速度、准确性胜过专家,机器人能用AI加速发现化学分子

“化学机器人”是一位精确可靠的“化学家”,可进行各种反应,同时产生最少的废物。该系统能昼夜不停地自主工作,快速、不知疲倦地提供结果。在一周内,它可优化大约10—20个分子的合成,而通常这需要一个博士生工作几个月的时间。该机器人不仅产生最佳反应条件,而且还提供放大设置。
研究团队利用了流动化学。这是一种新颖的化学方法,其中由小型柔性管组成的系统取代了烧杯、烧瓶和其他传统化学工具。在“化学机器人”中,机器人针头小心翼翼地收集起始材料,并将它们混合在一起,体积略高于半毫升;之后,它们经管道系统流向反应器;在那里,来自强大LED的光通过激活反应混合物中的光催化剂来触发分子转化;最后,液体继续流向自动核磁共振波谱仪,该波谱仪可识别转化的分子。
这些数据被实时反馈到控制“化学机器人”的计算机。“化学机器人”的“大脑”使用AI处理信息,机器学习算法可自主确定要执行哪些反应。它始终以最佳结果为目标,并不断完善对化学的理解。
研究人员使用“化学机器人”复制了之前发表在4篇随机选择论文中的研究。然后,他们确定 “化学机器人”是否产生了相同或更好的结果。结果显示,在大约80%的情况下,该系统产生了更好的结果;而另外20%的结果相似。由此表明,AI辅助方法有望在最广泛的意义上为化学发现带来助益。
总编辑圈点:
“化学机器人”并不只是省人工、省时间这么简单。在传统的化学发现中,只有少数分子被彻底研究,然后将结果外推到其他相似分子上。但“化学机器人”生成了一个完整而全面的数据集,能获得每个分子的所有相关参数。这就为人们提供了更多的解读途径和更为广阔的化学分子发现空间。
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