QUẢNG CÁO

Hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) tiến hành nghiên cứu hóa học một cách tự động  

Các nhà khoa học đã tích hợp thành công các công cụ AI mới nhất (ví dụ GPT-4) với tính năng tự động hóa để phát triển các ‘hệ thống’ có khả năng tự thiết kế, lập kế hoạch và thực hiện các thí nghiệm hóa học phức tạp. ‘Coscientist’ và ‘ChemCrow’ là hai hệ thống dựa trên AI được phát triển gần đây và thể hiện những khả năng nổi bật. Được thúc đẩy bởi GPT-4 (phiên bản mới nhất của AI tổng quát của OpenAI), Coscientist đã thể hiện khả năng suy luận và thiết kế thử nghiệm tiên tiến. ChemCrow đã tự động hóa một cách hiệu quả một loạt nhiệm vụ cũng như thực hiện việc phát hiện và tổng hợp các tác nhân hóa học. ‘Nhà khoa học’ và ‘ChemCrow’ đưa ra một cách thức mới để tiến hành nghiên cứu một cách hiệp lực với sự hợp tác của máy móc và có thể hữu ích trong việc thực hiện các nhiệm vụ thử nghiệm trong các phòng thí nghiệm robot tự động.  

AI sáng tạo là việc tạo hoặc tạo ra nội dung mới bằng một chương trình máy tính. Google Dịch ra đời cách đây 17 năm vào năm 2007 là một ví dụ về tính sáng tạo trí tuệ nhân tạo (AI). Nó tạo ra các bản dịch (đầu ra) từ một ngôn ngữ nhất định (đầu vào). Mở mộtLà ChatGPT , Microsoft Phi công phụ, Google Thi nhân, Meta (trước đây là Facebook) ’s Loài đà mã ở nam mỹ , Của Elon Musk Cảm nhận v.v. là một số công cụ AI quan trọng hiện có.  

ChatGPT, ra mắt vào năm ngoái vào ngày 30 tháng 2022 năm 1, đã trở nên rất phổ biến. Nó được cho là đã thu được 5 triệu người dùng trong vòng 100 ngày và XNUMX triệu người dùng hàng tháng trong vòng hai tháng. ChatGPT dựa trên mô hình ngôn ngữ lớn (LLM). Nguyên tắc then chốt là Ngôn ngữ lập mô hình tức là đào tạo trước mô hình bằng dữ liệu để mô hình dự đoán điều gì xảy ra tiếp theo trong câu khi được nhắc. Do đó, một mô hình ngôn ngữ (LM) đưa ra dự đoán xác suất của từ tiếp theo bằng ngôn ngữ tự nhiên được đưa ra từ (các) từ trước đó. Khi dựa trên mạng nơ-ron, nó được gọi là 'mô hình ngôn ngữ mạng nơ-ron', trong trường hợp đó dữ liệu được xử lý theo cách giống như trong não người. Mô hình ngôn ngữ lớn (LLM) là một mô hình quy mô lớn có thể thực hiện nhiều tác vụ xử lý ngôn ngữ tự nhiên khác nhau để hiểu và tạo ngôn ngữ cho mục đích chung. Transformer là kiến trúc mạng thần kinh dùng để xây dựng ChatGPT. Tên 'GPT' là từ viết tắt của 'Máy biến áp được đào tạo trước sáng tạo'. OpenAI sử dụng các mô hình ngôn ngữ lớn dựa trên biến áp.  

GPT-4, phiên bản thứ tư của ChatGPT, được phát hành vào ngày 13 tháng 2023 năm 4. Không giống như các phiên bản trước đó chỉ chấp nhận đầu vào văn bản, GPT-XNUMX chấp nhận cả đầu vào hình ảnh và văn bản (do đó tiền tố Trò chuyện không được sử dụng cho phiên bản thứ tư). Đó là một mô hình đa phương thức lớn. GPT-4 Turbo, ra mắt vào ngày 06 tháng 2023 năm 4, là phiên bản cải tiến và mạnh mẽ hơn của GPT-XNUMX.  

nhà vũ trụ học được tạo thành từ năm mô-đun tương tác: người lập kế hoạch, người tìm kiếm trên web, thực thi mã, tài liệu và tự động hóa. Các mô-đun này trao đổi thông báo với nhau để tìm kiếm trên web và tài liệu, thực thi mã và hiệu suất thử nghiệm. Sự tương tác được thực hiện thông qua bốn lệnh – ‘GOOGLE’, ‘PYTHON’, ‘DOCUMENTATION’ và ‘EXPERIMENT’.  

