机器人能用AI加速发现化学分子

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。

　　“化学机器人”并不只是省人工、省时间这么简单。在传统的化学发现中，只有少数分子被彻底研究，然后将结果外推到其他相似分子上。但“化学机器人”生成了一个完整而全面的数据集，能获得每个分子的所有相关参数。这就为人们提供了更多的解读途径和更为广阔的化学分子发现空间。