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AI智能助手:左手智能计算,右手自动化实验

去年底,OpenAI 发布的对话机器人 ChatGPT 成为一款“现象级” AI 产品,也让人们看到了大语言模型的能力。大语言模型是一种基于自然语言处理的先进人工智能技术,能够理解和生成人类语言,目前在问答、搜索、绘画、电商等领域有广泛应用。

生命健康是人类共同面对的课题,前沿技术若能创新应用于生物医药领域的关键环节,解决未被满足的临床需求,则具有更深远的意义。

化学合成是小分子药物在临床前研究阶段的关键限速环节,通常面临文献检索难度大、实验时间长、技能门槛高、实验条件苛刻、实验重复性差等问题,影响实验整体进度和结果。

若将大语言模型和自动化技术结合应用于化学实验领域,如可按照化学家需求智能设计合成路线,生成详细实验步骤和条件,并自动提交化学实验等,将极大地提高化学实验效率,降低实验成本,帮助实验人员减轻负担,并提升实验准确性。

晶泰科技 AI 智能助手 Genius,采用类大语言模型技术,实现了晶泰内部各药物研发系统和自动化机器人之间的高效调度和使用,即能通过语言命令,直接调用晶泰内部的多种算法,快速完成分子设计和算法评估,也能够直接操作自动化机器人,下达实验指令。

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实验规划:

一键完成实验设计

实验人员向 Genius 下达含有反应物和目标产物的指令后,系统能快速理解实验需求,智能搜索、提取和优化目标反应式并将合成步骤转换成对应的 UCPL 语言,自动化控制命令。

UCPL(Unified Chemical Processing Language) 是晶泰科技设计的一门描述化学过程的语言,能够将化学语言转化为机器语言,实现对机器的指令控制。UCPL 不仅具有标准性和完备性,而且屏蔽了外部系统和硬件实现的干扰,专注于描述化学过程本身的属性。无论是专家编写或是自动生成的 UCPL 文件,能够在任何一个满足过程参数的自动化系统中运行,并得到相同的产物。

除了明确指令外,实验人员也可输入一篇化学合成实验的论文,系统将从论文中提取相应的合成步骤,推荐合成反应式,并转化为 UCPL 语言。

在 Genius 的帮助下,实验人员能更顺畅、快速地进行实验设计,提升实验设计阶段的效率。

实验设定:

自动识别,智能算法优化

当实验人员选择了相应的合成条件并给出目标产物量后,系统会自动计算需要的实验物料量、实验组数和运行时间,并推荐合成流程的优化算法,找到最优的合成实验流程。

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开始实验:

自动生成机器人运行脚本,

唤起自动化实验

当实验人员与 Genius 确认实验流程后,系统将每一轮合成实验对应的 UCPL 语言自动转化为实验机器人的运行脚本,并将实验任务提交到可用的作业区域。

遵照实验人员的设定,实验指令提交后,Genius 将唤起自动化实验室。实验随即开始——准备物料,磁力搅拌,等待反应结束后,移液制样,最后启动检测仪器,即可获得反应产物和分析结果。

对于化学实验来说,实验总结和分析是必不可少的环节,不仅能帮助实验人员回顾实验过程中的操作和流程,还能对比不同因素对实验产率的影响,为之后的实验设计和优化提供重要依据。

除了实验规划、设计和执行外,Genius 也是一位得力的分析小助手,包括撰写实验报告、分析实验数据等。

有兴趣的朋友,可以后台私信留言,我们下篇一起解答。