AI工具在科研领域的应用（全网最全）
编者寄语：AI工具的潮流磅礴而至，诸多应用已从曾经的“玩具”华丽蜕变为实用强大的“工具”，学术界的翘楚们亦纷纷投入其研究和应用。作为追求卓越的科研人员，我们岂能袖手旁观，任凭自己在学术与科研工作中渐行渐远？为此，我们倾力呈现本文，深入剖析几大主流AI工具，同时会在公众号【研路科研人sci】及B站【元素魔方服务平台】中持续更新，以便为大家奉上新兴AI工具的最新动态。勇敢迎接时代的浪潮，让我们一起成为
编者寄语：
AI工具的潮流磅礴而至，诸多应用已从曾经的“玩具”华丽蜕变为实用强大的“工具”，学术界的翘楚们亦纷纷投入其研究和应用。作为追求卓越的科研人员，我们岂能袖手旁观，任凭自己在学术与科研工作中渐行渐远？为此，我们倾力呈现本文，深入剖析几大主流AI工具，同时会在公众号【研路科研人sci】及B站【元素魔方服务平台】中持续更新，以便为大家奉上新兴AI工具的最新动态。勇敢迎接时代的浪潮，让我们一起成为科研界的领跑者！
我们将会从绘图工具、写作工具、文档工具等各个细分领域制作一系列教程，欢迎持续关注！
有问题请联系老萧（加好友请备注AI）：
目录
1. 绘制封面、实验效果等图（Midjourney）
1.1 什么是Midjourney
1.2 如何注册使用Midjourney
1.3 如何使用Midjourney绘制想要的图
1.4 如何通过ChatGPT完善描述词
1.5 如何得到主体相同，局部特征（例如颜色、角度等）不同的图
1.6 如何以图生图
2. 科研数据绘图（ChatGPT+Python/ Matlab）
3. 写作工具（Notion AI等）
4. 科研助理（ChatGPT）
4.1 什么是ChatGPT
4.2 ChatGPT的各类应用
5.在线博学家（New Bing）
6. 汇报神器（ChatPPT/ ChatGPT+闪击ppt）
6.1 ChatPPT一键生成PPT
6.2 ChatGPT+闪击PPT
7. 文献阅读工具（ChatPDF/ HUMATA等）
8. 数据分析工具（Chatexcel/ ChatGPT+R语言）
9. AI外教（ChatGPT+音频插件）
1. 绘制封面、实验效果等图（Midjourney）
ChatGPT的名声如雷贯耳，然而在绘画领域，AI工具同样取得了惊人的突破。接下来，我们将展示一系列利用Midjourney绘制的精彩作品。您只需用文字勾勒出心中所想，再辅以参考图，便能轻松创作出堪比《Nature》封面的绝美画作。今日，就让我们一同见证AI在绘画领域的非凡魅力！
特朗普攻读化学博士学位的珍贵影像
不好意思放错了，下一个：
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1.1 什么是Midjourney
Midjourney，一款令人瞩目的人工智能程序，诞生于旧金山知名独立研究实验室Midjourney Inc.。它能够根据自然语言描述（亦称“提示”），轻松呈现出引人入胜的图像，与OpenAI的DALL-E和Stable Diffusion并驾齐驱。MidJourney这款擅长创作“美轮美奂”画作的文本到图像AI，将为您呈献视觉的盛宴。驾驭MidJourney无需编程技能，只需在聊天应用程序Discord中向机器人发送消息，便可轻松驾驭这一艺术利器。
由于Midjourney训练素材的缘故，在处理人像、风景以及一些特殊类型的画风时，会显得格外得心应手，但科研绘图最重要的是精确，这就意味着要画出自己心中的画面，需要更精准的描述。现如今的版本更适合绘制一些构思作为展示，或者绘制封面图，用于实验数据展示之类的科研绘图还需借助更专业的工具，下一章将进行简单介绍。
1.2 如何注册使用Midjourney
视频注册流程可在公众号中发送“AI绘画”，即可获得注册及使用视频教程。
由于Midjourney是一个搭载在Discord社群聊天软件上的工具，类似微信和小程序的关系，所以需要先注册Discord账号。
在科学上网环境中，进入https://discord.com/下载Discord客户端，或者进入网页版直接注册。
注册好账号后，进入Discord软件或网站，点击最左侧下方的进入公开服务器，将Midjourney机器人添加至你的服务器后即可使用。
1.3 如何使用Midjourney绘制想要的图
