來源：科技日報

機器人在操作臺之間來回穿梭,，伸出機械臂,，“手握”試管,，稱量取樣,，配制試劑……走進中國科學技術大學(以下簡稱中科大)機器化學家實驗室,，一種全新的化學研究場景讓人眼前一亮,。這里看不到身穿白大褂的實驗操作人員,，瓶瓶罐罐的實驗工作都由一臺機器人完成。

這臺機器人由中科大化學物理系教授江俊團隊研發(fā),。它不僅能根據(jù)指令操作實驗,，還能夠利用機器智能去查找和閱讀文獻，從海量研究數(shù)據(jù)中汲取專家經(jīng)驗,，在前人知識與數(shù)據(jù)的基礎上,，提出科學假說并制訂實驗方案。

此外,，它產(chǎn)生的高質量機器實驗數(shù)據(jù)還能夠與理論預訓練模型融合,，產(chǎn)生理實交融的智能模型來尋找全局最優(yōu)解。

“我們的機器化學家擁有‘超強化學大腦’,，它能夠從數(shù)以億計的可能組合中找到最優(yōu)解,，將科學家一生都不能做完的工作，縮短到幾周內完成,?！痹诮张e行的中科院記者行活動上，江俊告訴科技日報記者,。

用好人工智能和大數(shù)據(jù)的“東風”

當前,，數(shù)據(jù)驅動的人工智能正在改變整個科學研究,。科學家希望,，利用人工智能和大數(shù)據(jù)技術解放自己的雙手,，提升科研的效率和準確性，進而催生更多創(chuàng)新成果,。在化學領域,，科研人員尤其希望得到大數(shù)據(jù)和人工智能的助力,，加快材料研發(fā)。

說起個中原因,，中科大教授李震宇告訴記者：“過去的150年里,，化學研究主要靠猜測、嘗試,、糾錯,，再猜測、再嘗試……在這種研究范式下,，科研人員像集郵一樣逐步積累素材,，在不斷試錯的過程中取得發(fā)現(xiàn)，研究效率低,、成本高,。”

同時,，隨著化學研究對象日益復雜化,、高維化，面對龐大的化學空間,，配方和工藝的搜索常常止步于局部最優(yōu),，無法進行全局探索。

因此,，改變化學研究范式,，實現(xiàn)化學研究精準化、智能化,，一直是化學家的夢想,。

逐漸興起并快速迭代進化的大數(shù)據(jù)與人工智能技術,，讓科研人員看到了解決這些難題的新機遇,。“我們希望借此東風,，建立新的化學研究范式,，在精準化和智能化雙輪驅動下，賦予人工智能機器化學家化學智慧,?！崩钫鹩钫f。

于是,，2014年,，江俊團隊提出“機器化學家”概念并開展相關科研工作。

“我們組建了一支涵蓋化學,、計算機,、數(shù)學,、自動化等的跨學科團隊，經(jīng)過8年攻關,，成功研制出數(shù)據(jù)智能驅動的‘全流程機器化學家’,。”江俊介紹,，該機器化學家集成了移動機器人,、化學工作站、智能操作系統(tǒng),、科學數(shù)據(jù)庫等多項技術,。

　缺乏高質量的科學數(shù)據(jù)是個大難題

如今，擁有“超強化學大腦”的機器化學家正在展現(xiàn)它的價值,。

專注于光學薄膜材料研究的中科大教授鄒綱,，一直想提高手性相關光學薄膜的性能，然而,，材料配比的可能性有上百萬種,，依賴人工一一驗證根本不現(xiàn)實。團隊努力了10年,，將不對稱因子提高到了1.2,，但離理論極限2.0還有非常大的差距。

借助機器化學家,，科研人員僅用一個多月時間,，就找到了不對稱因子高達1.95的工藝條件，高度逼近理論極限,，為開發(fā)優(yōu)質薄膜材料開辟了新方法,。

對江俊來說，機器化學家只是開始,?！拔覀兊哪繕耸墙ǔ蓹C器化學家大科學裝置，在一整棟大樓里,，布置上百個機器人,、上千個智能化學工作站，真正解放化學家的雙手,，加快新化學品和新材料的研發(fā)創(chuàng)制,。”江俊說,。

今年1月,，中國科學院精準智能化學重點實驗室正式獲批建設，李震宇擔任實驗室主任,?！拔覀兿Ｍ褜嶒炇医ㄔO成為精準智能化學領域國際頂尖的研究機構,，形成一個新的精準智能化學范式，建立我們國家主導的精準化學數(shù)據(jù)體系和智能化學軟硬件標準,?！崩钫鹩钫f。

在李震宇看來,，建立精準智能化學研究新范式最大的困難是缺乏高質量的科學數(shù)據(jù),。“已有的數(shù)據(jù)質量參差不齊,。這些數(shù)據(jù)混在一起,，讓人工智能去學習，很可能會學到一些錯誤的知識,。所以,，我們希望形成一套數(shù)據(jù)標準，在這個基礎上去做數(shù)據(jù)驅動的智能化學,?！崩钫鹩钫f。

或許有人會擔心,，具備“最強科學大腦”的機器化學家的出現(xiàn),，會不會讓化學家失業(yè)？對此,，江俊表示：“一個好的技術工具,，會賦予更多的可能性，讓科研人員做更多的事情,，發(fā)現(xiàn)更多的前沿理論,。”