中國科研工作者打造“機器化學家” 推動科研范式變革_世界通訊

中新社合肥5月1日電 (記者 吳蘭)在中國科學技術大學的機器化學家實驗室，重達200公斤、但動作靈活的機器人“小來”在十余個操作臺之間穿梭，忙于芬頓催化劑的相關研究。

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“定位操作精度0.1毫米，進樣精度0.1毫克，數據100%可追溯，全局優化準確率90%……”中國科學技術大學化學物理系教授江俊介紹，與人相比，機器化學家“小來”精準度更高。

據介紹，這位“機器化學家”是由該校羅毅、江俊團隊經八年攻關研制的，由化學大腦、機器人實驗員和智能化學工作站三部分組成。其中最核心的“化學大腦”通過分析大量化學實驗和理論數據，建立知識圖譜，實現了閱讀理解文獻、設計化學實驗、自主優化方案的能力，并配備了人機交互的操作系統。

“這是全球首個集閱讀文獻、設計實驗、自主優化、顛覆化學品開發全流程的機器化學家平臺?！苯≌f，它可以基于理實交融的智能模型從數百萬的可能組合中找到全局最優解。

江俊介紹了這位“機器化學家”的一項“高招”：閱讀16000篇論文，自主遴選出5種非貴金屬元素，從55萬種可能的金屬配比中找出最優的組合進行高熵產氧催化劑創制，傳統“試錯法”研究約需1400年，它僅需5周。

記者在中國科大采訪獲悉，近年來，隨著新一輪科技革命和產業變革的突飛猛進，“‘人工智能+大數據’推動科研范式變革”成為熱門話題，中國科大科研團隊等深耕精準智能化學領域，推動科研范式變革。

業內專家認為，“機器化學家”成果引領化學研究朝著知識理解數字化、操作指令化、創制智能化的未來趨勢前進，將對化學科學產生巨大影響。

化學是一門基礎科學，是多學科交叉的聚焦點和出發地，在能源、環境、材料、生物等領域扮演重要角色。中國科學院精準智能化學重點實驗室主任李震宇教授表示，傳統化學研究范式深度依賴于“試錯法”，其局限性使得新物質創制的周期長、成本高。

國際學術期刊《自然》(Nature)上刊登了中國科大徐銅文教授、楊正金教授團隊與合作者的最新成果。他們設計了一類新型離子膜，解決了離子膜材料“傳導性-選擇性”相互制約的關鍵難題。

徐銅文說：“我們既往的研究范式中，選擇某種膜與某種化學材料合成達到期待功效，就像在大海里撈針。有了精準范式后，就能根據應用場景等所需要的分類精度，判斷這個膜需要具備什么樣的性能，在通道中再進行精準調控、修飾后，讓某種離子過，讓另一種離子不過?！?/p>

李震宇認為，建立由數據智能驅動的精準化學研究新范式，是社會環境、經濟發展和化學學科發展的迫切需求。

2023年1月，中國科學院精準智能化學重點實驗室獲批建設。實驗室主要面對世界科技前沿，聚焦如何改變化學研究范式這一關鍵科學問題，探索建立化學研究的精準化、智能化雙驅動模式。

賦予機器人“化學智慧”，積極擁抱化學精準智能化的未來。通過系列科研攻關，中國科大團隊計劃到2030年“機器化學家”成為具備創造力的“智慧科學家”，不僅有對人類科學家創造力的模仿學習，還能建立起物質科學的數字知識體系，揭榜掛帥解決科學難題。

李震宇說：“我們希望建成一個精準智能化學領域國際頂尖的研究機構，形成一個新的精準智能化學范式?！彼谕?，到2030年，人類科學家可以與智能化學家CO-PI合作，一起討論科學方案，實現人與機器人的無縫合作。(完)