“我非常期待AI+機(jī)器人，能給合成化學(xué)帶來(lái)什么新的發(fā)展可能。”最近在滬舉行的“合成化學(xué)研究新范式——機(jī)器人融合AI研討會(huì)”上，擔(dān)任大會(huì)主席的中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)教授麻生明給出了一份“試用報(bào)告”。
去年6月，麻生明團(tuán)隊(duì)收到一臺(tái)由晶泰科技為其定制的智能手套箱合成工作站，實(shí)驗(yàn)效率由此翻了數(shù)十倍?？?ldquo;好用”之外，他也有些擔(dān)心。“按部就班”做實(shí)驗(yàn)的機(jī)器人，有可能會(huì)忽略化學(xué)發(fā)現(xiàn)中最重要的“偶然性”。
如果機(jī)器人能自主從海量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找出“與眾不同”，并交由人類科學(xué)家判斷，對(duì)創(chuàng)新的提升將更加顯著。對(duì)于這一點(diǎn)，高校與企業(yè)已形成共識(shí)，下一步他們都將從各自優(yōu)勢(shì)出發(fā)，進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)器人的自主化。
從一天做一個(gè)，到一次48個(gè)
合成化學(xué)家的工作核心在于挑戰(zhàn)化學(xué)空間的廣袤無(wú)垠，麻生明就在聯(lián)烯的合成、反應(yīng)、性質(zhì)等方面探索了近三十年。
過(guò)去他們的研發(fā)方式是：人工做實(shí)驗(yàn)，不斷試錯(cuò)，大浪淘沙?，F(xiàn)在范式正在變化，越來(lái)越多機(jī)器人自動(dòng)操作化學(xué)合成平臺(tái)正在真實(shí)科研場(chǎng)景中發(fā)生。去年7月，全球首個(gè)AI化學(xué)機(jī)器人登上《自然》雜志封面，它每天工作21.5小時(shí)，其余時(shí)間用來(lái)充電，僅8天就自主完成688個(gè)實(shí)驗(yàn)，并從中發(fā)現(xiàn)了比初始配方活性高6倍的光催化劑。
AI制藥企業(yè)晶泰科技在上海建有全球最大的生物醫(yī)藥機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，100多臺(tái)機(jī)器人們不知疲倦地完成加粉、加液、震蕩、反應(yīng)等化合物合成的高頻環(huán)節(jié)，一次可進(jìn)行幾十甚至上百個(gè)實(shí)驗(yàn)。
去年，晶泰科技為麻生明團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室定制開發(fā)了能進(jìn)行ATA反應(yīng)研究的智能合成工作站。ATA是一種重要的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，主要用于合成多取代聯(lián)烯化合物。這一化學(xué)反應(yīng)的流程長(zhǎng)、步驟多且操作復(fù)雜，要用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)并不容易。雙方花費(fèi)幾個(gè)月改進(jìn)方案，終于滿足實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的使用需求，也完成了設(shè)備數(shù)據(jù)的本地化。
麻生明透露，“我們?cè)瓉?lái)做化學(xué)實(shí)驗(yàn)，平均每個(gè)學(xué)生一天做一個(gè)，做兩個(gè)就算比較厲害，使用晶泰的智能合成工作站后，一次能做48個(gè)實(shí)驗(yàn)，效率提升很快。”
不要讓機(jī)器錯(cuò)過(guò)“偶然性”
智能合成工作站的“好用”符合麻生明的預(yù)期，不過(guò)當(dāng)下對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解讀還無(wú)法依賴機(jī)器人。在他看來(lái)，目前AI在化學(xué)領(lǐng)域的價(jià)值仍以提升效率為主，而且必須要注意的是，化學(xué)發(fā)現(xiàn)很多時(shí)候是基于偶然性，但通過(guò)已有知識(shí)訓(xùn)練出來(lái)的機(jī)器卻常常會(huì)泯滅這種偶然“靈光一現(xiàn)”。
