人工智能在化学合成领域的飞跃

发布时间：2024-06-11 16:22:35 栏目：精选百科

导读 化学过程复杂，创新潜力巨大，一直是自动化面临的挑战。传统的计算工具尽管功能先进，但由于其复杂性以及操作所需的专业知识，往往未得到充...

化学过程复杂，创新潜力巨大，一直是自动化面临的挑战。传统的计算工具尽管功能先进，但由于其复杂性以及操作所需的专业知识，往往未得到充分利用。



现在，EPFL 的 Philippe Schwaller 团队的研究人员开发出了 ChemCrow，这是一种集成了 18 种精心设计的工具的人工智能，使其能够以前所未有的效率在化学研究中导航和执行任务。“你可能想知道为什么是乌鸦?”Schwaller 问道。“因为众所周知，乌鸦善于使用工具。”

ChemCrow 由博士生 Andres Bran 和 Oliver Schilter(EPFL、NCCR 催化)与 Sam Cox 和 Andrew White 教授(FutureHouse和罗切斯特大学)合作开发。

ChemCrow 基于大型语言模型 (LLM)，例如 GPT-4，并通过 LangChain 增强工具集成，以自主执行化学合成任务。科学家们使用一套已经在化学领域使用的专用软件工具增强了语言模型，包括用于基于互联网的信息检索的 WebSearch、用于科学文献提取的 LitSearch 以及用于化学分析的各种分子和反应工具。

通过将 ChemCrow 与这些工具相结合，研究人员使其能够自主规划和执行化学合成，例如制造驱虫剂和各种有机催化剂，甚至协助发现新的发色团，即染料和颜料工业的基础物质。

ChemCrow 的与众不同之处在于它能够调整和应用结构化推理过程来处理化学任务。“该系统类似于人类专家，可以使用计算器和数据库，这不仅可以提高专家的效率，还可以使他们更加真实——就 ChemCrow 而言，可以减少幻觉，”该研究的第一作者 Andres Camilo Marulanda Bran 解释道。

ChemCrow 接收用户的提示，提前规划如何解决任务，选择相关工具，并根据每个步骤的结果反复完善其策略。这种有条不紊的方法确保 ChemCrow 不仅能从理论上发挥作用，而且还能以实际应用为基础，与实验室环境进行真实世界的互动。

通过使获取复杂化学知识和流程变得民主化，ChemCrow 降低了非专业人士的准入门槛，同时增强了资深化学家可用的工具包。这可以加速制药、材料科学等领域的研发，使流程更加高效和安全。

Philippe Schwaller 团队是新成立的 EPFL 人工智能中心的一部分，该中心与其他 40 多个实验室一起，致力于引领可信、可访问和包容的人工智能的发展。