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速度、準確性勝過專家 機器人能用AI加速發現化學分子

發布時間:2024-01-26 15:07:00來源: 科技日報

  【總編輯圈點】

  科技日報北京1月25日電 (記者張夢然)荷蘭(lan) 阿姆斯特丹大學化學家開發了一種自主化學合成機器人。這款被稱為(wei) “化學機器人”(RoboChem)的台式設備具有集成的、人工智能(AI)驅動的機器學習(xi) 單元,在速度和準確性方麵均勝過人類化學家,同時還表現出高度的獨創性。作為(wei) 同類產(chan) 品中的第一個(ge) ,它可顯著加速化學分子發現,用於(yu) 製藥及其他諸多領域。研究論文25日發表在《科學》雜誌上。

  “化學機器人”是一位精確可靠的“化學家”,可進行各種反應,同時產(chan) 生最少的廢物。該係統能晝夜不停地自主工作,快速、不知疲倦地提供結果。在一周內(nei) ,它可優(you) 化大約10—20個(ge) 分子的合成,而通常這需要一個(ge) 博士生工作幾個(ge) 月的時間。該機器人不僅(jin) 產(chan) 生最佳反應條件,而且還提供放大設置。

  研究團隊利用了流動化學。這是一種新穎的化學方法,其中由小型柔性管組成的係統取代了燒杯、燒瓶和其他傳(chuan) 統化學工具。在“化學機器人”中,機器人針頭小心翼翼地收集起始材料,並將它們(men) 混合在一起,體(ti) 積略高於(yu) 半毫升;之後,它們(men) 經管道係統流向反應器;在那裏,來自強大LED的光通過激活反應混合物中的光催化劑來觸發分子轉化;最後,液體(ti) 繼續流向自動核磁共振波譜儀(yi) ,該波譜儀(yi) 可識別轉化的分子。

  這些數據被實時反饋到控製“化學機器人”的計算機。“化學機器人”的“大腦”使用AI處理信息,機器學習(xi) 算法可自主確定要執行哪些反應。它始終以最佳結果為(wei) 目標,並不斷完善對化學的理解。

  研究人員使用“化學機器人”複製了之前發表在4篇隨機選擇論文中的研究。然後,他們(men) 確定 “化學機器人”是否產(chan) 生了相同或更好的結果。結果顯示,在大約80%的情況下,該係統產(chan) 生了更好的結果;而另外20%的結果相似。由此表明,AI輔助方法有望在最廣泛的意義(yi) 上為(wei) 化學發現帶來助益。

  “化學機器人”並不隻是省人工、省時間這麽(me) 簡單。在傳(chuan) 統的化學發現中,隻有少數分子被徹底研究,然後將結果外推到其他相似分子上。但“化學機器人”生成了一個(ge) 完整而全麵的數據集,能獲得每個(ge) 分子的所有相關(guan) 參數。這就為(wei) 人們(men) 提供了更多的解讀途徑和更為(wei) 廣闊的化學分子發現空間。

(責編:陳濛濛)

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