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Nature封面:每天工作21.5小时的AI化学家,8天内完成688个实验,已自主发现一种全新催化剂

学术头条 科研动态 2022-07-10

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近日,来自利物浦大学的研究人员,成功的开发了一款可做化学的AI机器人。

这款机器人,身高1.75米,可以在实验室自己工作,像人一样使用各种实验仪器。另外,这种机器人服从程序指令,很有耐心,可以同时考虑数十个维度的变量每天工作 21.5 个小时,剩下的时间用于暂停充电。


更重要地是,这种机器人可以独立思考,自主完成一些的实验操作。在测试中
,这个  AI 机器人在 8 天时间里独立完成了 668 个实验,这位“AI机器人”在没有人的指导下独自实验,发现了一种比原来催化剂活性高出6倍的新型催化剂该成果以“A mobile robotic chemist”为题于2020年7月8日发表在《Nature》杂志,登上Nature封面。




最新一期 Nature 封面

利物浦大学化学和材料系教授 Andrew Cooper 教授表示,“我们的想让科研流程化,而不是让机器程序化。AI实验机器人的出现,让我们的工作更灵活。它改变了我们工作的方式,它既是实验室的一台机器,也是一个具有超能力的实验伙伴,它为人节约出更多时间来进行创造性的思考。”


永远不会累的 AI 化学家

这款AI机器人,可独立执行化学实验中的所有任务,如称量原料、加溶剂、无水无氧的控制,添加催化,定量反应等,甚至它还可以对下一步需要进行的化学实验作出自己的判断。所有的这些实验都是在实验室中,由机器人本身来操作实验工具来完成。

这种机器人
具有类似于人类的外形和可触及范围,可以使用人可操作的实验设备。它运用激光扫描和触摸反馈来进行定位,在实验室自由走动,执行各种指令,像科研人员一样,使用各种仪器。

这种AI机器人功能,依靠科学家为其设计的准确算法。AI机器人,根据前一个实验的结果,可以对 10 个反应条件的的改变进行数据分析,中从 1 亿多个化学实验中,确定反应的最佳条件。



不知疲倦地做实验


不分昼夜地做实验







本次研究中负责算法的 Benjamin Burger 博士说,“研发AI机器人,最大的挑战让这个机器人的大脑灵活。需要在长期工作中自主判断进行工作,自主进行数千次精确操作,在每项任务中,机器人的失败率保持在极低水平。机器人如果可以完成这些实验,与人相比,犯的错误会少很多。”

研究人员还表示,
这种AI机器人可以解决目前人无法掌握的大规模和复杂性实验问题。例如,自主机器人可以通过自动搜索广阔的、未开发的化学空间来寻找清洁能源材料或新药配方。

(视频来源:利物浦大学)

资料来源:
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2442-2
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-07/uol-lrb070620.php
https://news.ncsu.edu/2020/06/artificial-chemist/
Robert W. Epps, Michael S. Bowen, Amanda A. Volk, Kameel Abdel‐Latif, Suyong Han, Kristofer G. Reyes, Aram Amassian, Milad Abolhasani. Artificial Chemist: An Autonomous Quantum Dot Synthesis Bot. Advanced Materials, 2020; 2001626 DOI: 10.1002/adma.202001626

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