进入Discord软件，在添加了Midjourney机器人的服务器中使用/imagine指令，按下tab，会出现/imagine prompt：，只需要用英文写出你想要画内容的描述词即可，假如我想画一幅实验室的场景——试管装满了透明的蓝色液体，底部有一颗银白色的金属，正在产生大量气泡，背景是白色的实验台。首先将这个场景转化为英文描述：Test tube with blue liquid, submerged silvery metal, bubbling, white lab bench background，在prompt后输入：
得到以下图像（其中的--q 2和--v 5是默认的参数，q 2指的是High quality，v 5指的是使用Midjourney version5，可通过发送/settings来调节）：
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如果不满意，可以将描述词更细化，或者是对现有的图进行改进。比如上方第四张图很满意，可以选择U4放大该图直接使用，或者V4创造一些变体再使用。
点击U4得到放大图：
点击V4得到第四张图的一些变体：
1.4 如何通过ChatGPT完善描述词
通过以上的案例能够大致了解Midjourney的作图原理，画出的图受由prompt（描述词）决定，如果想要得到更精准的描述词，可以通过chagpt进行优化：
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如果想要画的更好，可以尝试让ChatGPT更换一些更精准的描述。
我们也为大家提供了一些用Midjourney常用描述词以及科研工作中常用的描述词，整理成了一份表格，大家可在《研路科研人sci》公众号中发送”MJ描述词“即可获取。
1.5 如何得到主体相同，局部特征（例如颜色、观察角度等）不同的图
在上文中提到了后缀--q 2，--v 5等参数的概念，除此之外，为了控制出图的一致性，有时我们会希望保持画面的主体内容不变化，只改变一部分的特征描述。参数-- seed [0-2^32]即可实现该功能，seed（种子）这一词很形象，种子的值不同时，长出来的画面主体也不同。比如我想画一根试管充满了淡蓝色液体，更换不同的seed值，两个描述词分别为：
On a white laboratory bench, one test tube filled with blue liquid --seed 100
On a white laboratory bench, one test tube filled with blue liquid --seed 200
会出现不同的场景：
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但如果固定seed值，改变部分描述词时，比如改变颜色，由：
On a white laboratory bench, one test tube filled with liquid, the color of the liquid is light blue --seed 100
改为：
On a white laboratory bench, one test tube filled with liquid, the color of the liquid is light red --seed 100
会因为seed相同出现相似的试管场景，但颜色不同：
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1.6 如何以图生图
除了通过描述生成图片，Midjourney V5版本还能将现有的图片进行变换。
以这张显微镜下的植物纤维横截面图为例，想要把它变成3D效果，且更风格化：
首先上传该图片至对话中，记得要点一下Enter才能成功上传：
点开图片，右键复制链接后备用：
在对话框中输入：/imagine 图片链接 描述词，这里输入的是：/imagine https://media.discordapp.net/attachments/1087292567009361954/1094158410427142214/647c0e2348fdbfc2.png?width=1208&height=936 Make it look more three-dimensional, like wood fibers seen under a microscope, with each pore being a square and arranged neatly, rich details，得出的效果图，图3已经非常优秀了，若不满意可以添加更多描述词重试：
