阿姆斯特丹大学(UvA)的化学家们开发了一种集成了人工智能驱动的机器学习单元的自主化学合成机器人。这款被称为“RoboChem”的台式设备在速度和准确性方面都超过了人类化学家，同时也展示了高水平的独创性。
作为第一个，它可以显著加快化学分子的发现，用于制药和许多其他应用。RoboChem的第一批研究结果发表在《科学》杂志上。
RoboChem是由弗吉尼亚大学Van 't Hoff分子科学研究所的Timothy教授Noël团队开发的。他们的论文表明，RoboChem是一个精确可靠的化学家，可以在产生最少废物的同时进行各种反应。
该系统可以全天候自主工作，快速且不知疲倦地交付结果。Noël说:“在一周内，我们可以优化大约10到20个分子的合成。这需要博士生几个月的时间。”该机器人不仅能产生最佳的反应条件，还能提供放大的设置。
“例如，这意味着我们可以生产与制药行业供应商直接相关的数量。”
RoboChem的“大脑”
Noël小组的专长是“流动化学”，这是一种进行化学反应的新方法，用一个由小而灵活的管组成的系统取代烧杯、烧瓶和其他传统化学工具。
在RoboChem中，一个机器人针头小心地收集起始材料，并将它们混合在半毫升多一点的小体积中。然后这些通过管道系统流向反应堆。在那里，强大的led发出的光通过激活反应混合物中的光催化剂来触发分子转化。
然后，流体继续流向自动核磁共振光谱仪，以识别转化的分子。这些数据实时反馈到控制RoboChem的计算机上。
“这是RoboChem背后的大脑，”Noël说。“它使用人工智能处理信息。我们使用了一种机器学习算法，它可以自主决定执行哪些反应。它总是以最佳结果为目标，并不断完善对化学的理解。”
令人印象深刻的智慧
该小组为证实RoboChem的结果付出了大量努力。现在《科学》论文中包含的所有分子都是人工分离和检查的。Noël表示，该系统的独创性给他留下了深刻的印象。
“我从事光催化研究已有十多年了。尽管如此，RoboChem还是展示了我无法预测的结果。例如，它已经确定了只需要很少光线的反应。有时我不得不抓耳挠腮，想弄明白它到底干了些什么。然后你会想:我们也会这么做吗?回顾一下，你可以看到RoboChem的逻辑。但我怀疑我们自己是否能得到同样的结果。或者至少不会那么快。”
研究人员还使用RoboChem复制了之前随机选择的四篇论文中发表的研究。然后，他们确定Robochem是否产生了相同或更好的结果。
“在大约80%的情况下，该系统产生了更好的产量。对于另外20%的人，结果是相似的，”Noël说。“这让我毫不怀疑，人工智能辅助方法将在最广泛的意义上有利于化学发现。”
利用人工智能在化学领域取得突破
根据Noël的说法，RoboChem和其他“计算机化”化学的相关性还在于生成高质量的数据，这将有利于未来人工智能的使用。
在传统的化学发现中，只有少数分子得到了彻底的研究。然后将结果外推到看似相似的分子。RoboChem生成了一个完整而全面的数据集，其中获得了每个分子的所有相关参数。这提供了更多的洞察力。”
另一个特点是，该系统还记录“负面”数据。在目前的科学实践中，大多数发表的数据只反映了成功的实验。“一个失败的实验也提供了相关的数据，”Noël说。
但这只能在研究人员的手写实验笔记中找到。这些没有发表，因此无法用于人工智能驱动的化学。RoboChem也将改变这一点。我毫不怀疑，如果你想用人工智能在化学领域取得突破，你将需要这类机器人。”