AI賦能化學(xué)，如何在提升效率的同時(shí)，保持科學(xué)發(fā)現(xiàn)的偶然性？從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，當(dāng)然是進(jìn)一步提升機(jī)器人的智力水平，但訓(xùn)練模式的“微調(diào)”也是路徑之一。對(duì)于后者，晶泰科技聯(lián)合創(chuàng)始人、首席執(zhí)行官馬健有一個(gè)有趣發(fā)現(xiàn)——實(shí)驗(yàn)中的“負(fù)樣本”——那些無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)的“失敗經(jīng)驗(yàn)”，正成為提升大模型智力的一條捷徑。
晶泰科技內(nèi)部會(huì)定期組織“AI科學(xué)家”和人類科學(xué)家比賽，在最近幾次AI反應(yīng)預(yù)測(cè)能力比拼中，針對(duì)某兩種反應(yīng)類型的成功反應(yīng)預(yù)測(cè)上，晶泰科技自研的AI垂類模型的準(zhǔn)確率均超過(guò)80%，與人類科學(xué)家旗鼓相當(dāng)；而對(duì)失敗反應(yīng)預(yù)測(cè)的識(shí)別率上，AI準(zhǔn)確率則是人類的一倍以上。
這一發(fā)現(xiàn)暗合了科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的真實(shí)需求。麻生明心中的“理想機(jī)器人”能夠從海量數(shù)據(jù)中找到異常之處并交由他判斷，而非只是按照設(shè)計(jì)執(zhí)行大規(guī)模、重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)化流程。
馬健表示，晶泰科技正在為提升機(jī)器人的自主性，而與科學(xué)家、產(chǎn)業(yè)界開展深度合作。他們下一步目標(biāo)是建設(shè)“自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)室”，在完成一次實(shí)驗(yàn)后，能立即分析結(jié)果，并自主設(shè)計(jì)和啟動(dòng)下一次、更優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)，形成快速迭代的“設(shè)計(jì)-執(zhí)行-學(xué)習(xí)”閉環(huán)。
“我非常期待AI+機(jī)器人，能給合成化學(xué)帶來(lái)什么新的發(fā)展可能。”最近在滬舉行的“合成化學(xué)研究新范式——機(jī)器人融合AI研討會(huì)”上，擔(dān)任大會(huì)主席的中國(guó)科學(xué)院院士、復(fù)旦大學(xué)教授麻生明給出了一份“試用報(bào)告”。
去年6月，麻生明團(tuán)隊(duì)收到一臺(tái)由晶泰科技為其定制的智能手套箱合成工作站，實(shí)驗(yàn)效率由此翻了數(shù)十倍?？?ldquo;好用”之外，他也有些擔(dān)心。“按部就班”做實(shí)驗(yàn)的機(jī)器人，有可能會(huì)忽略化學(xué)發(fā)現(xiàn)中最重要的“偶然性”。
如果機(jī)器人能自主從海量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中找出“與眾不同”，并交由人類科學(xué)家判斷，對(duì)創(chuàng)新的提升將更加顯著。對(duì)于這一點(diǎn)，高校與企業(yè)已形成共識(shí)，下一步他們都將從各自優(yōu)勢(shì)出發(fā)，進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)器人的自主化。
從一天做一個(gè)，到一次48個(gè)
合成化學(xué)家的工作核心在于挑戰(zhàn)化學(xué)空間的廣袤無(wú)垠，麻生明就在聯(lián)烯的合成、反應(yīng)、性質(zhì)等方面探索了近三十年。
過(guò)去他們的研發(fā)方式是：人工做實(shí)驗(yàn)，不斷試錯(cuò)，大浪淘沙?，F(xiàn)在范式正在變化，越來(lái)越多機(jī)器人自動(dòng)操作化學(xué)合成平臺(tái)正在真實(shí)科研場(chǎng)景中發(fā)生。去年7月，全球首個(gè)AI化學(xué)機(jī)器人登上《自然》雜志封面，它每天工作21.5小時(shí)，其余時(shí)間用來(lái)充電，僅8天就自主完成688個(gè)實(shí)驗(yàn)，并從中發(fā)現(xiàn)了比初始配方活性高6倍的光催化劑。
