指令构建卷积神经网络进行图像识别案例7.6使用大模型指令构建LSTM模型进行气象环境时序预测专题八、ChatGPT的二次开发8、基于AI大模型的二次开发案例8.1基于API构建自己的本地大模型案例8.2基于构建的本地大模型实现ChatGPT功能、模型评价和图像生成案例8.3ChatGPT Store构建方法专题九、基于ChatGPT大模型的科研绘图9、基于AI大模型的科研绘图1)使用大模型进行数据可视化案例9.1大模型科研绘图指定全集案例9.2使用大模型指令绘制柱状图误差线、散点图、相关网络图、热图、小提琴图、箱型图、雷达图、玫瑰图、气泡图、森林图、三元图、三维图等各类科研图案例9.3使用大模型指令对图形进行修改案例9.4使用大模型对任务一类科研绘图的制作流程专题十、基于ChatGPT的时空大数据分析10、基于ChatGPT的时空大数据分析应用1)R语言和Python空间数据处理主要方法2)基于AI大模型训练降尺度模型3)基于AI大模型处理矢量、栅格数据4)基于AI大模型处理多时相netCDF4数据案例10.1使用大模型对矢量、栅格等时空大数据进行处理案例10.2使用大模型处理NASA气象多时相NC数据案例10.3使用大模型绘制全球植被类型分布图案例10.4使用大模型栅格数据并绘制全球植被生物量图案例10.5使用大模型处理遥感数据并进行时间序列分析案例10.6使用不同插值方法对气象数据进行空间插值案例10.7使用大模型使用机器学习聚类分析及气候空间分区案例10.8使用大模型构建机器学习模型进行大尺度空间预测专题十一、基于ChatGPT大模型的项目基金助手11、基于AI大模型的项目基金助手1)基金申请讲解2)基因评审重点案例11.1使用大模型进行项目选题和命题案例11.2使用大模型进行项目书写作和语言润色案例11.3使用大模型进行项目书概念图绘制专题十二、基于大模型的AI绘图12、基于大模型的AI绘图1)GPT DALL.E、Midjourney等AI大模型生成图片讲解2)AI画图指令套路和参数设定案例13.1使用大模型进行图像识别案例13.2使用大模型生成图像指令合集案例13.3使用大模型指令生成概念图案例13.4使用大模型指令生成地球氮循环概念图案例13.5使用大模型指令生成土壤概念图案例13.6使用大模型指令生成病毒、植物、动物细胞结构图案例13.7使用大模型指令生成图片素材从此不再缺图片素材