ИИ-система "Coscientist" воспроизвела химические реакции, удостоенные Нобелевской премией
Команда из Университета Карнеги-Меллона, Питтсбург, представила систему искусственного интеллекта "Coscientist". Это умный лабораторный партнер, который способен самостоятельно планировать и проводить настоящие химические эксперименты. Предложенная инновационная система на основе ИИ продемонстрировала свое мастерство, быстро обучаясь и успешно воспроизводя химические реакции за считанные минуты.
Достижения Coscientist распространяются на организацию сложных перекрестных соединений, катализируемых палладием, которые были удостоены Нобелевской премией по химии в 2010 году. Команда под руководством инженера-химика Гейба Гомеса отметила, что это первый случай, когда искусственный интеллект самостоятельно выполняет такие сложные реакции, изобретенные человеком.
Большие языковые модели, в частности GPT-4, составляют когнитивное ядро Coscientist. Команда провела тщательные испытания, включая использование различных программных модулей и фреймворков искусственного интеллекта, продемонстрировав способность системы понимать, планировать и выполнять сложные лабораторные задачи.
Рис. 1: Архитектура системы
Coscientist проявил впечатляющее мышление, полагаясь на общедоступные знания по химии благодаря системе упрощенного представления молекул в строке ввода (SMILES). Он динамично адаптировал свои планы экспериментов на основе конкретных молекулярных деталей, что Даниил Бойко, один из исследователей команды, назвал воплощением химического мышления.
Примечательно, что искусственный интеллект продемонстрировал умение получать доступ к технической документации и мастерски ее использовать, переводя теоретические планы в выполняемый код для роботизированного лабораторного оборудования. Такая функциональность позиционирует Coscientist как универсальный инструмент для реализации теоретических исследований в практические эксперименты.
Во время символического финального экзамена Coscientist получил задание провести реакции Сузуки и Соногаширы, играющие ключевую роль в развитии фармацевтики и разработки полупроводников. Несмотря на то, что Coscientist никогда раньше не выполнял эти химические реакции, он эффективно искал информацию из различных источников, включая Википедию, и быстро сформулировал точные процедуры.
Особого внимания заслуживает способность системы к самокоррекции во время физического выполнения экспериментов. Искусственный интеллект быстро обнаружил ошибку в коде, который управлял устройством для нагревания и встряхивания, исправил ее, обратившись к техническому руководству, и успешно завершил эксперименты.
Гейб Гомес, пораженный возможностями Coscientist, признает трансформационный потенциал ИИ в научных открытиях. Однако он подчеркивает важность ответственного использования искусственного интеллекта, отмечая необходимость в обоснованных правилах и политике для предотвращения злоупотреблений.
Последствия успеха Coscientist выходят за пределы химии. Гомес предполагает, что системы с поддержкой искусственного интеллекта, такие как Coscientist, преодолеют пропасть между огромным количеством неисследованных природных явлений и дефицитом квалифицированных ученых. Он отмечает потенциал ИИ для демократизации ресурсов, делая научные исследования более доступными в различных дисциплинах.
Появление научных открытий с помощью ИИ, олицетворением которых является Coscientist, обещает ускорить итеративный процесс экспериментов и обучения. Автоматизируя и совершенствуя научную деятельность, искусственный интеллект способен трансформировать то, как мы исследуем и понимаем тонкости мира природы.