מדענים שילבו בהצלחה כלי AI עדכניים (למשל GPT-4) עם אוטומציה כדי לפתח 'מערכות' המסוגלות לתכנן, לתכנן ולבצע באופן אוטונומי ניסויים כימיים מורכבים. 'Coscientist' ו'ChemCrow' הן שתי מערכות מבוססות AI כאלה שפותחו לאחרונה ומציגות יכולות מתעוררות. מונע על ידי GPT-4 (הגרסה העדכנית ביותר של AI גנראטיבי של OpenAI), Coscientist הפגין חשיבה מתקדמת ויכולות עיצוב ניסיוני. ChemCrow עשה אוטומציה אפקטיבית של מערך משימות וביצע גילוי וסינתזה של חומרים כימיים. 'Coscientist' ו-'ChemCrow' מציעות דרך חדשה לביצוע מחקר באופן סינרגטי בשיתוף עם מכונות ויכולות להועיל בביצוע משימות ניסוי במעבדות רובוטיות אוטומטיות.
מוֹלִיד AI עוסק ביצירה או יצירה של תכנים חדשים על ידי א המחשב תכנית. גוגל טרנסלייט שנוצר לפני 17 שנים ב-2007 הוא דוגמה ליצירתיות בינה מלאכותית (AI). זה מייצר תרגומים (פלט) משפה נתונה (קלט). OpenAאני ChatGPT , של מיקרוסופט טייס, Google מְשׁוֹרֵר, Meta (לשעבר פייסבוק) 's לאמה , של אילון מאסק גרוק וכו' הם חלק מהחשובים AI הכלים הזמינים כעת.
ChatGPT, שהושק בשנה שעברה ב-30 בנובמבר 2022, הפך לפופולרי מאוד. אומרים שהיא רכשה מיליון משתמשים תוך 1 ימים ו-5 מיליון משתמשים חודשיים בתוך חודשיים. ChatGPT מבוסס על מודל שפה גדול (LLM). עקרון המפתח הוא שפה דוגמנות כלומר אימון מקדים של המודל עם הנתונים כך שהמודל חוזה את מה שיבוא אחר כך במשפטים כאשר תתבקש. מודל שפה (LM) יוצר אפוא חיזוי הסתברותי של המילה הבאה בשפה טבעית הנתונה למילה הקודמת. כאשר הוא מבוסס על רשת עצבית, הוא נקרא 'מודל שפת רשת עצבית' ובמקרה זה הנתונים מעובדים בצורה כמו במוח האנושי. מודל שפה גדול (LLM) הוא מודל בקנה מידה גדול שיכול לבצע מגוון משימות עיבוד שפה טבעית להבנה ויצירת שפה למטרות כלליות. שנאי היא ארכיטקטורת רשת עצבית המשמשת לבניית ChatGPT. השם 'GPT' הוא ראשי תיבות של 'Generative Pre-trained Transformer'. OpenAI משתמש במודלים של שפות גדולות מבוססי שנאים.
GPT-4, הגרסה הרביעית של ChatGPT, שוחררה ב-13 במרץ 2023. בניגוד לגרסאות קודמות שמקבלות רק קלט טקסט, GPT-4 מקבל קלט של תמונות וטקסטים (ולכן הקידומת Chat לא משמשת לגרסה הרביעית). זהו דגם רב-מודאלי גדול. GPT-4 טורבו, הושקה ב-06 בנובמבר 2023, היא גרסה משופרת וחזקה יותר של GPT-4.
מדענית מורכב מחמישה מודולים המקיימים אינטראקציה: מתכנן, חיפוש אינטרנט, ביצוע קוד, תיעוד ואוטומציה. המודולים האלה מחליפים הודעות זה עם זה לחיפוש אינטרנט ותיעוד, ביצוע קוד וביצוע ניסויים. האינטראקציה היא באמצעות ארבע פקודות - 'GOOGLE', 'PYTHON', 'DOCUMENTATION' ו-'EXPERIMENT'.
מודול המתכנן הוא המודול הראשי. הוא מונע על ידי GPT-4 ומוטל על התכנון. בהתבסס על הנחיה פשוטה של טקסט כאב מהמשתמש, המתכנן מוציא פקודות נחוצות למודולים אחרים כדי לאסוף ידע. מודול חיפוש האינטרנט שהוא גם LLM מופעל על ידי הפקודה GOOGLE כדי לחפש באינטרנט ותתי פעולות קשורות לתכנון יעיל. מודול ביצוע הקוד מבצע ביצוע קוד באמצעות פקודת PYTHON. מודול זה אינו משתמש בשום LLM. מודול תיעוד פועל באמצעות פקודת DOCUMENTATION כדי לאחזר ולסכם את התיעוד הדרוש. בהתבסס על זה, מודול המתכנן מפעיל את פקודת EXPERIMENT למודול האוטומציה לביצוע ניסויים.
בהנחיה מתאימה, מדענית משככי כאבים מסונתזים אקמול ואספירין וה אורגני מולקולות nitroaniline ו phenolphthalein ועוד הרבה מולקולות ידועות בצורה נכונה. מודול המתכנן יכול לייעל את התגובות לקבלת תשואות התגובה הטובות ביותר.
במחקר אחר, סוכן כימיה LLM ChemCrow תכנן וסינתז באופן אוטונומי חומר דוחה חרקים, שלושה זרזים אורגניים, והנחה את גילויו של כרומופור חדש. ChemCrow היה יעיל באוטומציה של משימות כימיות מגוונות.
השניים שאינםאורגני, מערכות אינטליגנטיות מלאכותיות, מדעני קו ו ChemCrow להציג את היכולות המתעוררות של תכנון אוטונומי וביצוע משימות כימיות לסינתזה של מולקולות ידועות וגילוי מולקולות חדשות. יש להם יכולות חשיבה מתקדמת, פתרון בעיות ותכנון ניסיוני שיכולות להועיל במחקר כימי.
מערכות סוכני AI כאלה יכולות להיות מנוצלות על ידי לא מומחים לביצוע משימות שגרתיות בכימיה ובכך להפחית את העלות והמאמצים. יש להם גם פוטנציאל להאיץ גילוי של מולקולות חדשות
***
הפניות:
- Boiko, DA, וl 2023. מחקר כימי אוטונומי עם מודלים שפות גדולים. טבע 624, 570–578. פורסם: 20 בדצמבר 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06792-0
- חדשות אוניברסיטת קרנגי מלון 2023 - מדען אינטליגנטי מלאכותי בעיצוב CMU ממכן גילוי מדעי לאוטומטי. פורסם ב-20 בדצמבר 2023. זמין ב https://www.cmu.edu/news/stories/archives/2023/december/cmu-designed-artificially-intelligent-coscientist-automates-scientific-discovery
- בראן AM, ואח' 2023. ChemCrow: הגדלת מודלים בשפה גדולה עם כלי כימיה. arXiv:2304.05376v5. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2304.05376
***
הרצאות מבוא על AI:
***
