移動機器人利用AI邏輯執(zhí)行探索性化學(xué)研究任務(wù)。圖片來源:英國利物浦大學(xué)

在最新一期《自然》雜志上發(fā)表的研究中,英國利物浦大學(xué)團隊展示了一款移動機器人。它能夠運用人工智能(AI)邏輯作出決策,以與人類同等甚至更快的速度,聯(lián)手執(zhí)行探索性化學(xué)研究任務(wù)。這些身高1.75米的機器人旨在應(yīng)對化學(xué)探索中的三大挑戰(zhàn):執(zhí)行化學(xué)反應(yīng)、分析產(chǎn)物,以及依據(jù)數(shù)據(jù)決定下一步行動方向。

演示中,兩臺AI機器人以協(xié)作模式運作,共同解決了化學(xué)合成領(lǐng)域的三個難題:涉及藥物發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)多樣化化學(xué)、超分子主-客體化學(xué)以及光化學(xué)合成。研究表明,借助先進的AI能力,這些機器人能夠作出與人類研究者相當或相似的選擇,但決策速度遠超人類。

在探索性化學(xué)中,決策是一個核心問題。通常情況下,人們會先嘗試幾種化學(xué)反應(yīng),之后選擇那些產(chǎn)量較高或產(chǎn)物特別有趣的反應(yīng)進行放大生產(chǎn)。對于AI而言,判定某個結(jié)果是否值得進一步研究是一項艱巨的任務(wù),因為這涉及到多個層面的考量,比如產(chǎn)物的新穎程度或是合成路徑的成本與復(fù)雜度。

為了解決這一難題,團隊為機器人設(shè)計了一套AI邏輯系統(tǒng),使其能夠處理和解析數(shù)據(jù)集,從而自主作出決策。例如,機器人可以迅速判斷是否應(yīng)該繼續(xù)某一化學(xué)反應(yīng)的下一步操作,而這一過程幾乎是瞬間完成的。相比之下,人類化學(xué)家可能需要耗費數(shù)小時時間來審查同樣的數(shù)據(jù)。

盡管機器人在知識背景上相比人類專家有所不足,但AI作出的決策質(zhì)量與合成化學(xué)家相當,并且速度快得驚人。

團隊計劃利用這項技術(shù)來探索與藥物合成有關(guān)的新化學(xué)反應(yīng),以及開發(fā)用于二氧化碳捕捉等領(lǐng)域的新型材料。這一成果標志著在自動化化學(xué)研究領(lǐng)域取得了重要進展,預(yù)示著未來科學(xué)研究方式的重大變革。