Zinātnieki ir veiksmīgi integrējuši jaunākos AI rīkus (piemēram, GPT-4) ar automatizāciju, lai izstrādātu “sistēmas”, kas spēj autonomi izstrādāt, plānot un veikt sarežģītus ķīmiskus eksperimentus. “Coscientist” un “ChemCrow” ir divas šādas uz AI balstītas sistēmas, kas nesen izstrādātas un parāda jaunas iespējas. GPT-4 (jaunākā OpenAI ģeneratīvā AI versija) vadīts, Coscientist demonstrēja progresīvas spriešanas un eksperimentālās dizaina iespējas. ChemCrow efektīvi automatizēja uzdevumu kopumu un veica ķīmisko aģentu atklāšanu un sintēzi. “Coscientist” un “ChemCrow” piedāvā jaunu veidu, kā sinerģiski veikt pētījumus sadarbībā ar iekārtām, un tie var būt noderīgi, veicot eksperimentālus uzdevumus automatizētās robotu laboratorijās.
Ģeneratīvs AI Ir par jauna satura izveidi vai ģenerēšanu, ko veic a dators programma. Google tulkotājs, kas tika izveidots pirms 17 gadiem 2007. gadā, ir ģeneratīvas piemērs mākslīgais intelekts (AI). Tas ģenerē tulkojumus (izeju) no dotās valodas (ievades). OpenAEs esmu ChatGPT , Microsoft Copilot, Google Dziesminieks, Meta (iepriekš Facebook) 's Lama , Īlons Masks Groks utt. ir daži no svarīgākajiem AI pašlaik pieejamie rīki.
Pagājušā gada 30. gada 2022. novembrī palaistais ChatGPT ir kļuvis ļoti populārs. Tiek ziņots, ka tas ir ieguvis 1 miljonu lietotāju 5 dienu laikā un 100 miljonus ikmēneša lietotāju divu mēnešu laikā. ChatGPT pamatā ir lielas valodas modelis (LLM). Galvenais princips ir valoda modelēšana, ti, modeļa iepriekšēja apmācība ar datiem, lai modelis pēc uzvednes paredzētu nākamo teikumu darbību. Tādējādi valodas modelis (LM) ļauj prognozēt nākamo vārdu dabiskajā valodā, kas norādīta pirms vārda(-iem). Ja pamatā ir neironu tīkls, to sauc par "neironu tīkla valodas modeli", un tādā gadījumā dati tiek apstrādāti tādā veidā kā cilvēka smadzenēs. Liels valodas modelis (LLM) ir liela mēroga modelis, kas var veikt dažādus dabiskās valodas apstrādes uzdevumus vispārējai valodas izpratnei un ģenerēšanai. Transformators ir neironu tīkla arhitektūra, ko izmanto, lai izveidotu ChatGPT. Nosaukums “GPT” ir akronīms vārdam “Ģeneratīvs iepriekš apmācīts transformators”. OpenAI izmanto uz transformatoriem balstītus lielo valodu modeļus.
GPT-4, ChatGPT ceturtā versija, tika izlaista 13. gada 2023. martā. Atšķirībā no iepriekšējām versijām, kurās tiek pieņemta tikai teksta ievade, GPT-4 pieņem gan attēlu, gan teksta ievades datus (tādēļ prefikss Chat netiek izmantots ceturtajai versijai). Tas ir liels multimodāls modelis. GPT-4 Turbo, laista klajā 06. gada 2023. novembrī, ir uzlabota un jaudīgāka GPT-4 versija.
Zinātnieks sastāv no pieciem mijiedarbīgiem moduļiem: plānotājs, tīmekļa meklētājs, koda izpilde, dokumentācija un automatizācija. Šie moduļi savā starpā apmainās ar ziņojumiem, lai meklētu tīmeklī un dokumentācijā, izpildītu kodu un veiktu eksperimentus. Mijiedarbība notiek, izmantojot četras komandas – “GOOGLE”, “PYTHON”, “DOCUMENTATION” un “EXPERIMENT”.
Plānotāja modulis ir galvenais modulis. To vada GPT-4, un tā uzdevums ir plānot. Pamatojoties uz vienkāršu lietotāja sāpīgu teksta uzvedni, plānotājs izdod vajadzīgās komandas citiem moduļiem, lai apkopotu zināšanas. Tīmekļa meklētāja moduli, kas arī ir LLM, izsauc komanda GOOGLE, lai meklētu internetā un ar to saistītās apakšdarbības efektīvai plānošanai. Koda izpildes modulis veic koda izpildi, izmantojot komandu PYTHON. Šis modulis neizmanto LLM. Dokumentācijas modulis darbojas, izmantojot komandu DOCUMENTATION, lai izgūtu un apkopotu nepieciešamo dokumentāciju. Pamatojoties uz to, plānotāja modulis izsauc komandu EXPERIMENT automatizācijas modulim, lai veiktu eksperimentus.
Pēc atbilstoša uzaicinājuma, Zinātnieks sintezētie pretsāpju līdzekļi paracetamols un aspirīns un bioloģisks nitroanilīna un fenolftaleīna molekulas un daudzas citas zināmas molekulas pareizi. Plānotāja modulis var optimizēt reakcijas, lai panāktu vislabāko reakciju rezultātus.
Citā pētījumā LLM ķīmijas aģents ChemCrow autonomi plānoja un sintezēja kukaiņu atbaidīšanas līdzekli, trīs organokatalizatorus un vadīja jauna hromofora atklāšanu. ChemCrow bija efektīvs dažādu ķīmisko uzdevumu automatizācijā.
Abi ne-bioloģisks, mākslīgās intelektuālās sistēmas, Zinātnieki un ChemCrow parādīt jaunas autonomas plānošanas un ķīmisko uzdevumu izpildes iespējas zināmu molekulu sintēzei un jaunu molekulu atklāšanai. Viņiem ir uzlabotas argumentācijas, problēmu risināšanas un eksperimentālās projektēšanas iespējas, kas var noderēt ķīmiskajā izpētē.
Šādas AI aģentu sistēmas var izmantot neeksperti ikdienas uzdevumu veikšanai ķīmijā, tādējādi samazinot izmaksas un pūles. Viņiem ir arī potenciāls paātrināt jaunu molekulu atklāšanu
***
Norādes:
- Boiko, DA, unl 2023. Autonomie ķīmiskie pētījumi ar lieliem valodas modeļiem. Daba 624, 570–578. Publicēšanas datums: 20. gada 2023. decembris. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06792-0
- Kārnegija Melona universitātes 2023. gada ziņas — CMU izstrādātais mākslīgi inteliģentais zinātniskais speciālists automatizē zinātnisko atklāšanu. Publicēts 20. gada 2023. decembrī. Pieejams plkst https://www.cmu.edu/news/stories/archives/2023/december/cmu-designed-artificially-intelligent-coscientist-automates-scientific-discovery
- Bran AM, un citi 2023. gads. ChemCrow: lielo valodu modeļu paplašināšana ar ķīmijas rīkiem. arXiv:2304.05376v5. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2304.05376
***
Ievadlekcijas par AI:
***
