作者/文龙

假如你有一副快意的键盘，那么你码代码大概码字的服从会提拔许多。同样地，符合的人工智能（AI）东西会让枯燥的化学合成试验变得越发轻松、快捷、高效。

近来，来自北卡罗莱纳州立大学的研究团队开辟出一个假造化学试验室，可用于确定办理化学体系中种种合成困难的最得当的AI东西。该模子可以在凌驾60万次模仿试验中主动探究150多种AI引导的决议计划计谋，辨认出最有用的要领。

研究结果于3月9日以「加快AI在流淌中主动合成质料的AI开辟」（Accelerated AI development for autonomous materials synthesis in flow）为题颁发在《化学科学》（Chemical Science）杂志上。

对化学合成空间的探究不但耗时，并且本钱奋发。是以，化学试验室盼望可以或许借助人工智能（AI）淘汰大量不须要的试验。随着AI的快速进展，越来越多的AI东西可当选用，同时也增添了筛选的难度，由于你并不清晰哪种东西最得当哪一合成题目；别的，无论选择哪种东西，始终必要依据化学题目对其举行微调，增添了利用本钱。

在有限资源下举行化学合成空间的搜刮，偶然通过随机采样优化可以击败最佳的理论要领。是以，AI东西在宽阔的合成空间中搜刮的同等性是比单个优化效果更紧张的算法指标。基于此项指标，研究职员开辟了一种多目的优化仿真框架，用于评估单周期内AI算法的性能。单周期代表了通过从单个试验决议计划得到的嘉奖而使预期嘉奖最大化的短视决议计划计谋。

图示：AI指导的模块化合成空间搜刮平台。（泉源：论文）

该团队利用他们自研的 Artificial Chemist 平台举行了1,000个试验，并利用这些试验数据点在假造试验室中模仿了600,000多个试验，评估了150多个AI引导的决议计划计谋。

「假如这些试验在实际天下中举行，纵然利用主动化体系和微量质料，也必要7.5年时间的一连操纵以及400升试剂的斲丧，」项目卖力人、北卡罗莱纳州立大学化学工程学助理传授米拉德·阿博哈萨尼（Milad Abolhasani）表现。他们在一个月内完成了此使命。

主动化试验平台 Artificial Chemist

自主体系具有加快质料研发和制造的庞大潜力，但要想得到遍及利用还需办理所面对的两大挑衅：可靠的主动一体化硬件和精确的「大脑」——AI引导的决议计划算法。

Abolhasani说：「要确定哪种AI东西可以或许最好地办理种种合成题目，不行能举行数百万次试验。是以，我们必要一个模子来模仿实际天下中的化学试验平台，为我们有用地举行数百万次试验。」

Abolhasani 向导的团队此前一向聚焦在体系硬件的挑衅，于2020年6月推出了「Artificial Chemist 」平台并于同年12月推出了2.0版本，新版本实现了一连多阶段试验的全主动化开辟和生产，比手动试验研发快了快要1,000倍，并节约了大量的试剂。

图示：Artificial Chemist（泉源：Advanced Materials）

这篇论文的事情则偏重于办理自主决议计划方面的挑衅，试验数据正是来自 Artificial Chemist 平台，这为未来实现完全的自主体系奠基了底子。

用AI查找符合的AI东西

Abolhasani指出：「近来，人们对利用现成的AI步伐举行化学反响的建模和优化的兴趣日益增添， 但是，这些现成的AI技能百般百般——它们并非都同样善于办理你要办理的化学合成题目。」

研究职员盼望可以终极找到最佳的AI模子，为所需的目的特性确定最佳的合成配方；而且，他们盼望不但可以确定最佳质料，还可以确定生产该质料的最佳要领，以使其具有最佳的特性组合。

最佳的AI模子会依据所需的质料和庞大性而改变。是以，Abolhasani 团队采纳了AI中的强化进修要领来为每种合成题目找到最佳的AI东西。

「我们已经有用地练习了我们的假造试验室，实现了针对每种合成题目选择最佳的AI东西，」 Abolhasani声称。「这些东西每一次利用都市变得越发高效，从而关心我们办理化学工程范畴日益庞大的挑衅。我们以为这些AI驱动的东西终极可以依据必要以充足快的速率举行及时调解。」

论文链接：http://doi.org/10.1039/D0SC06463G

参考内容：

http://news.ncsu.edu/2021/03/ai-selection-chemistry/

http://www.advancedsciencenews.com/artificial-chemist-2-0/