科學(xué)家也要失業(yè)了？AI機(jī)器人也可以搞科研啦！

圖片來源：豆包AI生成

在最新一期《自然》雜志上，英國利物浦大學(xué)團(tuán)隊(duì)展示了一款移動(dòng)機(jī)器人，它能夠運(yùn)用人工智能邏輯作出決策，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(jī)器人旨在應(yīng)對(duì)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(dòng)方向。

演示中，兩臺(tái) AI 機(jī)器人以協(xié)作模式運(yùn)作，共同解決了化學(xué)合成領(lǐng)域的三個(gè)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(jìn)的 AI 能力，這些機(jī)器人能夠作出與人類研究者相當(dāng)或相似的選擇，但決策速度遠(yuǎn)超人類。

在探索性化學(xué)中，決策是一個(gè)核心問題。團(tuán)隊(duì)為機(jī)器人設(shè)計(jì)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(jī)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(fèi)數(shù)小時(shí)時(shí)間來審查同樣的數(shù)據(jù)。

盡管機(jī)器人在知識(shí)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(dāng)，并且速度快得驚人。團(tuán)隊(duì)計(jì)劃利用這項(xiàng)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(biāo)志著在自動(dòng)化化學(xué)研究領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，預(yù)示著未來科學(xué)研究方式的重大變革。未來，AI 驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人將在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中扮演關(guān)鍵角色，它們能夠自動(dòng)執(zhí)行從樣品制備到數(shù)據(jù)分析的一系列復(fù)雜實(shí)驗(yàn)操作，極大地提高實(shí)驗(yàn)的效率和準(zhǔn)確性，釋放科學(xué)家的雙手，使他們能夠?qū)⒏嗟木ν度氲礁邉?chuàng)造性的科研工作中。

AI 機(jī)器人在化學(xué)研究中的決策速度

英國利物浦大學(xué)團(tuán)隊(duì)展示的移動(dòng)機(jī)器人，能夠運(yùn)用人工智能邏輯作出決策，其決策速度遠(yuǎn)超人類。在探索性化學(xué)中，決策是核心問題，人類化學(xué)家可能需要耗費(fèi)數(shù)小時(shí)時(shí)間來審查數(shù)據(jù)，而這些身高 1.75 米的機(jī)器人可以在瞬間完成決策，比如判斷是否應(yīng)該繼續(xù)某一化學(xué)反應(yīng)的下一步操作。例如，當(dāng)機(jī)器人在凌晨 3 點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，它將在凌晨 3 點(diǎn) 01 分決定進(jìn)行哪些反應(yīng)。此外，像阿姆斯特丹大學(xué)的“RoboChem”自主化學(xué)合成 AI 機(jī)器人，一周之內(nèi)可以優(yōu)化大約十到二十個(gè)分子，而這一般需要一個(gè)博士生花費(fèi)幾個(gè)月的時(shí)間。這充分體現(xiàn)了 AI 機(jī)器人在化學(xué)研究中的決策速度之快，為化學(xué)研究帶來了極大的效率提升。

AI 機(jī)器人解決的化學(xué)合成難題

兩臺(tái) AI 機(jī)器人以協(xié)作模式運(yùn)作，共同解決了化學(xué)合成領(lǐng)域的三個(gè)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?！爸悄軐?shí)驗(yàn)室”——模塊化的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)，可以在實(shí)驗(yàn)室中自由移動(dòng)、自動(dòng)添加試劑，還能自助分析數(shù)據(jù)、篩選結(jié)果，尤其在使用有機(jī)溶劑和處理危險(xiǎn)試劑的實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出色?！癛oboChem”自主化學(xué)合成 AI 機(jī)器人不僅產(chǎn)生最佳反應(yīng)條件，而且還提供放大設(shè)置，能進(jìn)行各種反應(yīng)，同時(shí)產(chǎn)生最少的廢物，可顯著加速化學(xué)分子發(fā)現(xiàn)，用于制藥及其他諸多領(lǐng)域。它利用流動(dòng)化學(xué)，解決了復(fù)雜光催化反應(yīng)過程中的傳質(zhì)傳熱和光照不均勻問題，生成高質(zhì)量、重復(fù)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)集，助力于 AI 在化學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

AI 機(jī)器人在探索性化學(xué)中的決策邏輯

在探索性化學(xué)中，AI 機(jī)器人為解決決策難題，被設(shè)計(jì)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(jī)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。對(duì)于 AI 而言，判定某個(gè)結(jié)果是否值得進(jìn)一步研究是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)，因?yàn)檫@涉及到多個(gè)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。決策是探索性化學(xué)的一個(gè)關(guān)鍵問題，研究人員可能會(huì)進(jìn)行幾次試驗(yàn)反應(yīng)，然后決定只擴(kuò)大那些反應(yīng)產(chǎn)率高或產(chǎn)品有趣的反應(yīng)。而 AI 機(jī)器人借助先進(jìn)的 AI 能力，能夠作出與人類研究者相當(dāng)或相似的選擇。

AI 機(jī)器人對(duì)未來科研方式的影響

AI 機(jī)器人在化學(xué)研究中的應(yīng)用，預(yù)示著未來科研方式或?qū)l(fā)生重大改變。一方面，化學(xué)實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)化程度不斷提高，智能機(jī)器人能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的程序自動(dòng)完成實(shí)驗(yàn)操作，包括樣品處理、反應(yīng)監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析等，提高了實(shí)驗(yàn)效率，減少了人為誤差，使得化學(xué)研究更加精準(zhǔn)和可靠。另一方面，人工智能與化學(xué)的融合推動(dòng)了跨學(xué)科合作，化學(xué)領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)為 AI 算法的訓(xùn)練提供了豐富的素材，而 AI 算法的優(yōu)化又反過來促進(jìn)了化學(xué)研究的深入。在全球環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)的背景下，AI 機(jī)器人還能通過優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)路徑和工藝條件，減少廢物排放和能源消耗，為綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展提供支持。此外，AI 工具在科學(xué)研究檢索方面也發(fā)揮著重要作用，為研究人員提供了多種高效完成文獻(xiàn)綜述的方式，使科學(xué)研究更加高效。

兩臺(tái) AI 機(jī)器人聯(lián)手開展化學(xué)研究，為化學(xué)領(lǐng)域帶來了新的突破和機(jī)遇。未來，隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，AI 機(jī)器人在科研中的應(yīng)用將越來越廣泛，有望徹底改變科研方式，推動(dòng)科學(xué)研究進(jìn)入一個(gè)全新的智能化階段。