A tudósok sikeresen integrálták a legújabb mesterséges intelligencia-eszközöket (például GPT-4) az automatizálással, hogy olyan „rendszereket” fejlesszenek ki, amelyek képesek önállóan megtervezni, tervezni és végrehajtani komplex kémiai kísérleteket. A „Coscientist” és a „ChemCrow” két olyan mesterséges intelligencia-alapú rendszer, amelyet a közelmúltban fejlesztettek ki, amelyek új képességeket jelenítenek meg. A GPT-4 (az OpenAI generatív AI legújabb verziója) által vezérelve a Coscientist fejlett érvelési és kísérleti tervezési képességeket mutatott be. A ChemCrow hatékonyan automatizált egy sor feladatot, és végrehajtotta a vegyi anyagok felfedezését és szintézisét. A „Coscientist” és a „ChemCrow” új módszert kínál a kutatások szinergikus, gépekkel együttműködésben történő lefolytatására, és jól jöhet a kísérleti feladatok végrehajtása automatizált robotlaboratóriumokban.
Generatív AI Új tartalmak létrehozásáról vagy generálásáról szól a számítógép program. A Google Fordító, amely 17 éve, 2007-ben jött létre, jó példa a generatív tevékenységre mesterséges intelligencia (AI). Fordításokat (output) állít elő egy adott nyelvből (input). OpenAÉn vagyok ChatGPT , A Microsofté Másodpilóta, Google Dalnok, Meta (korábban Facebook) ’s Láma , Elon Musk Grok stb. néhány fontos AI jelenleg elérhető eszközök.
A tavaly, 30. november 2022-án elindított ChatGPT nagyon népszerűvé vált. Állítólag 1 millió felhasználót szerzett 5 napon belül és 100 millió havi felhasználót két hónapon belül. A ChatGPT egy nagy nyelvi modellen (LLM) alapul. A legfontosabb elv az nyelv modellezés, azaz a modell előzetes betanítása az adatokkal, hogy a modell megjósolja, mi következik a mondatokban, amikor a rendszer kéri. A nyelvi modell (LM) így valószínűségi előrejelzést ad a következő szóra egy természetes nyelvben, amely az előző szó(k) előtt van megadva. Ha neurális hálózaton alapul, ezt „neurális hálózati nyelvi modellnek” nevezik, amely esetben az adatok feldolgozása az emberi agyhoz hasonló módon történik. A nagy nyelvi modell (LLM) egy nagyszabású modell, amely különféle természetes nyelvi feldolgozási feladatokat tud végrehajtani az általános célú nyelvértés és -generálás érdekében. A Transformer egy neurális hálózati architektúra, amelyet a ChatGPT felépítésére használnak. A „GPT” név a „Generatív előképzett transzformátor” rövidítése. OpenAI transzformátor alapú nagynyelvi modelleket használ.
GPT-4, a ChatGPT negyedik verziója, 13. március 2023-án jelent meg. A korábbi verziókkal ellentétben, amelyek csak szövegbevitelt fogadnak el, a GPT-4 kép- és szövegbevitelt is elfogad (ezért a Chat előtagot nem használják a negyedik verzióhoz). Ez egy nagy multimodális modell. GPT-4 Turbo, 06. november 2023-án indult, a GPT-4 továbbfejlesztett és erősebb változata.
Tudós öt egymásra épülő modulból áll: tervező, webes kereső, kódvégrehajtás, dokumentáció és automatizálás. Ezek a modulok üzeneteket cserélnek egymással a webes és dokumentációs keresés, a kód végrehajtása és a kísérletek végrehajtása érdekében. Az interakció négy paranccsal történik – „GOOGLE”, „PYTHON”, „DOKUMENTÁCIÓ” és „KÍSÉRLET”.
A tervező modul a fő modul. A GPT-4 hajtja, és a tervezés feladata. A felhasználó egyszerű fájdalmas szöveges üzenete alapján a tervező kiadja a szükséges parancsokat más moduloknak, hogy tudást gyűjtsön. A webkereső modult, amely egyben LLM is, a GOOGLE parancs hívja meg az interneten és a kapcsolódó alműveletek keresésére a hatékony tervezés érdekében. A kódvégrehajtási modul a PYTHON parancson keresztül hajtja végre a kód végrehajtását. Ez a modul nem használ LLM-et. A dokumentációs modul a DOCUMENTATION paranccsal működik a szükséges dokumentáció lekéréséhez és összegzéséhez. Ennek alapján a tervezőmodul a KÍSÉRLET parancsot hívja meg az automatizálási modulnak a kísérletek végrehajtásához.
Megfelelő felszólításra, Tudós szintetizált fájdalomcsillapítók paracetamol és aszpirin és a organikus nitroanilin és fenolftalein molekulák és sok más ismert molekula helyesen. A tervező modul optimalizálhatja a reakciókat a legjobb reakcióhozam érdekében.
Egy másik tanulmányban egy LLM kémiai ügynök ChemCrow önállóan tervezett és szintetizált egy rovarriasztót, három organokatalizátort, és irányította egy új kromofor felfedezését. A ChemCrow hatékonyan automatizálta a különféle kémiai feladatokat.
A két nemorganikus, mesterséges intelligens rendszerek, Tudósok és a ChemCrow bemutatják az autonóm tervezés és kémiai feladatok végrehajtásának új képességeit ismert molekulák szintéziséhez és új molekulák felfedezéséhez. Fejlett érvelési, problémamegoldó és kísérleti tervezési képességekkel rendelkeznek, amelyek hasznosak lehetnek a kémiai kutatásban.
Az ilyen AI-ügynökrendszereket nem szakértők is használhatják rutinfeladatok végrehajtására a kémiában, így csökkentve a költségeket és az erőfeszítéseket. Lehetőségük van új molekulák felfedezésére is
***
Referenciák:
- Boiko, DA, ésl 2023. Autonóm kémiai kutatások nagy nyelvi modellekkel. Természet 624, 570–578. Közzétéve: 20. december 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06792-0
- A Carnegie Mellon Egyetem 2023-as hírei – A CMU által tervezett mesterségesen intelligens tudattudó automatizálja a tudományos felfedezést. Feladás dátuma: 20. december 2023. Elérhető: https://www.cmu.edu/news/stories/archives/2023/december/cmu-designed-artificially-intelligent-coscientist-automates-scientific-discovery
- Bran AM, et al 2023. ChemCrow: Nagy nyelvű modellek bővítése kémiai eszközökkel. arXiv:2304.05376v5. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2304.05376
***
Bevezető előadások az AI-ról:
***
