GCRI · Intelligence artificielle et systèmes autonomes

L'IA dans la science

Machine learning now predicts protein structures, emulates weather and climate models, screens materials and helps analyse vast datasets. It can speed discovery, and it can also produce results that are hard to reproduce, overfit or rest on data leakage. This page sets out how AI is used in science, where it fails, how its results are checked, and what evidence serves the researchers, funders and journals involved.

02La question

AI in science: how the risk develops.

Discovery and reproducibility. The dossier below sets out how the risk develops, what is measured, where the data come from, how it is modelled and who decides.

Mécanisme

Learning from data replaces some simulation

Models trained on simulations or observations can emulate expensive calculations quickly. They are reliable within the range of their training data and uncertain outside it.

Mécanisme

Leakage inflates results

When information from the test set reaches training, through duplicates, time overlap or preprocessing, reported accuracy overstates real performance. Leakage is a known cause of irreproducible ML science.

Mécanisme

Openness enables checking

Results can be verified only when code, data, models and settings are shared. Proprietary models and data limit independent checks.

Mécanisme

Scientists stay accountable

AI can suggest hypotheses and draft text, but researchers remain responsible for methods, interpretation and integrity. Journals and funders are setting rules for AI use.

03Suivi

Registre des modèles.

L'écran qu'une équipe utiliserait pour suivre ce sujet : ses mesures, ses états et ses décisions. Les noms sont des exemples et les valeurs sont illustratives.

Registre des modèles

AI in science · Model registry · Release gate

Un modèle bloqué à la porteGCRI · Intelligence artificielle et systèmes autonomes

Modèles

M-489 triage assistantService publicÉlevé20 of 24 suitesBloqué
M-530 flood nowcastScienceMoyen12 sur 12Publié
M-079 document searchInterneFaible8 of 8Publié
M-881 agent plannerAgentiqueÉlevé11 of 16En évaluation

Fiche de modèle

Utilisation prévue
aide au tri, décision humaine
Hors périmètre
décisions d'éligibilité
Limites connues
moindre précision sur les cas rares
Propriétaire
Propriétaire du modèle

Journal des incidents

  1. D-19INCCitation hallucinée dans le résumé
  2. D-8MITAncrage de la récupération ajouté
  3. D-3INCInjection de prompt via un fichier téléversé
  4. D-1MITAutorisation d'outil restreinte

Evaluation scores

vs release threshold

Task accuracy81 of 85 requiredRobustesse68 of 75 requiredFairness gap (lower is better)3 of 5 requiredRefusal on misuse85 of 95 required
Model registry: the screen’s structure, terms and states for AI in science.Noms donnés à titre d'exemple et valeurs illustratives ; une conception, non un enregistrement ni un système en service.
04À travers les domaines

AI changes how each domain’s science is done.

05Méthodes et preuves

How AI in science is modelled, measured and tested.

Le modèle, ses hypothèses, ses données et son incertitude, sous la forme qu'un scientifique ou un ingénieur vérifierait. Les structures suivent des méthodes publiées. Les valeurs représentées sont illustratives, ce ne sont pas des résultats.

Modèle, équations et hypothèses

The model structure used for AI in science, the assumptions it makes and how each is tested.

Risque de l'élément iRi = f(Hi, Ei, Vi, Ci)aléa, exposition, vulnérabilité et capacité à faire face
Perte annuelle attendueEAL = ∑k pk · Lksur les événements k de probabilité annuelle pk
Systèmes couplésxt+1 = A xt + B ut + εtA carries the couplings, u the shock, ε the error
HypothèsePourquoi il est réaliséComment il est testé
Aléa et exposition sont indépendants au sein d'un événementGarde l'intégrale des pertes calculableComparer avec un ajustement de copule sur des relevés conjoints
Les couplages sont linéaires près du point de fonctionnementLaisse les chocs se propager à travers APerturber au-delà de la plage linéaire et comparer
Les courbes de vulnérabilité se transposent d'un lieu à l'autreLes courbes locales sont rarement disponiblesValider par rapport aux pertes observées lorsqu'elles existent
Entrées
jeux de données versionnés avec provenance
Productions
des distributions, jamais des nombres isolés
Code
publié avec la fiche de modèle et les tests
Reproduction
mêmes données, code, environnement et graine
Formulations standard du risque et de l'espace d'états ; les hypothèses énumérées sont typiques de la méthode, énoncées pour examen, et non des résultats.
Principes directeurs FAIR · GO FAIR et FORCE11W3C PROV · World Wide Web ConsortiumOrientations sur le traitement cohérent des incertitudes · GIECCEOS Analysis Ready Data · Comité sur les satellites d'observation de la Terre
06Indicateurs

Ce qui est mesuré, et avec quelle qualité.

Chaque indicateur porte son unité, sa périodicité, le type de source qui le sous-tend et l'étiquette de preuve que porterait une valeur. Aucune valeur n'est affichée : un programme les fournit sous sa propre autorité.

