AI赋能化学，机器人如何“灵光一现”

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“我满怀憧憬，期待AI与机器人的结合能为合成化学领域开启新的篇章。”近日，在沪上举办的“合成化学研究新范式——机器人融合AI研讨会”上，大会主席、中国科学院院士、复旦大学教授麻生明分享了他的见解。

去年6月，麻生明团队迎来了一位“新助手”——由晶泰科技为其量身打造的智能手套箱合成工作站，自此实验效率实现了质的飞跃，提升了数十倍。然而，在享受这份“便捷”的同时，麻生明也表达了他的忧虑。他担心，那些按部就班执行实验的机器人，可能会遗漏化学发现中至关重要的“偶然性”。

倘若机器人能够自主从浩瀚的实验数据中筛选出“与众不同”的线索，并交由人类科学家进行研判，那么对于创新的推动作用将更为显著。对此，高校与企业已达成共识，他们将从各自的优势出发，携手推动机器人的自主化进程。

从日产一例到批量生产48例

合成化学家的使命在于探索化学空间的无限可能，麻生明在联烯的合成、反应及性质研究领域已深耕近三十年。

过去，他们的研究方式主要依赖于人工实验，通过不断的试错来筛选最优方案。然而，如今这一范式正在发生转变，越来越多的机器人自动操作化学合成平台正逐渐融入真实的科研场景。去年7月，全球首个AI化学机器人荣登《自然》杂志封面，它每天工作21.5小时，剩余时间用于充电，仅8天便自主完成了688个实验，并成功发现了比初始配方活性高出6倍的光催化剂。

AI制药企业晶泰科技在上海建立了全球规模最大的生物医药机器人实验室，100多台机器人不知疲倦地执行着加粉、加液、震荡、反应等化合物合成的关键步骤，一次实验即可进行数十甚至上百个样本的处理。

去年，晶泰科技为麻生明团队的实验室定制开发了用于ATA反应研究的智能合成工作站。ATA作为一种重要的有机化学反应，主要用于合成多取代联烯化合物。然而，这一化学反应流程繁琐、步骤众多且操作复杂，对机器人而言实现起来颇具挑战。经过双方的共同努力与改进，最终满足了实验团队的需求，并实现了设备数据的本地化。

麻生明透露：“以往我们做化学实验，每个学生平均一天只能完成一个，能完成两个已属佼佼者。而使用晶泰的智能合成工作站后，一次实验就能完成48个样本的处理，效率得到了显著提升。”

勿让机器遗漏“偶然性”

智能合成工作站的便捷性符合麻生明的预期，但当前对实验结果的解读仍需依赖人类科学家。在麻生明看来，目前AI在化学领域的主要价值在于提升效率，然而必须警惕的是，化学发现往往源于偶然性，而基于已有知识训练出来的机器却可能抹杀这种“灵光一现”。

那么，AI赋能化学的同时，如何保持科学发现的偶然性呢？从长远来看，提升机器人的智力水平是根本之道，但训练模式的“微调”同样是一条可行之路。对此，晶泰科技联合创始人、首席执行官马健发现了一个有趣的现象——实验中的“负样本”，即那些未能完成实验的“失败经验”，正成为提升大模型智力的一条捷径。

晶泰科技内部定期组织“AI科学家”与人类科学家的比赛。在最近几次AI反应预测能力比拼中，针对某两种反应类型的成功反应预测上，晶泰科技自研的AI垂类模型的准确率均超过了80%，与人类科学家不相上下；而在失败反应预测的识别率上，AI的准确率更是人类的一倍以上