Οι επιστήμονες έχουν ενσωματώσει με επιτυχία τα πιο πρόσφατα εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης (π.χ. GPT-4) με την αυτοματοποίηση για να αναπτύξουν «συστήματα» ικανά να σχεδιάζουν, να σχεδιάζουν και να εκτελούν αυτόνομα πολύπλοκα χημικά πειράματα. Το «Coscientist» και το «ChemCrow» είναι δύο τέτοια συστήματα βασισμένα σε AI που αναπτύχθηκαν πρόσφατα και εμφανίζουν αναδυόμενες δυνατότητες. Με γνώμονα το GPT-4 (την πιο πρόσφατη έκδοση της γενετικής τεχνητής νοημοσύνης του OpenAI), το Coscientist επέδειξε προηγμένες δυνατότητες συλλογιστικής και πειραματικής σχεδίασης. Η ChemCrow αυτοματοποίησε αποτελεσματικά ένα σύνολο εργασιών και εκτέλεσε την ανακάλυψη και σύνθεση χημικών παραγόντων. Το «Coscientist» και το «ChemCrow» προσφέρουν έναν νέο τρόπο διεξαγωγής έρευνας συνεργιστικά σε συνεργασία με μηχανές και μπορούν να είναι χρήσιμοι στην εκτέλεση πειραματικών εργασιών σε αυτοματοποιημένα ρομποτικά εργαστήρια.
Γενετική AI Is about creation or generation of new contents by a υπολογιστή programme. Google Translate that came into being 17 years ago in 2007 is an example of generative τεχνητή νοημοσύνη (AI). It generates translations (output) from a give language (input). OpenAΕίναι ChatGPT , Της Microsoft Δεύτερος πιλότος, Η Google Βάρδος, Meta (πρώην Facebook) ’s Είδος μικρής καμήλας , Elon Musk's Γκρόκ etc are some of important AI tools currently available.
Το ChatGPT, που κυκλοφόρησε πέρυσι στις 30 Νοεμβρίου 2022, έχει γίνει πολύ δημοφιλές. Λέγεται ότι απέκτησε 1 εκατομμύριο χρήστες μέσα σε 5 ημέρες και 100 εκατομμύρια μηνιαίους χρήστες μέσα σε δύο μήνες. Το ChatGPT βασίζεται σε ένα μοντέλο μεγάλης γλώσσας (LLM). Η βασική αρχή είναι Γλώσσα modelling i.e. pre-training the model with the data so that the model predicts what comes next in the sentences when prompted. A language model (LM) thus makes a probabilistic prediction of the next word in a natural language given preceding one(s). When based of neural network, it is called ‘neural network language model’ in which case data is processed in a way like in the human brain. A large language model (LLM) is a large-scale model that can perform a variety of natural language processing tasks for general-purpose language understanding and generation. Transformer is neural network architecture used to build ChatGPT. The name ‘GPT’ is acronym for ‘Generative pre-trained Transformer’. OpenAI uses transformer-based large language models.
GPT-4, η τέταρτη έκδοση του ChatGPT, κυκλοφόρησε στις 13 Μαρτίου 2023. Σε αντίθεση με προηγούμενες εκδόσεις που δέχονται μόνο εισαγωγές κειμένου, το GPT-4 δέχεται εισαγωγές εικόνας και κειμένου (επομένως το πρόθεμα Chat δεν χρησιμοποιείται για την τέταρτη έκδοση). Είναι ένα μεγάλο πολυτροπικό μοντέλο. GPT-4 Turbo, που κυκλοφόρησε στις 06 Νοεμβρίου 2023, είναι μια βελτιωμένη και πιο ισχυρή έκδοση του GPT-4.
Συνεπιστήμονας αποτελείται από πέντε ενότητες που αλληλεπιδρούν: προγραμματιστής, αναζήτηση στον ιστό, εκτέλεση κώδικα, τεκμηρίωση και αυτοματισμός. Αυτές οι λειτουργικές μονάδες ανταλλάσσουν μηνύματα μεταξύ τους για αναζήτηση ιστού και τεκμηρίωσης, εκτέλεση κώδικα και εκτέλεση πειραμάτων. Η αλληλεπίδραση γίνεται μέσω τεσσάρων εντολών – «GOOGLE», «PYTHON», «DOCUMENTATION» και «EXPERIMENT».
