Универсальный робот-химик провёл самостоятельное исследование

Инженеры создали универсального робота для работы в химической лаборатории. Он пользуется теми же приборами и реактивами, что и человек, и самостоятельно планирует свои эксперименты.

Электронный исследователь уже провёл собственное исследование, обнаружив эффективный катализатор. Одним словом, химия вошла в новую фазу: даже химики перестали быть натуральными.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Nature группой во главе с Энди Купером (Andy Cooper) из Ливерпульского университета.

Современная химия, вооружённая суперкомпьютерами и теоретическими расчётами, далеко ушла от смешивания веществ наугад в надежде получить что-нибудь полезное. Но количество экспериментов, которые приходится проводить в поисках новых лекарств, материалов или катализаторов, всё ещё очень велико. Зачастую нужное число опытов просто превышает человеческие возможности, так что научным группам приходится отказываться от потенциально перспективных идей.

Теперь в распоряжении химиков появился помощник, обладающий в буквальном смысле сверхчеловеческой выносливостью. Он может работать почти круглосуточно, прерываясь только на подзарядку батареи. И за такой график новый лаборант не потребует прибавки к зарплате, ведь речь идёт о роботе.

Разумеется, роботы не впервые используются в экспериментальной химии. Но обычно такие машины способны лишь на узкий набор стереотипных операций. Устройство, созданное, чтобы взвешивать образцы или титровать растворы, не умеет ничего другого. По сути такой робот является ещё одной установкой в лаборатории, облегчающей труд исследователя, но не заменяющей его.

Теперь же речь идёт об универсальном помощнике, способном заменить если и не руководителя группы, то, во всяком случае, юного лаборанта.

"Наша стратегия заключалась в том, чтобы автоматизировать исследователя, а не инструменты, – объясняет Купер. – Это создаёт [новый] уровень гибкости, который изменяет как нашу работу, так и проблемы, которые мы можем решать. Это не просто ещё одна машина в лаборатории, это новый член команды, обладающий сверхспособностями, который освобождает [время] исследователей-людей для творческого подхода к решению задач".

Робот высотой 1,75 метра и массой 400 килограммов может перемещаться по лаборатории. Он ориентируется в ней благодаря лидарам и другим сенсорам. Машина умеет обращаться с оборудованием, предназначенным для использования человеком, будь то высокоточные весы или банальная пробирка. При этом робот может работать 21,5 часа в сутки (2,5 часа нужны ему для зарядки батарей).

Мало того, электронный химик сам планирует свои эксперименты. Человек ставит перед ним задачу и даёт вводные данные. Опираясь на результаты первых опытов, искусственный интеллект самостоятельно строит гипотезы и проверяет их. Он выбирает первоочередные эксперименты из почти ста миллионов вариантов, оцениваемых по десяти независимым параметрам.

Чтобы проверить возможности своего детища, учёные поставили перед ним задачу найти эффективный катализатор для получения водорода из воды.

Робот занимался этим восемь суток, проработав 172 из 192 часов. За это время он спланировал и провёл 688 отдельных опытов, в сумме включавших 6 500 манипуляций с лабораторным оборудованием. Машина взвешивала твёрдые образцы, отмеряла нужное количество жидкости, удаляла из сосуда воздух, смешивала реагенты и фиксировала результаты реакции. Между прочим, новоявленный лаборант совершил 319 перемещений по лаборатории, пройдя в общей сложности 2,17 километра.

Электронный исследователь самостоятельно выяснял, какие компоненты будущего катализатора усиливают его функцию, а какие мешают ей, и исходя из этого подбирал оптимальное сочетание реагентов. Плодом трудов робота стал новый катализатор, в шесть раз более активный, чем вещество, принятое за отправную точку.

Этот впечатляющий успех, возможно, станет началом новой эпохи в экспериментальной химии. Впрочем, будет ли это так на самом деле, покажет время.

К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о том, как робот-учёный открыл лекарство от малярии. Писали мы и о том, как искусственный интеллект выучил химию по научным статьям.