荷兰阿姆斯特丹大学化学家开发了一种自主化学合成机器人。这款被称为“化学机器人”(RoboChem)的台式设备具有集成的、人工智能(AI)驱动的机器学习单元,在速度和准确性方面均胜过人类化学家,同时还表现出高度的独创性。作为同类产品中的第一个,它可显著加速化学分子发现,用于制药及其他诸多领域。研究论文25日发表在《科学》杂志上。

“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。


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