这个由GPT驱动的机器人化学家自行设计反应并制造药物

新闻ˌ消息 2023年12月20日 这个由GPT驱动的机器人化学家自行设计反应并制造药物 一个名为Coscientist的系统在互联网上搜索指令，然后设计并执行实验来合成分子。 凯瑟琳·桑德森

自主化学研究系统的体系结构。 自主化学系统科学家使用LLM来运行机器人实验室设备。学分:卡内基梅隆大学 化学家们已经使用ChatGPT通过机器人实验室设置来设计和进行复杂的化学反应。 该系统名为Coscientist，可以设计、编码和进行几种反应——在潮湿的实验室中使用其机器人设备制造包括扑热息痛和阿司匹林在内的化合物。该方法发表在12月20日的《自然》杂志上。 “当我看到非有机智能能够自主规划、设计和执行人类发明的化学反应时，那真是太神奇了，”宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学的化学家加布·戈麦斯说，他领导了这项研究。“这是一个'神圣的废话’时刻。” 人工智能(AI)的快速发展使得这些工具的应用在整个科学领域激增。但对于在实验室工作的研究人员或那些不精通计算机代码的人来说，人工智能方法并不容易理解——戈麦斯也是这么认为的。 当ChatGPT背后的大型语言模型(LLM)的最新版本——GPT-4——在3月份公布时，Gomes和他的团队开始让它为化学家工作。 结果，Coscientist1使用最新的强大LLMs，包括GPT-4，搜索化学文献，设计一个反应路径，在人的提示下制造一个分子。LLM阅读互联网上的指导手册，并决定在现实生活中制造分子的最佳工具和试剂。 人工智能还使用由加利福尼亚州旧金山的人工智能公司Anthropic开发的LLM Claude，以及由阿布扎比技术创新研究所建造的一种名为Falcon-40B-Instruct的产品。 设计、编码、合成 该团队促使该系统计划合成几种已知分子，包括止痛药扑热息痛和阿司匹林，以及有机分子硝基苯胺和酚酞。在计划阶段，Coscientist能够制定出总体反应产量最高的步骤。它正确地制造了分子。 英国格拉斯哥大学的化学家李·克罗宁说:“这是一个很好的示范，说明了如何利用LLMs研究文献，以帮助提出可行的化学反应的想法。” 该团队还尝试了一个更复杂的实验——要求科学家执行一个名为铃木-宫浦耦合的反应，这种反应形成碳碳键，在药物发现中非常重要。系统也通过了这次测试。 该小组是研究LLM驱动的“化学机器人”的众多小组之一。其中一个名为ChemCrow的机器人大约与Coscientist同时开发，它可以规划和制造一系列分子，包括杀虫剂DEET2。(纽约州罗彻斯特大学的化学家安德魯·怀特领导了研发化学乌鸦的团队，他拒绝了《自然》杂志的置评请求。) 里斯本大学的药物化学家Tiago Rodrigues说，像Coscientist这样的工具可能会变得更常用。“我真的可以看到自动化硬件配备这些人工智能助手的未来。他说:“自动驾驶实验室是未来，需要人工智能工具来完全自动化设计-制造-测试周期。” 常规任务现在可以由这些系统完成，但Rodrigues补充说，大多数研究问题，特别是药物发现，仍然遥不可及。"不仅需要很好地理解化学，还需要很好地理解生物学。" “科学家能做大多数真正训练有素的化学家能做的事情。我对此想了很多，”戈麦斯说。他的团队没有免费提供其发明背后的完整代码，Gomes表示，仔细考虑如何以及在哪里使用Coscientist和ChemCrow等技术很重要，因为一些应用程序可能很危险。 “我对取代人们和他们的生计、他们的火花、他们的创新和动力的想法不感兴趣，”戈麦斯说。doi:https://doi.org/10.1038/d41586-023-04073-4