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熱門看點(diǎn)：中國(guó)科研工作者打造“機(jī)器化學(xué)家” 推動(dòng)科研范式變革

時(shí)間：2023-05-02 06:24:30來源：中國(guó)新聞網(wǎng)

中新社合肥 5 月 1 日電 ( 記者 吳蘭 ) 在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的機(jī)器化學(xué)家實(shí)驗(yàn)室，重達(dá) 200 公斤、但動(dòng)作靈活的機(jī)器人 " 小來 " 在十余個(gè)操作臺(tái)之間穿梭，忙于芬頓催化劑的相關(guān)研究。

" 定位操作精度 0.1 毫米，進(jìn)樣精度 0.1 毫克，數(shù)據(jù) 100% 可追溯，全局優(yōu)化準(zhǔn)確率 90% …… " 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)物理系教授江俊介紹，與人相比，機(jī)器化學(xué)家 " 小來 " 精準(zhǔn)度更高。

據(jù)介紹，這位 " 機(jī)器化學(xué)家 " 是由該校羅毅、江俊團(tuán)隊(duì)經(jīng)八年攻關(guān)研制的，由化學(xué)大腦、機(jī)器人實(shí)驗(yàn)員和智能化學(xué)工作站三部分組成。其中最核心的 " 化學(xué)大腦 " 通過分析大量化學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論數(shù)據(jù)，建立知識(shí)圖譜，實(shí)現(xiàn)了閱讀理解文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、自主優(yōu)化方案的能力，并配備了人機(jī)交互的操作系統(tǒng)。


【資料圖】

" 這是全球首個(gè)集閱讀文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、自主優(yōu)化、顛覆化學(xué)品開發(fā)全流程的機(jī)器化學(xué)家平臺(tái)。" 江俊說，它可以基于理實(shí)交融的智能模型從數(shù)百萬的可能組合中找到全局最優(yōu)解。

江俊介紹了這位 " 機(jī)器化學(xué)家 " 的一項(xiàng) " 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(yōu)的組合進(jìn)行高熵產(chǎn)氧催化劑創(chuàng)制，傳統(tǒng) " 試錯(cuò)法 " 研究約需 1400 年，它僅需 5 周。

記者在中國(guó)科大采訪獲悉，近年來，隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的突飛猛進(jìn)，" ‘人工智能 + 大數(shù)據(jù)’推動(dòng)科研范式變革 " 成為熱門話題，中國(guó)科大科研團(tuán)隊(duì)等深耕精準(zhǔn)智能化學(xué)領(lǐng)域，推動(dòng)科研范式變革。

業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，" 機(jī)器化學(xué)家 " 成果引領(lǐng)化學(xué)研究朝著知識(shí)理解數(shù)字化、操作指令化、創(chuàng)制智能化的未來趨勢(shì)前進(jìn)，將對(duì)化學(xué)科學(xué)產(chǎn)生巨大影響。

化學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué)，是多學(xué)科交叉的聚焦點(diǎn)和出發(fā)地，在能源、環(huán)境、材料、生物等領(lǐng)域扮演重要角色。中國(guó)科學(xué)院精準(zhǔn)智能化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任李震宇教授表示，傳統(tǒng)化學(xué)研究范式深度依賴于 " 試錯(cuò)法 "，其局限性使得新物質(zhì)創(chuàng)制的周期長(zhǎng)、成本高。

國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》 ( Nature ) 上刊登了中國(guó)科大徐銅文教授、楊正金教授團(tuán)隊(duì)與合作者的最新成果。他們?cè)O(shè)計(jì)了一類新型離子膜，解決了離子膜材料 " 傳導(dǎo)性 - 選擇性 " 相互制約的關(guān)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(xué)材料合成達(dá)到期待功效，就像在大海里撈針。有了精準(zhǔn)范式后，就能根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景等所需要的分類精度，判斷這個(gè)膜需要具備什么樣的性能，在通道中再進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控、修飾后，讓某種離子過，讓另一種離子不過。"

李震宇認(rèn)為，建立由數(shù)據(jù)智能驅(qū)動(dòng)的精準(zhǔn)化學(xué)研究新范式，是社會(huì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和化學(xué)學(xué)科發(fā)展的迫切需求。

2023 年 1 月，中國(guó)科學(xué)院精準(zhǔn)智能化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲批建設(shè)。實(shí)驗(yàn)室主要面對(duì)世界科技前沿，聚焦如何改變化學(xué)研究范式這一關(guān)鍵科學(xué)問題，探索建立化學(xué)研究的精準(zhǔn)化、智能化雙驅(qū)動(dòng)模式。

賦予機(jī)器人 " 化學(xué)智慧 "，積極擁抱化學(xué)精準(zhǔn)智能化的未來。通過系列科研攻關(guān)，中國(guó)科大團(tuán)隊(duì)計(jì)劃到 2030 年 " 機(jī)器化學(xué)家 " 成為具備創(chuàng)造力的 " 智慧科學(xué)家 "，不僅有對(duì)人類科學(xué)家創(chuàng)造力的模仿學(xué)習(xí)，還能建立起物質(zhì)科學(xué)的數(shù)字知識(shí)體系，揭榜掛帥解決科學(xué)難題。

李震宇說：" 我們希望建成一個(gè)精準(zhǔn)智能化學(xué)領(lǐng)域國(guó)際頂尖的研究機(jī)構(gòu)，形成一個(gè)新的精準(zhǔn)智能化學(xué)范式。" 他期望，到 2030 年，人類科學(xué)家可以與智能化學(xué)家 CO-PI 合作，一起討論科學(xué)方案，實(shí)現(xiàn)人與機(jī)器人的無縫合作。 ( 完 )

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