Teadlased on edukalt integreerinud uusimad tehisintellekti tööriistad (nt GPT-4) automatiseerimisega, et arendada süsteeme, mis on võimelised iseseisvalt kavandama, planeerima ja läbi viima keerulisi keemilisi katseid. Coscientist ja ChemCrow on kaks sellist hiljuti välja töötatud AI-põhist süsteemi, mis näitavad esilekerkivaid võimalusi. GPT-4 (OpenAI generatiivse AI uusim versioon) juhitud Coscientist demonstreeris täiustatud arutlusvõimet ja eksperimentaalset disaini. ChemCrow automatiseeris tõhusalt ülesannete komplekti ning viis läbi keemiliste ainete avastamise ja sünteesi. "Coscientist" ja "ChemCrow" pakuvad uut viisi teadusuuringute sünergiliseks läbiviimiseks koostöös masinatega ja võivad olla kasulikud eksperimentaalsete ülesannete täitmisel automatiseeritud robotlaborites.
Generatiivne AI See käsitleb uue sisu loomist või genereerimist a arvuti programmi. Google'i tõlge, mis loodi 17 aastat tagasi 2007. aastal, on näide generatiivsusest tehisintellekti (AI). See genereerib tõlked (väljund) antud keelest (sisend). OpenAOn ChatGPT , Microsofti oma Copilot, Google bard, Meta (endine Facebook) 's Laama , Elon Muski oma Grok jne on mõned olulised AI hetkel saadaval olevad tööriistad.
Eelmisel aastal 30. novembril 2022 käivitatud ChatGPT on muutunud väga populaarseks. Väidetavalt on see viie päevaga omandanud 1 miljon kasutajat ja kahe kuu jooksul 5 miljonit igakuist kasutajat. ChatGPT põhineb suurel keelemudelil (LLM). Põhiprintsiip on keel modelleerimine st mudeli eelkoolitamine andmetega, et mudel ennustaks küsimisel, mis lausetes järgmiseks tuleb. Keelemudel (LM) ennustab seega loomulikus keeles, mis on antud eelneva(te)le, järgmisele sõnale. Kui see põhineb närvivõrgul, nimetatakse seda "närvivõrgu keele mudeliks", mille puhul andmeid töödeldakse inimese ajus sarnasel viisil. Suur keelemudel (LLM) on suuremahuline mudel, mis suudab täita mitmesuguseid loomuliku keele töötlemise ülesandeid üldiseks keele mõistmiseks ja genereerimiseks. Transformer on närvivõrgu arhitektuur, mida kasutatakse ChatGPT loomiseks. Nimi "GPT" on lühend sõnast "Generative pre-trained Transformer". OpenAI kasutab trafopõhiseid suuri keelemudeleid.
GPT-4, ChatGPT neljas versioon, avaldati 13. märtsil 2023. Erinevalt varasematest versioonidest, mis aktsepteerivad ainult tekstisisestusi, aktsepteerib GPT-4 nii pildi- kui ka tekstisisestusi (seetõttu ei kasutata neljanda versiooni eesliidet Chat). See on suur multimodaalne mudel. GPT-4 Turbo, 06. novembril 2023 käivitatud on GPT-4 täiustatud ja võimsam versioon.
Teadusteadlane koosneb viiest interakteeruvast moodulist: planeerija, veebiotsing, koodi täitmine, dokumentatsioon ja automatiseerimine. Need moodulid vahetavad üksteisega sõnumeid veebi- ja dokumentatsiooniotsingu, koodi täitmise ja katsete läbiviimiseks. Interaktsioon toimub nelja käsu kaudu – „GOOGLE”, „PYTHON”, „DOCUMENTATION” ja „EXPERIMENT”.
Planeerija moodul on põhimoodul. Seda juhib GPT-4 ja selle ülesandeks on planeerimine. Kasutajalt saadud lihtsa valuteksti viipa alusel väljastab planeerija teistele moodulitele teadmiste kogumiseks vajalikud käsud. Veebiotsingu moodul, mis on ka LLM, käivitab GOOGLE'i käsk, et otsida tõhusaks planeerimiseks Internetist ja sellega seotud alamtoimingutest. Koodikäivitusmoodul teostab koodi täitmist käsu PYTHON kaudu. See moodul ei kasuta LLM-i. Dokumentatsioonimoodul toimib käsu DOCUMENTATION kaudu vajaliku dokumentatsiooni hankimiseks ja kokkuvõtmiseks. Selle põhjal kutsub planeerija moodul katsete tegemiseks automatiseerimismoodulile käsu EKSPERIMENT.
Sobiva viipe korral Teadusteadlane sünteesitud valuvaigistid paratsetamool ja aspiriin ning orgaaniline molekulid nitroaniliin ja fenoolftaleiin ning paljud teised teadaolevad molekulid õigesti. Planeerija moodul võib optimeerida reaktsioone parima reaktsioonitulemuse saavutamiseks.
Teises uuringus LLM-i keemiaagent ChemCrow autonoomselt kavandas ja sünteesis putukatõrjevahendit, kolm organokatalüsaatorit ning juhatas uudse kromofoori avastamist. ChemCrow oli tõhus erinevate keemiliste ülesannete automatiseerimisel.
Kaks mitte-orgaaniline, tehislikud intelligentsed süsteemid, Teadlased ja ChemCrow näidata autonoomse planeerimise ja keemiliste ülesannete täitmise tekkivaid võimalusi tuntud molekulide sünteesiks ja uute molekulide avastamiseks. Neil on täiustatud arutlus-, probleemide lahendamise ja eksperimentaalse disaini võimalused, mis võivad keemiauuringutes kasuks tulla.
Selliseid tehisintellekti agentide süsteeme saavad mitteeksperdid kasutada rutiinsete keemiaülesannete täitmiseks, vähendades sellega kulusid ja jõupingutusi. Samuti on neil potentsiaal kiirendada uute molekulide avastamist
***
viited:
- Boiko, DA, jal 2023. Autonoomsed keemilised uuringud suurte keelemudelitega. Loodus 624, 570–578. Avaldatud: 20. detsember 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06792-0
- Carnegie Melloni ülikooli 2023. aasta uudised – CMU loodud kunstlikult intelligentne teadlane automatiseerib teadusliku avastamise. Postitatud 20. detsember 2023. Saadaval aadressil https://www.cmu.edu/news/stories/archives/2023/december/cmu-designed-artificially-intelligent-coscientist-automates-scientific-discovery
- Bran AM, et al 2023. ChemCrow: Suurekeelsete mudelite täiendamine keemiatööriistadega. arXiv:2304.05376v5. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2304.05376
***
Sissejuhatavad loengud tehisintellektist:
***
