Un ingegnere chimico della Carnegie Mellon University, Gabriel Gomes, sta sperimentando un cambiamento nel modo in cui vengono condotti gli esperimenti scientifici. Il suo lavoro è incentrato sull’automazione della ricerca di laboratorio utilizzando l’intelligenza artificiale e la robotica, con l’obiettivo di accelerare la scoperta riducendo al contempo l’errore umano e i processi laboriosi. Il fulcro di questo sforzo è Coscientist, un agente di intelligenza artificiale costruito su ampi modelli linguistici come GPT-4, progettato per colmare il divario tra codice complesso e indagine scientifica intuitiva.
Il viaggio di Gomes è iniziato nelle zone rurali del Brasile, dove l’accesso alla tecnologia era limitato. Divenne il primo della sua famiglia a frequentare l’università, spinto dalla sfida di un professore di “risolvere” la chimica attraverso il calcolo. La sua esperienza lo portò infine a consigliare la Casa Bianca sul potenziale dei sistemi intelligenti. Il suo lavoro ora affronta una sfida fondamentale nella scienza moderna: rendere accessibili nuovi potenti strumenti ai ricercatori che potrebbero non avere ampie competenze di programmazione.
Il problema con i laboratori attuali
Molti laboratori moderni vengono costruiti con sistemi automatizzati, ma questi si basano su conoscenze di programmazione che molti chimici e biologi non possiedono. Ciò crea una barriera all’ingresso: gli scienziati non possono utilizzare strutture all’avanguardia se non possono interfacciarsi facilmente con le apparecchiature. Gomes ha riconosciuto questo problema e mirava a creare una soluzione in cui i ricercatori potessero interagire con i laboratori automatizzati utilizzando il linguaggio naturale anziché il codice.
Come funziona Coscientist
Coscientist funziona come un assistente intelligente per gli esperimenti di laboratorio. I ricercatori possono istruire l’intelligenza artificiale in un linguaggio semplice, ad esempio “Disegna qualcosa di carino sulla piastra di destinazione” e il sistema lo tradurrà in azioni robotiche. In uno dei primi test, il sistema ha disegnato con successo un pesce su una piastra chimica senza una programmazione esplicita. Ciò illustra il potenziale di automatizzazione delle attività che in genere richiedono istruzioni robotiche dettagliate.
L’intelligenza artificiale aiuta anche a raccogliere dati sperimentali su larga scala. Automatizzando processi ripetitivi come la misurazione della cinetica di reazione, Coscientist consente ai ricercatori di generare set di dati che altrimenti sarebbe poco pratico acquisire manualmente. Ciò apre nuove strade per la scoperta basata sui dati in aree precedentemente limitate dai vincoli umani.
Impatto sulla ricerca
L’introduzione di Coscientist ha già trasformato il flusso di lavoro nel gruppo di ricerca di Gomes. I nuovi studenti con un background di programmazione limitato si sono rapidamente adattati all’utilizzo del sistema, accelerando il loro contributo a progetti complessi. L’intelligenza artificiale abbassa la barriera all’ingresso, consentendo un apprendimento più rapido e una sperimentazione più efficiente.
Le implicazioni a lungo termine sono significative. Eliminando i pregiudizi umani e riducendo il fabbisogno di manodopera, Coscientist potrebbe sbloccare aree scientifiche precedentemente considerate troppo noiose o poco pratiche da esplorare. Ciò include lo screening ad alto rendimento delle reazioni chimiche e la creazione di set di dati su larga scala per applicazioni di apprendimento automatico.
Note cautelative
Sebbene l’intelligenza artificiale offra un enorme potenziale, Gomes mette in guardia contro la dipendenza acritica da grandi modelli linguistici. I ricercatori devono ancora convalidare i risultati e garantire che le istruzioni dell’IA siano in linea con i principi scientifici. Nonostante i rapidi progressi, la supervisione umana rimane fondamentale per mantenere l’accuratezza e prevenire gli errori.
L’ascesa dei laboratori basati sull’intelligenza artificiale è pronta a rimodellare la ricerca scientifica. Automatizzando attività noiose e democratizzando l’accesso a strumenti avanzati, sistemi come Coscientist potrebbero accelerare la scoperta e sbloccare nuove frontiere nella chimica e oltre.
