研究人员已经创建了由人工智能（AI）驱动的移动机器人，这些机器人能够以惊人的效率进行化学合成研究。新的研究显示，这些AI驱动的机器人能够以与人类研究人员相当的速度执行探索性化学任务，但结果显著更快。
利物浦大学的研究人员开发了可以以非凡效率进行化学合成研究的AI驱动移动机器人。
在《自然》杂志上发表的一篇文章中，研究人员展示了利用AI决策的移动机器人能够以与人类研究人员相似的水平执行探索性化学任务，但速度更快。
这些1.75米高的机器人是利物浦团队制作的，旨在解决探索性化学中的三个关键挑战：执行反应、分析产物以及根据发现确定下一步。
这两台机器人共同合作，解决了化学合成的三个不同领域的问题：结构多样化化学（对药物发现重要）、超分子主客体化学和光化学合成。
研究结果表明，凭借其AI能力，这些移动机器人能够作出与人类研究人员相似的决策，但速度却更快——而人类决策可能需要数小时。
领导该项目的利物浦大学化学与材料创新工厂的安德鲁·库珀教授表示：
“化学合成研究既耗时又昂贵，不仅涉及物理实验，还涉及后续实验的决策过程。使用智能机器人为加速这一过程提供了解决方案。”
“当人们想象化学自动化中的机器人时，他们常常想到混合溶液和加热反应等任务。虽然这些是其组成部分，但决策方面同样要求繁重。在探索性化学中尤其如此，因为结果不确定，关于哪些有趣的决策依赖于多个数据集。这种复杂性使这一任务对研究人员和AI而言都是一个挑战。”
决策代表了探索性化学中的一个关键挑战。例如，研究人员可能会进行各种试验反应，仅选择那些具有良好产率或引人注目的产物来放大。AI在这个过程中的表现较为挣扎，因为“有趣”的定义根据上下文可能有所不同，包括反应产物的新颖性和合成路径的复杂性。
利物浦大学的前博士生、参与合成工作的博士后研究员斯里拉姆·维贾克里希南博士分享道：“在我攻读博士学位期间，许多化学反应都是手动进行的。收集和分析分析数据往往与准备实验所花费的时间相当。随着自动化的实施，这种数据分析变得更加困难，导致数据量过于庞大。”
“我们通过为机器人开发一种AI逻辑来解决这个问题，该逻辑处理分析数据集，以自主决定是否在反应中移动到下一步。这个决策几乎是瞬时作出的，因此如果一个机器人在凌晨3点完成其分析，它将在凌晨3点01分决定追求哪些反应。相比之下，一个化学家可能需要花费数小时来处理相同的数据集。”
库珀教授指出：“尽管这些机器人缺乏经验丰富研究人员的广泛上下文理解，也无法产生突破性时刻，但对于分配给它们的任务，AI逻辑产生的决策与合成化学家在三个不同化学场景中的决策非常相似，并且作出这些决策都非常迅速。通过将其与相关科学文献连接在一起，利用大型语言模型，增强AI的上下文感知具有重要潜力。”
展望未来，利物浦团队旨在应用这项技术发现对制药合成至关重要的化学反应，并开发用于二氧化碳捕集等应用的新材料。
虽然这项研究涉及两台移动机器人，但这种方法的可扩展性可能容纳更大规模的机器人团队，使其适合于广泛的工业实验室。
