新华社合肥12月10日电 题:突破想象!AI机器人成为实验室“主力军”
新华社记者周畅
化学实验如何告别传统“试错法”,破解新物质制作周期长、成本高的难题?
在中国科学技术大学精准智能化学全国重点实验室里,大模型成为科研“超级助手”,AI机器人成为实验室“主力军”。可以自主设计实验方案、24小时不间断做实验的智能科研基础设施——“智能科学家”,正成为人工智能引领科研范式变革的代表之一。
在实验桌前,一名“智能科学家”正抬起结实的机械臂抓取试管,依次走过液体进样台、磁力搅拌台、烘干工作台,进行样品称重、搅拌、离心、烘干……
精准智能化学全国重点实验室的19个分布式实验室中,分布着110台这样的“智能科学家”。它们可以通过自主实验,精准完成试剂配置、样品合成、性能表征等一系列操作,将实验数据实时同步至智能操作系统。
除了能24小时“做”实验,这些“智能科学家”还可以自己“看”论文、“想”方案甚至“学”经验。
在“AICHEM云平台”上,选择“人机对话”,提出一个科学问题,会有四个大模型同时生成答案,还可以在此基础上设计实验方案。“这就相当于有了一个科学家的大脑。”实验室副主任江俊说。
这个“智能大脑”建立并不容易。最初,是科研团队为了解决化学问题而设计的人工智能平台。
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,同时,还把本校相关领域专家的研究经验“灌”进计算机,让“智能大脑”去理解更为复杂的化学知识。
2021年,机器化学家“小来”正式诞生,它集成了2台移动机器人、19个智能化学工作站和高通量计算系统,日均能完成2000次精准操作,抵得上五六名科研人员的工作量。
为了研发火星制氧催化剂,“小来”学习了5万多篇相关的化学论文,面对376万种配方组合,人类科研团队需要2000年来进行实验验证,“小来”凭借“智能大脑”,用6周时间找到最佳配方。
当看到“人工智能+”赋能科研创新的新路径后,科研团队为“小来”制作了机械臂,又接入了多个生成式大模型。优化了“大脑”和“手臂”的第二代“机器化学家”,被命名为“小临”。
“十五五”规划建议专章部署“加快高水平科技自立自强,引领发展新质生产力”,提出要提升国家创新体系整体效能。在中国科大的精准智能化学全国重点实验室,这一战略部署正转化为具体的实践。
目前,科研团队进行了第三次迭代,将更多领域的科学知识“教”给“智能大脑”,让“机器化学家”进一步升级,成为精通更多学科领域的“智能科学家”。
2024年,“智能科学家”通过机器阅读和机器实验,创制相变隔热阻燃材料,应用于新能源电池、消防服中可耐高温,且背面温度处于热安全范围。该成果已在2025年通过量产型测试和产业验证,目前正在产业中落地应用。
“智能科学家”还突破了地域的局限,加速各领域科技创新。通过“AICHEM云平台”,不同的高校、科研院所也可以线上“下单”,让这个实验室内的“智能科学家”远程进行实验。
实验室特任教授朱濯缨介绍,团队的目标是让机器实现“完全自主科研”:未来,它可能通过阅读文献发现全新科研方向,在人类未涉足的领域实现突破;即便是非化学专业的研究者,也能借助它完成“从0到1”的物质创制。
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