“人工化学家”执行化学反应

人工智能（AI）正在进入每个领域，包括化学。在最新的创新中，北卡罗来纳州立大学和布法罗大学的研究人员开发了一种新的技术，称为“人工化学家”。该技术使用人工智能和自动化系统来执行化学反应，从而加速商业材料的研究、开发和制造。

该论文题为“人工化学家：一种自主的量子点合成机器人”，发表在高级材料杂志上。

概念验证实验

研究人员在概念验证实验中证明，该工具可以在15分钟或更短的时间内识别和产生任何颜色的最佳量子点。量子点用于LED显示等应用，是胶体半导体纳米晶。

根据研究人员的说法，人工化学家还能够识别各种可测量属性的最佳材料，而不仅仅是量子点。

米拉德·阿博尔哈萨尼（Milad Abolhasani）是北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程助理教授，也是该论文的通讯作者。

“人工化学家是一种真正的自主系统，可以智能地导航化学宇宙，”阿博尔哈萨尼说。“目前，人工化学家是为溶液处理材料设计的，这意味着它适用于可以使用液体化学前体制成的材料。溶液处理材料包括高价值材料，如量子点、金属/金属氧化物纳米颗粒、金属有机框架（MOF）等。

“人工化学家类似于自动驾驶汽车，但自动驾驶汽车至少有有限的路线可以选择以到达预先选择的目的地。对于人工化学家，您提供一组期望的参数，这些参数是您希望最终材料具有的属性。人工化学家必须弄清楚其他一切，例如化学前体将是什么以及合成路线将是什么，同时最小化化学前体的消耗。

“最终结果是一种完全自主的材料开发技术，不仅可以比当前使用的任何技术更快地找到理想的溶液处理材料，而且它使用微小的化学前体量来实现。这大大减少了浪费，并使材料开发过程变得更加廉价。”

“身体”和“大脑”

人工化学家能够执行实验并感知实验结果，以及记录数据和确定下一个实验。

人工化学家的“身体”在其概念验证测试中整合和自动化了两个特定的流合成平台：纳米晶工厂和纳米机器人。虽然该技术每天可以运行500个量子点合成实验，但阿博尔哈萨尼认为这个数字可以达到1000。

人工化学家的“大脑”是一个能够对“身体”合成的材料进行表征的AI程序。然后使用这些数据来对下一个实验的实验条件做出自主决策。这些决策围绕着实现最佳材料组成的最有效路径。

人工化学家通过存储每个请求生成的数据来提高其识别正确材料的能力。

当人工智能决定下一个实验时，研究人员测试了九种不同的政策。通过一系列请求，人工化学家被要求识别三个不同输出参数的最佳量子点材料。

结果表明，它能够在一个半小时内识别出最佳的量子点。但是，拥有先验知识后，这个时间被缩短到10到15分钟。

“我相信由人工化学家实现的自主材料研发可以重塑材料开发和制造的未来，”阿博尔哈萨尼说。“我现在正在寻找合作伙伴来帮助我们将该技术从实验室转移到工业领域。”