Tutkijat ovat onnistuneesti integroineet uusimmat tekoälytyökalut (esim. GPT-4) automaatioon kehittääkseen "järjestelmiä", jotka pystyvät itsenäisesti suunnittelemaan, suunnittelemaan ja suorittamaan monimutkaisia kemiallisia kokeita. "Coscientist" ja "ChemCrow" ovat kaksi sellaista tekoälypohjaista järjestelmää, jotka on kehitetty äskettäin ja jotka näyttävät uusia ominaisuuksia. GPT-4:n (OpenAI:n generatiivisen tekoälyn uusin versio) ohjaama Coscientist osoitti edistyneitä päättely- ja kokeellisia suunnittelukykyjä. ChemCrow automatisoi tehokkaasti joukon tehtäviä ja suoritti kemiallisten aineiden löytämisen ja synteesin. "Coscientist" ja "ChemCrow" tarjoavat uuden tavan tehdä tutkimusta synergistisesti yhteistyössä koneiden kanssa ja voivat olla hyödyllisiä suoritettaessa kokeellisia tehtäviä automatisoiduissa robottilaboratorioissa.
generatiivinen AI Kyse on uuden sisällön luomisesta tai luomisesta a tietokone ohjelmoida. Google-kääntäjä, joka syntyi 17 vuotta sitten vuonna 2007, on esimerkki generatiivisuudesta tekoäly (AI). Se luo käännöksiä (tulostus) tietyltä kieleltä (syöte). OpenAOn ChatGPT , Microsoftin Lentoperämies, Google Bardi, Meta (entinen Facebook) 's liekki , Elon Musk's grok jne. ovat tärkeitä AI tällä hetkellä saatavilla olevat työkalut.
ChatGPT, joka julkaistiin viime vuonna 30, on tullut erittäin suosituksi. Sen sanotaan saaneen miljoona käyttäjää 2022 päivässä ja 1 miljoonaa kuukausittaista käyttäjää kahdessa kuukaudessa. ChatGPT perustuu suureen kielimalliin (LLM). Pääperiaate on Kieli mallinnus eli mallin esikoulutus tiedoilla niin, että malli ennakoi kehotteen mukaan mitä seuraavaksi lauseissa tapahtuu. Kielimalli (LM) siis ennustaa seuraavaa sanaa edeltävässä luonnollisessa kielessä. Kun se perustuu hermoverkkoon, sitä kutsutaan "hermoverkkokielimalliksi", jolloin dataa käsitellään samalla tavalla kuin ihmisen aivoissa. Suuri kielimalli (LLM) on laajamittainen malli, joka pystyy suorittamaan erilaisia luonnollisen kielen käsittelytehtäviä yleiskäyttöisen kielen ymmärtämiseksi ja luomiseksi. Transformer on hermoverkkoarkkitehtuuri, jota käytetään ChatGPT:n rakentamiseen. Nimi "GPT" on lyhenne sanoista "Generative pre-trained Transformer". OpenAI käyttää muuntajapohjaisia suuria kielimalleja.
GPT-4, ChatGPT:n neljäs versio, julkaistiin 13. maaliskuuta 2023. Toisin kuin aiemmat versiot, jotka hyväksyvät vain tekstinsyötteen, GPT-4 hyväksyy sekä kuva- että tekstisyötteitä (täten etuliitettä Chat ei käytetä neljännessä versiossa). Se on suuri multimodaalinen malli. GPT-4 Turbo, lanseerattiin 06, on parannettu ja tehokkaampi versio GPT-2023:stä.
Tiedemies koostuu viidestä vuorovaikutuksessa olevasta moduulista: suunnittelija, verkkohaku, koodin suoritus, dokumentointi ja automaatio. Nämä moduulit vaihtavat viestejä toistensa kanssa verkko- ja dokumentaatiohakua, koodin suorittamista ja kokeilujen suorittamista varten. Vuorovaikutus tapahtuu neljän komennon kautta - "GOOGLE", "PYTHON", "DOCUMENTATION" ja "EXPERIMENT".
Suunnittelumoduuli on päämoduuli. Sitä ohjaa GPT-4, ja sen tehtävänä on suunnittelu. Käyttäjän yksinkertaisen kiputekstikehotteen perusteella suunnittelija antaa tarvittavat komennot muille moduuleille tiedon keräämiseksi. GOOGLE-komento kutsuu verkkohakumoduulin, joka on myös LLM, etsimään Internetistä ja siihen liittyvistä alitoiminnoista tehokkaan suunnittelun varmistamiseksi. Koodin suoritusmoduuli suorittaa koodin suorittamisen PYTHON-komennon kautta. Tämä moduuli ei käytä mitään LLM:ää. Dokumentaatiomoduuli toimii DOCUMENTATION-komennon kautta tarvittavan dokumentaation hakemiseen ja yhteenvetoon. Tämän perusteella suunnittelijamoduuli kutsuu automaatiomoduulille EXPERIMENT-komennon kokeilujen suorittamista varten.
Asianmukaisesta kehotuksesta Tiedemies syntetisoidut kipulääkkeet parasetamolia ja aspiriinia ja orgaaninen molekyylejä nitroaniliinia ja fenolftaleiinia ja monia muita tunnettuja molekyylejä oikein. Suunnittelijamoduuli voi optimoida reaktiot parhaan reaktiotulon saavuttamiseksi.
Toisessa tutkimuksessa LLM-kemian agentti ChemCrow Suunnitteli ja syntetisoi itsenäisesti hyönteiskarkotteen, kolme organokatalyyttiä ja ohjasi uuden kromoforin löytämistä. ChemCrow oli tehokas automatisoimaan erilaisia kemiallisia tehtäviä.
Kaksi ei-orgaaninen, keinotekoiset älykkäät järjestelmät, Tiedemiehet ja ChemCrow näyttää nousevat valmiudet itsenäiseen suunnitteluun ja kemiallisten tehtävien suorittamiseen tunnettujen molekyylien synteesiin ja uusien molekyylien löytämiseen. Heillä on kehittyneet päättely-, ongelmanratkaisu- ja kokeelliset suunnitteluominaisuudet, jotka voivat olla hyödyllisiä kemiantutkimuksessa.
Ei-asiantuntijat voivat käyttää tällaisia tekoälyagenttijärjestelmiä kemian rutiinitehtävien suorittamiseen, mikä vähentää kustannuksia ja vaivaa. Niillä on myös potentiaalia nopeuttaa uusien molekyylien löytämistä
***
Viitteet:
- Boiko, DA, ja al 2023. Autonominen kemiallinen tutkimus suurilla kielimalleilla. Nature 624, 570–578. Julkaistu: 20. joulukuuta 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06792-0
- Carnegie Mellon Universityn 2023 uutiset – CMU:n suunnittelema keinotekoisesti älykäs tiedemies automatisoi tieteellisen löydön. Julkaistu 20. joulukuuta 2023. Saatavilla osoitteessa https://www.cmu.edu/news/stories/archives/2023/december/cmu-designed-artificially-intelligent-coscientist-automates-scientific-discovery
- Bran AM, et ai 2023. ChemCrow: Laajenna suurikielisiä malleja kemian työkaluilla. arXiv:2304.05376v5. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2304.05376
***
Tekoälyn johdantoluennot:
***