Η ενότητα σχεδιασμού είναι η κύρια ενότητα. Οδηγείται από το GPT-4 και είναι επιφορτισμένο με το σχεδιασμό. Με βάση την απλή προτροπή κειμένου πόνου από τον χρήστη, ο σχεδιαστής εκδίδει τις απαραίτητες εντολές σε άλλες ενότητες για τη συλλογή γνώσεων. Η ενότητα αναζήτησης Ιστού, η οποία είναι επίσης LLM, καλείται από την εντολή GOOGLE για αναζήτηση στο διαδίκτυο και σχετικές υποενέργειες για αποτελεσματικό σχεδιασμό. Η μονάδα εκτέλεσης κώδικα εκτελεί την εκτέλεση κώδικα μέσω της εντολής PYTHON. Αυτή η ενότητα δεν χρησιμοποιεί κανένα LLM. Η ενότητα Documentation ενεργεί μέσω της εντολής DOCUMENTATION για να ανακτήσει και να συνοψίσει την απαραίτητη τεκμηρίωση. Με βάση αυτό, η μονάδα σχεδιασμού καλεί την εντολή EXPERIMENT στη μονάδα αυτοματισμού για την εκτέλεση πειραμάτων.
Με την κατάλληλη προτροπή, Συνεπιστήμονας synthesised painkillers paracetamol and aspirin and the οργανικές molecules nitroaniline and phenolphthalein and many other known molecules correctly. The planner module could optimise reactions for the best reaction yields.
Σε μια άλλη μελέτη, ένας παράγοντας χημείας LLM ChemCrow σχεδίασε και συνέθεσε αυτόνομα ένα εντομοαπωθητικό, τρεις οργανοκαταλύτες και καθοδήγησε την ανακάλυψη ενός νέου χρωμοφόρου. Η ChemCrow ήταν αποτελεσματική στην αυτοματοποίηση διαφόρων χημικών εργασιών.
The two non-οργανικές, artificial intelligent systems, επιστήμονες και ChemCrow εμφανίζουν τις αναδυόμενες δυνατότητες αυτόνομου σχεδιασμού και εκτέλεσης χημικών εργασιών για σύνθεση γνωστών μορίων και ανακάλυψη νέων μορίων. Έχουν προηγμένες δυνατότητες συλλογιστικής, επίλυσης προβλημάτων και πειραματικού σχεδιασμού που μπορούν να φανούν χρήσιμα στη χημική έρευνα.
Τέτοια συστήματα πρακτόρων τεχνητής νοημοσύνης μπορούν να χρησιμοποιηθούν από μη ειδικούς για την εκτέλεση εργασιών ρουτίνας στη χημεία, μειώνοντας έτσι το κόστος και τις προσπάθειες. Έχουν επίσης τη δυνατότητα να επιταχύνουν την ανακάλυψη νέων μορίων
***
αναφορές:
- Boiko, DA, καιl 2023. Αυτόνομη χημική έρευνα με μεγάλα γλωσσικά μοντέλα. Nature 624, 570–578. Δημοσιεύθηκε: 20 Δεκεμβρίου 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06792-0
- Ειδήσεις από το Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon 2023 – Ο τεχνητός ευφυής επιστήμονας σχεδιασμένος από την CMU αυτοματοποιεί την επιστημονική ανακάλυψη. Δημοσιεύτηκε 20 Δεκεμβρίου 2023. Διαθέσιμο στο https://www.cmu.edu/news/stories/archives/2023/december/cmu-designed-artificially-intelligent-coscientist-automates-scientific-discovery
- Bran AM, et αϊ 2023. ChemCrow: Επαύξηση μοντέλων μεγάλης γλώσσας με εργαλεία χημείας. arXiv:2304.05376v5. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2304.05376
***
Εισαγωγικές διαλέξεις για την τεχνητή νοημοσύνη:
***
