人工智能驱动的移动机器人联手解决化学合成问题
作者：by University of Liverpool
利物浦大学的研究人员开发了人工智能驱动的移动机器人，可以以非凡的效率进行化学合成研究。
在一项研究中发表在日记中自然，研究人员展示了使用人工智能逻辑做出决策的移动机器人如何能够以与人类相同的水平执行探索性化学研究任务，但速度更快。该论文的标题是“用于探索性合成化学的自主移动机器人”。
这些 1.75 米高的移动机器人由利物浦团队设计，旨在解决探索化学中的三个主要问题：执行反应、分析产品以及根据数据决定下一步做什么。
两个机器人以合作的方式执行这些任务，解决化学合成三个不同领域的问题——结构多样化化学（与药物发现）、超分子主客体化学和光化学合成。
结果发现，借助人工智能功能，移动机器人可以做出与人类研究人员相同或相似的决策，但做出这些决策的时间比人类快得多，可能需要几个小时。
领导该项目的利物浦大学化学系和材料创新工厂的安德鲁·库珀教授解释说：“化学合成研究既耗时又昂贵，无论是在物理实验还是在决定下一步要做什么实验方面，因此使用智能技术机器人提供了一种加速这一过程的方法。
“当人们想到机器人和化学自动化时，他们往往会想到混合溶液、加热反应等等。这是其中的一部分，但是决策至少同样耗时。
“对于探索性化学来说尤其如此，因为你不确定结果。它涉及基于多个数据集对某件事是否有趣做出微妙的、上下文的决定。对于研究化学家来说，这是一项耗时的任务，但也是一项艰巨的任务。人工智能的问题。”
决策是探索化学中的一个关键问题。例如，研究人员可能会运行多个试验反应，然后决定仅扩大那些能够提供良好反应产率或有趣产品的反应。这对于人工智能来说很难做到，因为某些东西是否“有趣”并且值得追求的问题可能有多种背景，例如反应产物的新颖性，或者合成路线的成本和复杂性。
Sriram Vijayakrishnan 博士，前利物浦大学博士学生和领导合成工作的化学系博士后研究员解释说：“当我攻读博士学位时，我手工完成了许多化学反应。通常，收集和计算出分析数据只需花费只要设置实验，当您开始实现化学自动化时，数据分析问题就会变得更加严重，您最终可能会被数据淹没。”
“我们通过为机器人构建人工智能逻辑来解决这个问题。它会处理分析数据集以做出自主决策，例如是否继续反应的下一步。这个决策基本上是瞬时的，所以如果机器人这样做凌晨 3:00 进行分析，然后到凌晨 3:01 就会决定要进行哪些反应。相比之下，化学家可能需要几个小时才能检查相同的数据集。”
库珀教授补充道，“机器人的背景广度比训练有素的研究人员要少，所以在目前的形式下，它不会有‘尤里卡！’的感觉。”但对于我们在这里给出的任务，人工智能逻辑在这三种不同的情况下做出了与合成化学家或多或少相同的决定。化学问题，并且它在眨眼间就做出了这些决定。
“扩展人工智能的上下文理解还有很大的空间，例如，通过使用大型语言模型将其直接链接到相关科学文献。”
未来，利物浦团队希望利用这项技术来发现与药物合成相关的化学反应，以及用于二氧化碳捕获等应用的新材料。
二移动机器人本研究中使用了机器人团队，但可以使用的机器人团队的规模没有限制。因此，这种方法可以扩展到最大的工业实验室。
库珀教授的团队在 2017 年的报告中报道，这项新研究建立在世界上第一个“移动机器人化学家”的基础上。2020年（自然），在八天内进行了近 700 次催化实验，24/7 工作。
更多信息：安德鲁·库珀，用于探索性合成化学的自主移动机器人，自然（2024）。DOI：10.1038/s41586-024-08173-7。www.nature.com/articles/s41586-024-08173-7期刊信息：
自然 引文
:人工智能驱动的移动机器人联手解决化学合成问题（2024 年，11 月 6 日）检索日期：2024 年 11 月 6 日来自 https://phys.org/news/2024-11-ai-driven-mobile-robots-team.html
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