IndicateurUnitéFréquenceType de sourceÉtiquette
Studies sharing code and datapercent of published ML studiespar examenPublication auditsOBSERVÉ
Leakage issues identified in reviewscount by typepar examenReproducibility studiesDÉCLARÉ
Out-of-distribution performanceerror on held-out regimesper evaluationÉvaluation des modèlesOBSERVÉ
Emulator error against reference simulationerror metricper evaluationValidation runsOBSERVÉ
Journals with AI use policiesnombreannuelPublisher policiesDÉCLARÉ
Compute used for scientific model trainingfloating point operationsper modelModel documentationESTIMÉ
07Sources

D'où proviennent les données probantes.

Jeux de données publics et registres institutionnels nommés, chacun avec sa catégorie de licence. Les sources fournies dans le cadre d'accords ne sont utilisées que selon leurs conditions et ne sont jamais republiées.

SourcesCe qu'elle apporteCatégorie de licence
Protein Data Bank and AlphaFold Protein Structure DatabaseExperimental and predicted protein structuresOpen, CC0 and CC BY 4.0 respectively
WeatherBench and related benchmarksStandard evaluation of data-driven weather modelsOpen, licence per benchmark (to check)
Princeton reproducibility studies on ML-based scienceSurvey of leakage and reproducibility failuresLicence per publication
Materials ProjectComputed materials properties for screeningOuvert, CC BY 4.0
Publisher and funder policies on AI useRules on authorship, disclosure and reviewPublic, terms per publisher
08Décisions

Qui décide, et à quoi servent les données probantes.

Studio Intelligence artificielle et systèmes prepares evidence. The decisions below are taken by the authorities named, under their own rules, and never by the platform.

Qui décideLa questionDonnées probantes servies par cette page
Research teamsWhether an ML result is robust enough to publishLeakage checklists; validation protocols
Journals and reviewersWhat evidence to require for ML-based claimsReporting guidance; reproducibility evidence
Bailleurs de fonds de la rechercheHow to fund open models, data and compute for scienceOpenness and compute evidence

Résultats que produit ce thème

  • Leakage and reproducibility checklists for ML studies
  • Validation protocols for scientific emulators
  • Guidance on reporting AI use in research
  • Case studies of AI in specific sciences
09Questions essentielles

What scientists ask about AI in research.

  • Does the AI-assisted result hold when tested independently, by experiment or observation?
  • Is the model, data and code available so others can reproduce it?
  • Has data leakage between training and evaluation inflated reported performance?
  • Does the model extrapolate beyond the conditions its training data covered?
10Mécanismes

How discovery and error both scale.

Machine learning finds patterns in large datasets faster than people can, and surrogate models can emulate expensive simulations, allowing many more scenarios to be explored. In fields with good data and clear validation, such as structural biology, the gains have been substantial.

The risks are equally systematic. Leakage between training and test data has produced inflated results across many disciplines. Models trained on past data may not respect physical laws when extrapolating. Generative systèmes can fabricate plausible references or data. And when models and data are proprietary, results cannot be checked.

11Méthodes et données

Keeping AI-assisted science reproducible.

  1. 01

    Reporting standards

    Checklists covering data splits, leakage checks, baselines and uncertainty. Standards help only if journals and reviewers enforce them.

  2. 02

    Physics-informed and hybrid models

    Combining learned components with known physical constraints, using intelligence artificielle et apprentissage automatique and high-performance, cloud and edge computing. Constraints reduce but do not remove extrapolation risk.

  3. 03

    Uncertainty estimation

    Ensembles and Bayesian methods from les probabilités et la statistique to flag predictions the model is unsure of. Uncertainty estimates can themselves be miscalibrated.

  4. 04

    Open artefacts

    Publishing code, data and model weights where rights allow, so others can reproduce and challenge results.

13Where this page’s references

Where this page’s references lead.

Les organismes et documents à l'aune desquels cette page se lit. Les statuts et éditions changent ; chaque lien mène à l'organisme émetteur.

14Questions

Questions et réponses.

What is data leakage in machine learning?
The unintended use of information from the test data during training or model selection, which makes performance look better than it would be on genuinely new data.
Can AI replace scientific simulation?
AI emulators can approximate simulations quickly within their training range, but they need validation and can fail for conditions they have not seen.
How should AI use in research be reported?
By stating which tools were used, for what, with what settings, and how outputs were checked, following the policies of the journal and funder.
Can AI replace experiments?
No. It can prioritise which experiments to run and emulate some simulations, but claims about the world still need testing against observation or experiment.
What is data leakage?
When information from the test set, or from the future, finds its way into training, so the model appears better than it is. It is one of the most common errors in applied machine learning.
Does the platform review scientific papers?
No. It studies methods and publishes guidance and case studies. Peer review remains with journals and the scientific community.
Are AI-generated hypotheses credited?
The platform’s outputs describe the role AI played in any work, so readers can judge the result; authorship and accountability stay with people.
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Rapports is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

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