AI制藥企業(yè)晶泰科技在上海建有全球最大的生物醫(yī)藥機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，100多臺(tái)機(jī)器人們不知疲倦地完成加粉、加液、震蕩、反應(yīng)等化合物合成的高頻環(huán)節(jié)，一次可進(jìn)行幾十甚至上百個(gè)實(shí)驗(yàn)。
去年，晶泰科技為麻生明團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)室定制開發(fā)了能進(jìn)行ATA反應(yīng)研究的智能合成工作站。ATA是一種重要的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)，主要用于合成多取代聯(lián)烯化合物。這一化學(xué)反應(yīng)的流程長(zhǎng)、步驟多且操作復(fù)雜，要用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)并不容易。雙方花費(fèi)幾個(gè)月改進(jìn)方案，終于滿足實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的使用需求，也完成了設(shè)備數(shù)據(jù)的本地化。
麻生明透露，“我們?cè)瓉?lái)做化學(xué)實(shí)驗(yàn)，平均每個(gè)學(xué)生一天做一個(gè)，做兩個(gè)就算比較厲害，使用晶泰的智能合成工作站后，一次能做48個(gè)實(shí)驗(yàn)，效率提升很快。”
不要讓機(jī)器錯(cuò)過(guò)“偶然性”
智能合成工作站的“好用”符合麻生明的預(yù)期，不過(guò)當(dāng)下對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解讀還無(wú)法依賴機(jī)器人。在他看來(lái)，目前AI在化學(xué)領(lǐng)域的價(jià)值仍以提升效率為主，而且必須要注意的是，化學(xué)發(fā)現(xiàn)很多時(shí)候是基于偶然性，但通過(guò)已有知識(shí)訓(xùn)練出來(lái)的機(jī)器卻常常會(huì)泯滅這種偶然“靈光一現(xiàn)”。
AI賦能化學(xué)，如何在提升效率的同時(shí)，保持科學(xué)發(fā)現(xiàn)的偶然性？從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，當(dāng)然是進(jìn)一步提升機(jī)器人的智力水平，但訓(xùn)練模式的“微調(diào)”也是路徑之一。對(duì)于后者，晶泰科技聯(lián)合創(chuàng)始人、首席執(zhí)行官馬健有一個(gè)有趣發(fā)現(xiàn)——實(shí)驗(yàn)中的“負(fù)樣本”——那些無(wú)法完成實(shí)驗(yàn)的“失敗經(jīng)驗(yàn)”，正成為提升大模型智力的一條捷徑。
晶泰科技內(nèi)部會(huì)定期組織“AI科學(xué)家”和人類科學(xué)家比賽，在最近幾次AI反應(yīng)預(yù)測(cè)能力比拼中，針對(duì)某兩種反應(yīng)類型的成功反應(yīng)預(yù)測(cè)上，晶泰科技自研的AI垂類模型的準(zhǔn)確率均超過(guò)80%，與人類科學(xué)家旗鼓相當(dāng)；而對(duì)失敗反應(yīng)預(yù)測(cè)的識(shí)別率上，AI準(zhǔn)確率則是人類的一倍以上。
這一發(fā)現(xiàn)暗合了科學(xué)家對(duì)機(jī)器人的真實(shí)需求。麻生明心中的“理想機(jī)器人”能夠從海量數(shù)據(jù)中找到異常之處并交由他判斷，而非只是按照設(shè)計(jì)執(zhí)行大規(guī)模、重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)化流程。
馬健表示，晶泰科技正在為提升機(jī)器人的自主性，而與科學(xué)家、產(chǎn)業(yè)界開展深度合作。他們下一步目標(biāo)是建設(shè)“自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)室”，在完成一次實(shí)驗(yàn)后，能立即分析結(jié)果，并自主設(shè)計(jì)和啟動(dòng)下一次、更優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)，形成快速迭代的“設(shè)計(jì)-執(zhí)行-學(xué)習(xí)”閉環(huán)。
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