Chemický inženýr Gabriel Gomez z Carnegie Mellon University je průkopníkem ve změně způsobu provádění vědeckých experimentů. Jeho práce se zaměřuje na automatizaci laboratorního výzkumu pomocí umělé inteligence a robotiky s cílem urychlit objevování a zároveň omezit lidskou chybu a procesy náročné na práci. Jádrem tohoto úsilí je Coscientist, agent umělé inteligence postavený na velkých jazykových modelech, jako je GPT-4, navržený tak, aby překlenul propast mezi složitým kódem a intuitivním vědeckým průzkumem.
Gomezova cesta začala na brazilském venkově, kde byl přístup k technologiím omezený. Stal se prvním ze své rodiny, kdo navštěvoval univerzitu, hnán profesorovou výzvou „vyřešit“ chemii pomocí výpočtu. Jeho zkušenosti nakonec vedly k tomu, že radil Bílému domu o potenciálu inteligentních systémů. Jeho práce nyní řeší zásadní problém moderní vědy: zpřístupnění výkonných nových nástrojů výzkumníkům, kteří mohou postrádat rozsáhlé programátorské dovednosti.
Problém moderních laboratoří
Mnoho moderních laboratoří je postaveno pomocí automatizovaných systémů, ale spoléhají na znalosti programování, které mnoho chemiků a biologů nemá. To vytváří překážku vstupu: Vědci nemusí používat pokročilé laboratoře, pokud nemohou snadno komunikovat se zařízením. Gomez tento problém rozpoznal a snažil se vytvořit řešení, ve kterém by výzkumníci mohli interagovat s automatizovanými laboratořemi v přirozeném jazyce spíše než v kódu.
Jak Coscientist funguje
Koscientist pracuje jako inteligentní asistent pro laboratorní experimenty. Výzkumníci mohou AI poskytovat pokyny v jednoduchém jazyce – například „Nakreslete něco roztomilého na cílový talíř“ a systém to převede do robotických akcí. V jednom z prvních testů systém úspěšně nakreslil rybu na chemickou destičku bez explicitního programování. To ilustruje potenciál pro automatizaci úloh, které obvykle vyžadují podrobné robotické instrukce.
AI také pomáhá shromažďovat experimentální data ve velkém měřítku. Automatizací opakujících se procesů, jako je měření reakční kinetiky, Coscientist umožňuje výzkumníkům generovat soubory dat, které by jinak bylo nepraktické získávat ručně. To otevírá nové možnosti pro objevování dat v oblastech dříve omezených lidskými omezeními.
Dopad na výzkum
Implementace Coscientist již změnila pracovní postup v Gomezově výzkumné skupině. Noví studenti s omezenými zkušenostmi s programováním se rychle přizpůsobili používání systému a urychlili tak své příspěvky do složitých projektů. Umělá inteligence snižuje překážku vstupu, umožňuje rychlejší učení a efektivnější experimentování.
Dlouhodobé důsledky jsou značné. Odstraněním lidské zaujatosti a snížením nákladů na pracovní sílu může Coscientist otevřít vědecké oblasti, které byly dříve považovány za příliš zdlouhavé nebo nepraktické pro studium. To zahrnuje vysoce výkonný screening chemických reakcí a vytváření rozsáhlých datových sad pro aplikace strojového učení.
Upozornění
Zatímco AI nabízí obrovský potenciál, Gomez varuje před slepým spoléháním se na velké jazykové modely. Výzkumníci stále potřebují zkontrolovat výsledky a ujistit se, že pokyny AI dodržují vědecké principy. Navzdory rychlému pokroku zůstává lidský dohled zásadní pro udržení přesnosti a prevenci chyb.
Vzestup laboratoří řízených umělou inteligencí je připraven přetvořit vědecký výzkum. Automatizací zdlouhavých úkolů a demokratizací přístupu k nejmodernějším nástrojům mohou systémy jako Coscientist urychlit objevy a prorazit v chemii i mimo ni.
