我國研製出機械化學家

    【中新社北京五日電】機械人不僅能成為科學家的科研助手，還能成為科學家？中國科學技術大學（中國科大）青年科研團隊通過最新研發成果給出了肯定的答案。

    中國科學院（中科院）五日發佈消息稱，在該院“數據驅動的化學、材料和生物科學的機械科學家”青年團隊計劃和國家自然科學基金委員會項目資助下，中國科大化學與材料科學學院羅毅、江俊教授團隊與自動化系尚偉偉等合作，通過開發和集成移動機械人、化學工作站、智能操作系統、科學數據庫，研製出數據智能驅動的全流程機械化學家，並已初步實現智能化學範式。

    “最強化學大腦”

    這項“數據智能驅動的全流程人工智能機械化學家”的研究成果論文，已在最新一期《國家科學評論》(NSR)學術期刊發表。國際審稿人評價說，該成果的“機械人系統、工作站和智能化學大腦都是最先進的”、“將對化學科學產生巨大影響”。

    業內專家認為，機械化學家的研究工作脫離了傳統試錯研究範式的限制，展現出“最強化學大腦”指導的智能新範式的巨大優勢，引領化學研究朝着知識理解數字化、操作指令化、創製模板化的未來趨勢前進，確立了中國在智能化學創新領域的全球領跑地位。

    據中國科大研究團隊介紹，機械化學家平台實現大數據與智能模型雙驅動下的化學合成——表徵——測試全流程開發，在軟硬件方面已全面超過歐美同類裝置，作為唯一裝載了計算大腦、理論模型和開放式操作系統的智能平台，它具有更強的化學智能和廣泛的化學品開發能力，目前已涵蓋光催化與電催化材料、發光分子、光學薄膜材料等，且適用範圍將隨平台升級和拓展繼續擴大。

    機械化學家平台可採用機械智能去查找和閱讀文獻，從海量研究數據中汲取專家經驗，在前人知識與數據的基礎上提出科學假說並制定實驗方案；調度兩台移動機械人和十五個自主開發的智能化學工作站，完成高通量合成、表徵、測試的化學實驗全流程，且預留標準接口，具備可擴展性；通過配套的後台操作系統，實現數據的自動採集、處理、分析和可視化，並裝載雲端數據庫，可實時調用和更新數據庫信息；獨有的計算大腦通過調用物理模型、理論計算、機械學習和貝葉斯優化，讓智能模型融入底層的理論規律與複雜的化學實驗演化，使機械科學家更加理解化學，更加擅長化學創造。

    發揮其智能優勢

    中國科大研究團隊科普解讀說，化學研究的對象日益複雜化、高維化，傳統的研究範式主要是依賴於“窮舉”、“試錯”的手段。面對龐大的化學空間，配方和工藝的搜索常常止步於局部最優，無法進行全局探索。以潛力巨大的高熵（高複雜、高無序）化合物催化劑為例，其多種元素的高度無序混合帶來高穩定性，也給人工試驗找出最優配比帶來極大挑戰。獲得最優配方需要遍歷測試極其龐大的化學配比組合，目前僅限於對最多三種金屬組合進行優化。

    而最新研製的機械化學家發揮其數據驅動和智能優化的優勢，智能閱讀一點六萬篇論文並自主遴選出五種非貴金屬元素，融合兩萬組理論計算數據和二百○七組全流程機械實驗數據，建立理實交融的智能模型，指導貝葉斯優化程序從五十五萬種可能的金屬配比中找出最優的高熵催化劑，將傳統“炒菜式”遍歷搜索所需的一千四百年縮短為五周。