2. 科研数据绘图（ChatGPT+Python/ Matlab）
由于Midjourney的描述词模糊特性，只适合用于绘制一些封面图、现象图或展示图，但涉及到数据展示时，还是需要Python或Matlab等作图绘图工具，有了ChatGPT后，我们的绘图流程能大大简化，只需“说人话”，让ChatGPT帮你生成想绘制图像的代码即可。
ChatGPT编程的具体介绍放在下一章，这里以ChatGPT+python为例，先简单介绍下如何对实验数据进行绘图，以下以热重分析的案例：
这里举例直接让ChatGPT生成一些虚拟数据：
描述想要画的图具体内容，描述越详细越好，ChatGPT会给出初步的python代码：
由于初始描述比较模糊，可以随时要求他进行调整重新给出代码，比如这里我不想让他通过csv读取数据，而是直接假设（输入）一些数据：
将代码复制到python中直接运行，就能得到你想要的图：
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如果出现报错或者觉得图内还需要调整，可以直接继续咨询ChatGPT，直至修改到满意为止。
只要描述得当，几乎所有类型的科研图像都能绘制，以下是一些用ChatGPT直接生成代码放到Python中运行的展示图：
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通过这些简单案例我们能领略到ChatGPT配合绘图工能力之强大，但想要学会使用还需要精准的描述，后续我们会针对各类软件、各类图形，研究如何和ChatGPT交互，得到最好的代码结果，写出能帮助到大家科研生活的教程，请关注公众号和B站，我们将持续更新。
3. 写作工具（Notion AI等）
如果你的日常工作涉及阅读文档、撰写内容或记录笔记，Notion AI 可以让你更高效。它可以打草稿、改写法、换字词、做翻译，还能检查拼写语法、对文章生成摘要、生成新文本等等，以下简单展示其功能，后续我们将推出一系列教程。
4. 科研助理（ChatGPT）
4.1 什么是ChatGPT
ChatGPT早已火出了圈，这里不多介绍。它是一个由OpenAI打造的人工智能语言模型，擅长与人类进行文字交流，能理解你的问题，并给出合适的回答。无论你是寻求知识、解决难题，还是只是想找个人聊聊天，它都能胜任得体。
4.2 ChatGPT的各类应用
由于ChatGPT强大的能力，我们在科研生活中可以借助它总结研究领域、启发新的研究方向、指导润色文章写作、写邮件、编程，甚至直接写论文等等，后续我们会持续推出一系列教程，针对不同场景、不同领域，进行细分教学，请关注公众号和B站，我们将持续更新。
以下为通过ChatGPT总结相关研究领域，启发新的研究方向的案例。
可以直接询问ChatGPT在你相关领域的一些想法和建议，比如总结某些领域的研究方向，中英文皆可，考虑到英文训练素材更多，推荐以英文交流：
比如我对第四点Improved battery management systems很感兴趣：
比如我对thermal management很感兴趣，直接让他写一份综述并推荐一些相关文献：
他给出的相关文献：
千万要注意，由于ChatGPT是一个类似人类大脑的引擎，而非搜索引擎，他“思考”的内容可能是会随着训练材料的增加而变化的，这些文献很可能是靠着他训练材料中“模糊的记忆”拼凑出来的，就像我们高考作文里写名人名言时记不清来源，结果要么鲁迅说，要么巴金说。ChatGPT也会一本正经胡说八道，一切事实性的信息都需要验证其真实性。
但总体而言，随着ChatGPT的迭代，他的总结功能会越来越强也越来越准确，人脑的容量有限，但机器对于现有课题的总结方面还是能完胜人类效率的。
5. 在线博学家（New Bing）
如今ChatGPT已足够优秀，但唯一的不足是尚无法联网，虽然有一些联网插件，且未来ChatGPT-4将会开放联网功能，但总体而言联网语言大模型体验最优秀的还是New Bing。
New Bing是集成了多个AI模型的搜索引擎，据微软介绍，New Bing早已集成了ChatGPT-4，以及一些其他的模型，他最大的优势是能获取网络信息，再进行整合分析。
以nature在线文章为例，自己阅读时可能比较费时间：
可以直接把nature网站的链接给New Bing，让他总结内容：
关于New Bing的注册、更多应用及使用技巧，请关注公众号和B站，持续更新中。
6. 汇报神器（ChatPPT/ ChatGPT+闪击ppt）
