Стенд химической лаборатории только что сделал шаг в автоматизированное будущее. Команда инженеров в Соединенных Штатах и Бельгии разработала новую роботизированную систему для разработки молекул на основе искусственного интеллекта. Система использует интеллектуальные алгоритмы, чтобы пролистать миллионы известных реакций, чтобы найти лучший способ создания фармацевтической молекулы, полимера или другого соединения.
Роботизированная рука и автоматизированная система насосов, клапанов и сосудов затем вступают во владение, чтобы синтезировать молекулу без помощи человеческих рук. Исследователи отмечают, что люди все еще «в курсе». Ни одна система искусственного интеллекта пока не может сравниться с рекомендациями хорошего инженера-химика при принятии решения, каких реакций следует избегать. (Дико экзотические реакции, которые превращаются в «бум», являются лишь одним из многих нежелательных результатов, которые химик-человек может помочь предотвратить.)
«У нас есть система, которая может узнать, что было сделано ранее, и использовать ее, чтобы дать роботу команду выполнить синтез», — говорит Клавс Йенсен, профессор химического машиностроения и материаловедения в MIT.
Дженсен говорит, что использование робота-манипулятора и стандартизированной системы корпусов реакторов и шлангов для их соединения упрощает этот процесс. Человек-оператор, использующий сопоставимую систему с таким же широким спектром возможных химических веществ и реакций, должен будет эксплуатировать около 77 клапанов, каждый из которых необходимо контролировать на предмет засорения или утечки.
По словам Дженсена и его соавторов, эта роботизированная система химического синтеза обещает убрать часть ненужной работы из химического процесса НИОКР. Их система «освобождает экспертов-химиков от ручных заданий, чтобы они могли сосредоточиться на новых идеях», сообщают исследователи в недавнем выпуске журнала Science.
Тим Джеймисон, соавтор и профессор химии Массачусетского технологического института, говорит, что эта система роботизированного синтеза с открытым исходным кодом также создает прецедент.
«Каждая новая молекула, которую я могу придумать в истории человечества, изначально была сделана кем-то в лаборатории, использующей стеклянную посуду — или что-то очень похожее на это», — говорит Джеймисон. По его словам, создание молекул с помощью роботизированной системы — это нечто другое.
Джемисон отметил, что их исследования не синтезировали никаких новых молекул. На самом деле это было отчасти.
«Целью проекта было не обязательно сделать что-то лучше, быстрее, дешевле», — говорит он. «Это было для разработки системы, которая будет иметь более высокую степень автоматизации. Система не изобрела никаких молекул. Каждая [одна из] молекул-мишеней, которые мы создали, была всем известным соединением ».
В докладе группы сообщается об успехе роботизированной платформы в синтезе 15 фармацевтических соединений, в том числе аспирина и лекарственного средства для лечения кровяного давления, квинаприла, а также анестетика лидокаина и бензодиазепина диазепама.
Фармацевтические препараты — не единственные соединения, которые может синтезировать эта роботизированная система. «Его также можно использовать для изготовления красителей для светодиодов», — говорит Дженсен. «Он мог бы быть использован для изготовления материалов с квантовыми точками, хотя мы бы работали, чтобы достичь более высоких температур. Но я думаю, что мы могли бы сделать это. Я думаю, что перовскиты, вы могли бы синтезировать. Также существует большой интерес к полимерам для электронных и механических устройств. Те часто требуют уникальных молекул. Поэтому они думают о создании новых мономеров для этих применений — и вы могли бы сделать эти мономеры с помощью этой системы ».
Джеймисон говорит, что он уже получил запросы от лабораторий и компаний на эту пока еще не названную новую роботизированную платформу химического синтеза.
«Я получил письма с вопросами типа« Отлично, я хочу один », — говорит он. «К сожалению, мы не можем предоставить системы тем, кто заинтересован. Но это, безусловно, захватило воображение многих людей ».