Znanstvenici su uspješno integrirali najnovije AI alate (npr. GPT-4) s automatizacijom kako bi razvili 'sustave' sposobne za autonomno projektiranje, planiranje i izvođenje složenih kemijskih eksperimenata. "Coscientist" i "ChemCrow" dva su takva sustava temeljena na umjetnoj inteligenciji, koja su nedavno razvijena i pokazuju nove mogućnosti. Potaknut GPT-4 (najnovijom verzijom generativne umjetne inteligencije OpenAI-ja), Coscientist je demonstrirao mogućnosti naprednog razmišljanja i eksperimentalnog dizajna. ChemCrow je učinkovito automatizirao skup zadataka i izvršio otkrivanje i sintezu kemijskih agenasa. „Coscientist” i „ChemCrow” nude novi način sinergijskog provođenja istraživanja u partnerstvu sa strojevima i mogu biti korisni u izvršavanju eksperimentalnih zadataka u automatiziranim robotskim laboratorijima.
Generativno AI Radi se o stvaranju ili stvaranju novih sadržaja od strane a računalo program. Google Translate koji je nastao prije 17 godina 2007. primjer je generativnosti umjetna inteligencija (AI). Generira prijevode (izlaz) iz određenog jezika (ulaz). OtvoriAJe ChatGPT , Microsoftova Ko-pilot, Google Bard, Meta (bivši Facebook). lama , Elona Muska zahvatite itd. neki su od važnih AI trenutno dostupnih alata.
ChatGPT, pokrenut prošle godine, 30. studenog 2022., postao je vrlo popularan. Rečeno je da je stekao 1 milijun korisnika u roku od 5 dana i 100 milijuna mjesečnih korisnika u roku od dva mjeseca. ChatGPT se temelji na velikom jezičnom modelu (LLM). Ključni princip je jezik modeliranje, tj. prethodno uvježbavanje modela s podacima tako da model predviđa što slijedi u rečenicama kada se to od vas zatraži. Jezični model (LM) stoga čini vjerojatnosno predviđanje sljedeće riječi u prirodnom jeziku s obzirom na prethodnu(e) riječ(e). Kada se temelji na neuronskoj mreži, naziva se 'jezični model neuronske mreže' u kojem se slučaju podaci obrađuju na način kao u ljudskom mozgu. Veliki jezični model (LLM) je model velikih razmjera koji može obavljati razne zadatke obrade prirodnog jezika za razumijevanje i generiranje jezika opće namjene. Transformer je arhitektura neuronske mreže koja se koristi za izgradnju ChatGPT-a. Naziv 'GPT' je akronim za 'Generative pre-trained Transformer'. OpenAI koristi velike jezične modele temeljene na transformatoru.
GPT-4, četvrta verzija ChatGPT-a, objavljena je 13. ožujka 2023. Za razliku od ranijih verzija koje prihvaćaju samo tekstualne unose, GPT-4 prihvaća i slikovne i tekstualne unose (stoga se prefiks Chat ne koristi za četvrtu verziju). To je veliki multimodalni model. GPT-4 Turbo, pokrenut 06. studenog 2023., poboljšana je i snažnija verzija GPT-4.
Znanstvenik sastoji se od pet međusobno povezanih modula: planer, web pretraživač, izvođenje koda, dokumentacija i automatizacija. Ovi moduli međusobno razmjenjuju poruke za pretraživanje weba i dokumentacije, izvođenje koda i izvođenje eksperimenata. Interakcija se odvija kroz četiri naredbe – ‘GOOGLE’, ‘PYTHON’, ‘DOKUMENTACIJA’ i ‘EKSPERIMENT’.
Planer modul je glavni modul. Upravlja ga GPT-4 i ima zadatak planiranja. Na temelju jednostavnog tekstualnog upita korisnika, planer izdaje potrebne naredbe drugim modulima za prikupljanje znanja. GOOGLE naredba poziva modul web pretraživača koji je također LLM za pretraživanje interneta i povezanih pod-akcija za učinkovito planiranje. Modul za izvođenje koda izvodi izvođenje koda preko PYTHON naredbe. Ovaj modul ne koristi LLM. Dokumentacijski modul djeluje putem naredbe DOKUMENTACIJA za dohvaćanje i sažetak potrebne dokumentacije. Na temelju toga, modul planera poziva naredbu EXPERIMENT modulu automatizacije za izvođenje eksperimenata.
Na odgovarajući upit, Znanstvenik sintetizirani lijekovi protiv bolova paracetamol i aspirin i organski molekule nitroanilina i fenolftaleina i mnoge druge poznate molekule ispravno. Modul planera mogao bi optimizirati reakcije za najbolje prinose reakcije.
U drugoj studiji, agent LLM kemije ChemCrow autonomno planirao i sintetizirao repelent za insekte, tri organokatalizatora i vodio otkriće novog kromofora. ChemCrow je bio učinkovit u automatizaciji različitih kemijskih zadataka.
Dva ne-organski, sustavi umjetne inteligencije, Suznanstvenici i ChemCrow prikazati novonastale sposobnosti autonomnog planiranja i izvršavanja kemijskih zadataka za sintezu poznatih molekula i otkrivanje novih molekula. Imaju napredne sposobnosti zaključivanja, rješavanja problema i eksperimentalnog dizajna što im može dobro doći u kemijskim istraživanjima.
Takve agentske sustave umjetne inteligencije mogu koristiti nestručnjaci za izvršavanje rutinskih zadataka u kemiji čime se smanjuju troškovi i napori. Također imaju potencijal ubrzati otkrivanje novih molekula
***
Reference:
- Boiko, DA, il 2023. Autonomna kemijska istraživanja s velikim jezičnim modelima. Priroda 624, 570–578. Objavljeno: 20. prosinca 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06792-0
- Vijesti Sveučilišta Carnegie Mellon 2023. – Umjetno inteligentni suznanstvenik koji je dizajnirao CMU automatizira znanstvena otkrića. Objavljeno 20. prosinca 2023. Dostupno na https://www.cmu.edu/news/stories/archives/2023/december/cmu-designed-artificially-intelligent-coscientist-automates-scientific-discovery
- Bran AM, dr. 2023. ChemCrow: Povećanje modela velikog jezika kemijskim alatima. arXiv:2304.05376v5. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2304.05376
***
Uvodna predavanja o AI:
***