课题组组会PPT、汇报PPT是科研人最常见的需求之一，由于科研汇报的逻辑性，ChatGPT非常适合用于生成大纲，有了大纲只需用内容填充，排版等工作交给AI即可。
6.1 ChatPPT一键生成PPT
ChatPPT是一个几乎全自动的工具，是面向PPT使用者提供的AI生成PPT产品，产品基于ChatGPT与韦尼克模型，面向PPT用户提供可通过自然语言指令与Chat模式进行PPT文档创作的AI创作服务。
以官网在线演示工具为例，直接输入“生成生化环材就业数据统计报告”：
可选择不同大纲方案：
生成的PPT：
或者下载插件直接在WPS或Office中操作。
6.2 ChatGPT+闪击PPT
相比于一键生成PPT，我更推荐先利用ChatGPT将大纲和内容梳理清晰后，再制作PPT。
首先利用ChatGPT梳理大纲，输入这段文字（闪击PPT开发者推荐格式）：
Plain Text |
将ChatGPT生成的大纲及内容按照实际情况进行修改，填入闪击PPT：
这样只需要针对每一页内容进行修改，而无需考虑排版问题。
7. 文献阅读工具（ChatPDF/ HUMATA等）
由于大家平时看文献时以PDF文档居多，一个德国小哥贴心地结合ChatGPT开发了这个应用，给PDF的每一段创建语义索引，然后使用关联最密切的段落去提示。它是一个可以让你像与人类交谈一样与PDF文档交流的工具。你可以上传PDF文件到ChatPDF，然后通过提问来与它进行跨语言对话，ChatPDF会根据PDF内容回答你的问题。Humata也类似，但界面和展现形式有所不同。
以这篇PDF报道为例：
上传到ChatPDF后，可以直接以提问形式学习PDF内的内容：
而HUMATA会高亮文档中相关的内容，更直观一些：
8. 数据分析工具（Chatexcel/ ChatGPT+R语言）
数据分析工具有很多，从最简单的excel到Matlab到 R语言，根据不同的需求可以选择不同的工具，编者认为excel和 R语言两大利器就能解决绝大部分数据分析问题了。
以下以Chatexcel为例，这个工具可能并非大家认为的是趁着ChatGPT的东风做出来的，作者在2022年3月份就开始制作，而且初衷是为了帮助女朋友减轻工作负担，想要实现的效果和老罗的TNT一样，只需要说人话就能让excel处理数据。
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限于篇幅，其他数据分析工具的案例将在公众号和B站中持续更新，敬请关注。
9. AI外教（ChatGPT+音频插件）
ChatGPT作为一个聊天机器人，母语又是英语，用来练习英文岂不美哉。我们需要的只是一个浏览器插件以及合适的提示语。以Edge浏览器为例，在Edge拓展商店中搜索：VoiceWave - Voice Control，或者在Chrome拓展商店中搜索：Voice Control for OpenAI ChatGPT，两者都能实现语音效果（经测试发现后者效果更好一些）：
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以VoiceWave为例，安装好后，ChatGPT输入界面会出现录音选项：
如果想让ChatGPT成为一个优秀的外教，最好让他能主动提问，如果你出现语法错误时他也能及时纠正，可以输入以下提示词：
I want you to act as a spoken English teacher. I will speak to you in English and you will reply to me in English to practice my spoken English. I want you to keep your reply neat, limiting the reply to 100 words. I want you to strictly correct my grammar mistakes, typos, and factual errors. I want you to ask me a question in your reply. Now let's start practicing. You could ask me a question first.
（可在公众号【研路科研人sci】中发送“AI外教”随时获取）
随后他将不断对你提问，你出现语法错误时他也会及时纠正，这样的免费外教谁不爱呢？
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