機器人能用AI加速發現化學分子

荷蘭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“化學機器人”（RoboChem）的臺式設備具有集成的、人工智慧（AI）驅動的機器學習單元，在速度和準確性方面均勝過人類化學家，同時還表現出高度的獨創性。作為同類産品中的第一個，它可顯著加速化學分子發現，用於制藥及其他諸多領域。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，同時産生最少的廢物。該系統能晝夜不停地自主工作，快速、不知疲倦地提供結果。在一週內，它可優化大約10—20個分子的合成，而通常這需要一個博士生工作幾個月的時間。該機器人不僅産生最佳反應條件，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系統取代了燒杯、燒瓶和其他傳統化學工具。在“化學機器人”中，機器人針頭小心翼翼地收集起始材料，並將它們混合在一起，體積略高於半毫升；之後，它們經管道系統流向反應器；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，液體繼續流向自動核磁共振波譜儀，該波譜儀可識別轉化的分子。

　　這些數據被實時反饋到控制“化學機器人”的計算機。“化學機器人”的“大腦”使用AI處理信息，機器學習算法可自主確定要執行哪些反應。它始終以最佳結果為目標，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，他們確定 “化學機器人”是否産生了相同或更好的結果。結果顯示，在大約80%的情況下，該系統産生了更好的結果；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上為化學發現帶來助益。

　　“化學機器人”並不只是省人工、省時間這麼簡單。在傳統的化學發現中，只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”生成了一個完整而全面的數據集，能獲得每個分子的所有相關參數。這就為人們提供了更多的解讀途徑和更為廣闊的化學分子發現空間。