Вчені успішно інтегрували новітні інструменти ШІ (наприклад, GPT-4) з автоматизацією для розробки «систем», здатних автономно проектувати, планувати та виконувати складні хімічні експерименти. «Coscientist» і «ChemCrow» — це дві нещодавно розроблені системи на основі штучного інтелекту, які демонструють нові можливості. Керуючись GPT-4 (останньою версією генеративного штучного інтелекту OpenAI), Coscientist продемонстрував розширені можливості міркування та експериментального проектування. ChemCrow ефективно автоматизував набір завдань і виконував відкриття та синтез хімічних агентів. «Coscientist» і «ChemCrow» пропонують новий спосіб синергічного проведення досліджень у партнерстві з машинами та можуть бути корисними для виконання експериментальних завдань в автоматизованих роботизованих лабораторіях.
Генеративний AI Йдеться про створення або генерування нового вмісту a комп'ютер програма. Google Translate, який з’явився 17 років тому у 2007 році, є прикладом генеративності штучний інтелект (AI). Він генерує переклади (вихід) із даної мови (вхід). OpenAЯ ChatGPT , Microsoft Copilot, Google Bard, Meta (раніше Facebook). Лама , Ілона Маска Грек тощо є одними з важливих AI доступні інструменти.
ChatGPT, запущений минулого року 30 листопада 2022 року, став дуже популярним. Кажуть, що він отримав 1 мільйон користувачів протягом 5 днів і 100 мільйонів користувачів щомісяця протягом двох місяців. ChatGPT базується на великій мовній моделі (LLM). Ключовий принцип такий мова моделювання, тобто попереднє навчання моделі даними, щоб модель передбачала, що буде далі в реченнях, коли буде запропоновано. Таким чином, мовна модель (LM) робить імовірнісне передбачення наступного слова в природній мові з урахуванням попереднього(их) слова(ів). Коли вона базується на нейронній мережі, вона називається «мовною моделлю нейронної мережі», і в цьому випадку дані обробляються так, як у людському мозку. Велика мовна модель (LLM) — це великомасштабна модель, яка може виконувати різноманітні завдання обробки природної мови для розуміння та генерування мови загального призначення. Transformer — це архітектура нейронної мережі, яка використовується для створення ChatGPT. Назва «GPT» є абревіатурою «генеративного попередньо навченого трансформатора». OpenAI використовує трансформаторні великі мовні моделі.
GPT-4, четверта версія ChatGPT, була випущена 13 березня 2023 року. На відміну від попередніх версій, які приймають лише текстові дані, GPT-4 приймає як зображення, так і текстові дані (тому префікс Chat не використовується для четвертої версії). Це велика мультимодальна модель. ГПТ-4 Турбо, запущений 06 листопада 2023 року, є вдосконаленою та потужнішою версією GPT-4.
науковець складається з п’яти взаємодіючих модулів: планувальник, веб-пошук, виконання коду, документація та автоматизація. Ці модулі обмінюються повідомленнями один з одним для пошуку в Інтернеті та документації, виконання коду та проведення експериментів. Взаємодія здійснюється за допомогою чотирьох команд: «GOOGLE», «PYTHON», «ДОКУМЕНТАЦІЯ» та «ЕКСПЕРИМЕНТ».
Модуль планувальника є основним модулем. Він керується GPT-4 і відповідає за планування. На основі простих текстових підказок від користувача планувальник видає необхідні команди іншим модулям для збору знань. Модуль веб-пошуку, який також є LLM, викликається командою GOOGLE для пошуку в Інтернеті та відповідних додаткових дій для ефективного планування. Модуль виконання коду виконує виконання коду за допомогою команди PYTHON. Цей модуль не використовує LLM. Модуль документації діє за допомогою команди ДОКУМЕНТАЦІЯ для отримання та узагальнення необхідної документації. На основі цього модуль планувальника викликає команду EXPERIMENT до модуля автоматизації для проведення експериментів.
За відповідною підказкою науковець синтезовані знеболюючі парацетамол і аспірин і органічний молекули нітроаніліну і фенолфталеїну та багато інших відомих молекул правильно. Модуль планування може оптимізувати реакції для найкращого виходу реакції.
В іншому дослідженні агент з хімії LLM ChemCrow автономно спланував і синтезував засіб від комах, три органокаталізатори та керував відкриттям нового хромофора. ChemCrow був ефективним в автоматизації різноманітних хімічних завдань.
Два не-органічний, системи штучного інтелекту, Coscientists та ChemCrow демонструвати нові можливості автономного планування та виконання хімічних завдань для синтезу відомих молекул і відкриття нових молекул. Вони мають передові міркування, розв’язання проблем і експериментальні можливості, які можуть стати в нагоді в хімічних дослідженнях.
Такі системи агентів штучного інтелекту можуть використовувати нефахівці для виконання рутинних завдань у хімії, таким чином зменшуючи витрати та зусилля. Вони також мають потенціал для прискорення відкриття нових молекул
***
Список використаної літератури:
- Бойко Д.А. іl 2023. Автономне хімічне дослідження з великими мовними моделями. Природа 624, 570–578. Опубліковано: 20 грудня 2023 р. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06792-0
- Новини Університету Карнегі-Меллона за 2023 рік – розроблений CMU штучний інтелект Coscientist автоматизує наукові відкриття. Опубліковано 20 грудня 2023 р. Доступно за адресою https://www.cmu.edu/news/stories/archives/2023/december/cmu-designed-artificially-intelligent-coscientist-automates-scientific-discovery
- Бран А.М., та ін 2023. ChemCrow: доповнення широкомовних моделей інструментами для хімії. arXiv:2304.05376v5. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2304.05376
***
Вступні лекції з ШІ:
***
