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新华社合肥5月5日电(记者陈诺)一条长长的实验桌前,一位体重200公斤的“化学家”拖着“轻盈”的步子,抬起结实的双臂抓取试管,依次走过液体进样台、磁力搅拌台、烘干事情台,举行样品称重、搅拌、离心、烘干……在位于安徽合肥的中国科学手艺大学一间实验室里,有这样一群“机械化学家”,用夜以继日的劳动,“庆祝”又一年的“五一”国际劳动节。 “五一”国际劳动节前夕,“机械化学家”在实验室做实验。新华社记者陈诺 摄 “人工智能+”赋能千行百业,以人工智能引领科研范式厘革,加速各领域科技立异突破,“机械化学家”正是其中代表之一。它由“化学大脑”、机械人实验员和智能化学事情站三部分组成,能自己“看”论文、“想”计划、“做”实验,甚至“学”履历。 一、“小来”的降生 古板化学研究范式深度依赖于“试错法”,其局限性使得新物质创造的周期长、本钱高。在实验室里,科研职员需要日复一日地阅读文献、设计实验、调配试剂,像大海捞针一样从无数种质料组合中寻找最优解。 时间回到2013年,中科大化学与质料科学学院教授江俊在出差途中,与同事聊起化学研究的逆境:实验效率低、数据疏散,许多效果“藏在”外洋期刊里,引用还得花钱。“能否用大数据手艺刷新化学研究?”大伙儿一拍即合。 “机械化学家”用机械臂拿取样品。(受访单位提供) 但这条路并欠好走。团队花了三年时间,像“蚂蚁搬家”一样从教科书、论文和专利中整理出百万条化学数据。然而,光有数据还不敷——怎样让机械明确重大的化学知识?他们又想到一个妙招:把本校相关领域专家的研究履历“灌”进盘算机。好比,设计催化剂时挪用“熊宇杰大脑”,研究发光质料时启用“张国庆大脑”,给机械人“吃小灶”。 2020年,同校的自动化专家尚伟伟带着机械人手艺加入,让“化学大脑”终于有了手和脚。一年后,“机械化学家”“小来”正式降生,它集成了2台移念头械人、19个智能化学事情站和高通量盘算系统,日均能完成2000次精准操作,抵得上五六名科研职员的事情量。“它的机械臂连0.1毫米厚的碳纸都能稳稳抓起,比人手还稳。”江俊说。 “机械化学家”实验室全景。(受访单位提供) 在火星制氧催化剂研究中,“小来”展现了惊人能力。面临376万种配方组合,仅靠人类科研团队逐一实验验证需2000年,而“小来”通太过析5万篇论文、融合实验与盘算数据,仅6周便找到最优解,为使用火星上的水制备氧气提供了高效率、低能耗的解决计划,探索出一条在地球外星系就地取材研制化学品的新路,国际着名学术期刊《自然·合成》揭晓了这一研究效果。 二、从“小来”到“小临” “机械化学家”还在迭代升级,去年,实验室里多了个新成员——“小临”。作为第二代“机械化学家”,它比“小来”多了一条机械臂,实验效率更高,更为要害的是它接入了多个天生式大模子,脑壳越发“无邪”,不但能自行设计实验,还能对实验举行智能优化。 4月26日,观众在第三届中国(安徽)科技立异效果转化生意会上旅行“机械化学家”“小临”。新华社记者周牧 摄 “若是说‘小来’是勤劳的实验员,那‘小临’更像一位及格的‘化学家’了。”江俊说。 “小临”上岗的第一次大战,就是帮方天成博士团队研发一种吸能质料,有望解决新能源汽车电池过热爆燃等问题。按古板要领,光是筛选质料配方需要十年,但“小临”通太过析海量数据,自主设计实验计划,仅用7个月就找到了最优解。 更令人惊喜的是,“小临”还能自动从失败中学习。一次实验中,它实验了上百种配方均未乐成,却通太过析数据锁定了要害变量,最终逆风翻盘。“人类可能会因重复试错而沮丧,但机械永远坚持‘好奇心’。”团队成员赵路远说。 三、“小来”和“小临”的未来妄想 现在的实验室里,“小来”和“小临”已成为科研“黄金同伴”。它们不知疲倦的身影背后,藏着更大的蓝图。团队妄想在未来几年制作一座“机械化学家大楼”,容纳上百台机械人、上千个智能事情站。到那时,日均实验量可达百万次,新质料研发效率将呈指数级提升。 “我们还要给机械人装上‘眼睛’和‘鼻子’。”江俊透露,新一代“机械化学家”将配备红外和拉曼探头,能“望见”质料分子结构的转变,甚至“闻”出化学品的细微差别。它们还能通过云端共享数据,像“科研朋侪”一样相互学习。“未来科学家坐在咖啡厅里,就能远程指挥机械人完成重大实验。” 这个劳动节,“机械化学家”依然在实验室忙碌。它们没有假期,却让人类科学家得以从重复性事情中解放,投身更富创立性的思索。正如它们的名字——小“来”和小“临”,有了它们,未来正在加速来临。