科学

人工智能想要穷举化学反应,探索地球生命如何起源

据国外媒体报道,格拉斯哥大学化学教授李·克罗宁(Lee Cronin)开发出一个可以运行多个化学实验的人工智能机器人,并利用质谱仪,核磁共振仪和红外光谱仪实时评估反应过程。

网易科技讯 7月25日消息,据国外媒体报道,格拉斯哥大学化学教授李·克罗宁(Lee Cronin)开发出一个可以运行多个化学实验的人工智能机器人,并利用质谱仪,核磁共振仪和红外光谱仪实时评估反应过程。通过并行运行化学反应,克罗宁希望能够减少有机化学家的工作,最终找出无机分子如何形成了有机分子。他将自己为化学所做的事情等同于希格斯玻色子在粒子物理学中的影响。

克罗宁常常说:“如果我要求有机化学家随便给我做出一个新的分子,他们是无法做到的。这并不是因为他们愚蠢,而是因为这是一个愚蠢的请求。他们会明确问我什么类型的分子和什么规格。这可能需要一周甚至于十年时间,这完全是在浪费他们的时间。”

克罗宁意识到,即使这对人类来说是一个困难的问题,但对于机器学习机器人来说,完成这个任务可能并不困难。“我们可以让一个机器人在没有任何经验的情况下开始混合随机化学品,看看会发生什么?换句话说,就是各种混合并观察结果?”克罗宁说道。所以他决定开发一个。

开发这样一个机器人花了几年时间,第一个结果发表在《自然》杂志上。机器人由机器学习算法控制,能够同时运行六个实验,并利用质谱仪,核磁共振仪和红外光谱仪实时评估反应过程。“我的灵感来自无人机如何使用低成本的传感器进行飞行,”克罗宁说,“因此,我为化学机器人安装了这些传感器。”然后,一种算法对化学反应进行分类。

克罗宁团队的一名化学家首先使用亲核试剂和亲电试剂来训练机器人识别反应。这都是易于相互反应的化学试剂。对于机器人来说通常是一个挑战。“化学家们希望赋予机器人他们的想法,”克罗宁说,“但我很固执地不想这样做。我希望看到当我消除偏见时会发生什么,因为我现在很确定我们将发现化学家无法想象的全新反应。”

在论文中,克罗宁和他的团队报告说,没有任何化学数据会告诉机器人哪种化学组合更具反应性,而在初始训练之后,机器人开始预测大约1,000种化学反应的反应性,精确度为86%。“机器人允许我们做的事情基本上是让这些最具反应性的发现过程快了几倍,”克罗宁说。“如果说这个机器人到底带给我们什么,我们所做的就是将化学家的工作量减少90%。”

这些预测后来被一位化学家证实,而让克罗宁感到

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