ШІ-система "Coscientist" опанувала хімічні реакції, відзначені Нобелівською премією
Команда з Університету Карнегі-Меллона, Піттсбург, представила систему штучного інтелекту “Coscientist”. Це розумний лабораторний партнер, який здатний автономно планувати та проводити справжні хімічні експерименти. Запропонована інноваційна система на основі ШІ продемонструвала свою майстерність, швидко навчаючись і успішно відтворюючи хімічні реакції за лічені хвилини.
Досягнення Coscientist поширюються на організацію складних перехресних з'єднань, каталізованих паладієм, які були відзначені Нобелівською премією з хімії у 2010 році. Команда під керівництвом інженера-хіміка Гейба Гомеса наголосила, що це перший випадок, коли штучний інтелект самостійно виконує такі складні реакції, винайдені людиною.
Великі мовні моделі, зокрема GPT-4, становлять когнітивне ядро Coscientist. Команда провела ретельні випробування, включно з використанням різноманітних програмних модулів і фреймворків штучного інтелекту, продемонструвавши свою здатність розуміти, планувати та виконувати складні лабораторні завдання.
Рис. 1: Архітектура системи
Coscientist проявив вражаюче мислення, покладаючись на загальнодоступні знання з хімії завдяки специфікації спрощеного представлення молекул в рядку введення (SMILES). Він динамічно адаптував свої плани експериментів на основі конкретних молекулярних деталей, що Данило Бойко, один із дослідників команди, назвав втіленням хімічного мислення.
Примітно, що штучний інтелект продемонстрував вміння отримувати доступ до технічної документації та ефективно її використовувати, перекладаючи теоретичні плани у код, який може бути виконаний, для роботизованого лабораторного обладнання. Така функціональність позиціонує Coscientist як універсальний інструмент для втілення теоретичних досліджень у практичні експерименти.
Під час символічного фінального іспиту Coscientist отримав завдання провести реакції Судзукі та Соногашири, які є ключовими для розвитку фармацевтики та розробки напівпровідників. Незважаючи на те, що Coscientist ніколи раніше не виконував ці хімічні реакції, він ефективно шукав інформацію з різних джерел, включаючи Вікіпедію, і швидко сформулював точні процедури.
Особливої уваги заслуговує здатність системи до самокорекції під час фізичного виконання експериментів. Штучний інтелект швидко виявив помилку в коді, що керував пристроєм для нагрівання і струшування, та виправив її, звернувшись до технічного посібника, і успішно завершив експерименти.
Гейб Гомес, вражений можливостями Coscientist, визнає трансформаційний потенціал ШІ в наукових відкриттях. Однак він підкреслює важливість відповідального використання штучного інтелекту, наголошуючи на необхідності в обґрунтованих правилах і політиці для запобігання зловживань.
Наслідки успіху Coscientist виходять за межі хімії. Гомес передбачає, що системи з підтримкою штучного інтелекту, такі як Coscientist, подолають прірву між величезною кількістю недосліджених природних явищ і дефіцитом кваліфікованих науковців. Він відзначає потенціал ШІ для демократизації ресурсів, роблячи наукові дослідження більш доступними в різних дисциплінах.
Поява наукових відкриттів за допомогою ШІ, уособленням яких є Coscientist, обіцяє прискорити ітеративний процес експериментів та навчання. Автоматизуючи та удосконалюючи наукову діяльність, штучний інтелект має потенціал трансформувати те, як ми досліджуємо та розуміємо тонкощі світу природи.