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在AI的指導下機器人平臺可自動化分子制造

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  • 2019-08-12 14:19:02

在人工智能和機器人平臺的支持下,麻省理工學院研究人員開發的系統向自動化小分子生產邁進了一步。圖片來源:Connor Coley,Felice Frankel

在人工智能和機器人平臺的支持下,麻省理工學院研究人員開發的系統向自動化生產可用于醫學,太陽能和聚合物化學的小分子邁進了一步。

據該研究共同領導人Klavs F.所述,該系統在8月8日出版的“科學”雜志中有所描述,它可以讓替補化學家擺脫各種常規和耗時的任務,并可能提出如何制造新分子化合物的可能性。 Jensen,Warren K. Lewis化學工程教授,Timothy F. Jamison,Robert R. Taylor化學教授和麻省理工學院副教務長。

Jensen說,這項技術“有望幫助人們減少分子構建的所有繁瑣部分”,包括查找潛在的反應途徑,并在每次生產新分子時構建分子裝配線的組件。

“作為化學家,它可能會給你以前沒想過的新反應的靈感,”他補充道。

科學論文的其他麻省理工學院作者包括Connor W. Coley,Dale A. Thomas III,Justin AM Lummiss,Jonathan N. Jaworski,Christopher P. Breen,Victor Schultz,Travis Hart,Joshua S. Fishman,Luke Rogers,Hanyu Gao, Robert W. Hicklin,Pieter P. Plehiers,Joshua Byington,John S. Piotti,William H. Green和A. John Hart。

從靈感到配方再到成品

新系統結合了三個主要步驟。首先,由人工智能指導的軟件提出了合成分子的途徑,然后專家化學家審查這條路線并將其細化為化學“配方”,最后將配方發送到機器人平臺,自動組裝硬件并執行反應構建分子。

Coley和他的同事已經工作了三年多,開發了開源軟件套件,該套件建議并優先考慮可能的合成路線。該軟件的核心是幾種神經網絡模型,研究人員對Reaxys和美國專利商標局數據庫中數百萬先前發表的化學反應進行了培訓。該軟件使用這些數據來確定它認為適合構建新化合物的反應轉化和條件。

“這有助于對使用何種中間體和起始材料做出高層次的決策,然后對你可能想要使用的條件以及這些反應是否成功進行更詳細的分析,”Coley說。

“該軟件設計背后的主要動機之一是,它不僅僅為您提供我們所知道的分子或我們所知道的反應的建議,”他指出。“它可以推廣到從未制造過的新分子。”

然后,化學家審查軟件產生的建議合成路線,以建立更完整的目標分子配方。化學家有時需要進行實驗室實驗或修改試劑濃度和反應溫度等變化。

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