Mô-đun kế hoạch là mô-đun chính. Nó được điều khiển bởi GPT-4 và được giao nhiệm vụ lập kế hoạch. Dựa trên lời nhắc bằng văn bản về nỗi đau đơn giản của người dùng, người lập kế hoạch sẽ đưa ra các lệnh cần thiết cho các mô-đun khác để thu thập kiến ​​thức. Mô-đun tìm kiếm trên web cũng là LLM được gọi bằng lệnh GOOGLE để tìm kiếm trên internet và các hành động phụ liên quan nhằm lập kế hoạch hiệu quả. Mô-đun thực thi mã thực hiện thực thi mã thông qua lệnh PYTHON. Mô-đun này không sử dụng bất kỳ LLM nào. Mô-đun tài liệu hoạt động thông qua lệnh DOCUMENTATION để truy xuất và tóm tắt tài liệu cần thiết. Dựa vào đó, mô-đun lập kế hoạch gọi lệnh THỬ NGHIỆM đến mô-đun tự động hóa để thực hiện thử nghiệm.  

Trên dấu nhắc thích hợp, nhà vũ trụ học tổng hợp các loại thuốc giảm đau như acetaminophen và aspirin cùng các phân tử hữu cơ nitroaniline và phenolphtalein cùng nhiều phân tử khác đã được biết đến một cách chính xác. Mô-đun lập kế hoạch có thể tối ưu hóa các phản ứng để đạt được hiệu suất phản ứng tốt nhất.  

Trong một nghiên cứu khác, một tác nhân hóa học LLM ChemCrow đã tự lập kế hoạch và tổng hợp một loại thuốc chống côn trùng, ba chất xúc tác hữu cơ và hướng dẫn việc phát hiện ra một nhiễm sắc thể mới. ChemCrow có hiệu quả trong việc tự động hóa các nhiệm vụ hóa học đa dạng.  

Hai hệ thống trí tuệ nhân tạo, phi hữu cơ, Các nhà khoa học và ChemCrow hiển thị khả năng nổi bật của việc lập kế hoạch tự động và thực hiện các nhiệm vụ hóa học để tổng hợp các phân tử đã biết và khám phá các phân tử mới. Họ có khả năng suy luận, giải quyết vấn đề và thiết kế thử nghiệm tiên tiến, có thể hữu ích trong nghiên cứu hóa học.  

Những hệ thống tác nhân AI như vậy có thể được sử dụng bởi những người không phải là chuyên gia để thực hiện các nhiệm vụ thông thường trong hóa học, nhờ đó giảm chi phí và công sức. Chúng cũng có tiềm năng đẩy nhanh việc khám phá các phân tử mới  

*** 

Tài liệu tham khảo:  

  1. Boiko, DA, vàl 2023. Nghiên cứu hóa học tự động với mô hình ngôn ngữ lớn. Thiên nhiên 624, 570–578. Xuất bản: ngày 20 tháng 2023 năm XNUMX. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06792-0  
  2. Tin tức năm 2023 của Đại học Carnegie Mellon - Nhà vũ trụ học thông minh nhân tạo do CMU thiết kế tự động hóa khám phá khoa học. Đăng vào ngày 20 tháng 2023 năm XNUMX. Có sẵn tại https://www.cmu.edu/news/stories/archives/2023/december/cmu-designed-artificially-intelligent-coscientist-automates-scientific-discovery  
  3. Cám AM, et al 2023. ChemCrow: Tăng cường các mô hình ngôn ngữ lớn bằng các công cụ hóa học. arXiv:2304.05376v5. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2304.05376 

*** 

Bài giảng giới thiệu về AI:

***

Umesh Prasad
Umesh Prasad
Nhà báo khoa học | Biên tập viên sáng lập tạp chí Khoa học Châu Âu

Theo dõi bản tin của chúng tôi

Để được cập nhật tất cả các tin tức mới nhất, ưu đãi và thông báo đặc biệt.

Hầu hết các bài viết được ưa thích

Máy tạo nhịp tim: Hy vọng mới cho những người bị sa sút trí tuệ

'Máy tạo nhịp tim' cho bệnh Alzheimer đang giúp bệnh nhân ...

Tổ tiên Di truyền và Hậu duệ của Nền văn minh Thung lũng Indus

Nền văn minh Harappan không phải là sự kết hợp của ...

Lo lắng: Bột trà matcha và chiết xuất cho thấy hứa hẹn

Các nhà khoa học lần đầu tiên chứng minh tác dụng của ...
- Quảng cáo -
94,863Người hâm mộNhư
47,632Người theo dõiTheo
1,772Người theo dõiTheo
30Thuê baoTheo dõi