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机器学习诞生新型“研究员”

可像人类一样选择如何开展实验

稿件来源:科技日报 张梦然 责任编辑:ICAC 发布时间:2020-07-10

  你印象中的“机器人研究员”可能只是一个简单的辅助型机器人,但现在,一种汽车装配线上常见的机器人在经过机器学习改造后,已经可以在化学实验室内和人类一起工作。在给它一个需要检验的假设之后,这种与算法相连的“机器人研究员”甚至能够选择它该开展什么实验,且完成时效远远高于人类。相关研究论文发表在8日的英国《自然》杂志上。

  所谓自动化,是指让机器设备或系统按照人的要求,经过自动程序完成目标。现在,在学术和工业研究实验室内,自动化的化学装置正变得越来越普遍,它们与流线分析和决策结合起来,可以说实现了一定程度的自主性。但是在化学研究中,机器人几乎都是定制的,要求有适用于实验室设备和分析仪器的专门接口,或者要配备只有机器人才能操作使用的专门仪器。

  而此次,英国利物浦大学科学家安德鲁·库珀及其同事,描述了一种经过机器学习算法改造的机器人,它可以使用和人类化学家一样的标准分析仪器,相当于使“机器人研究员”而不是常规仪器变得自动化。

  这种机器人采用激光扫描和触觉反馈相结合的方式实现定位,而没有采用视觉系统。因此,它可以在完全黑暗的环境下操作,这有助于进行光敏光化学反应。机器人“研究员”尺寸和人类相当,可以在传统无改造的实验室内工作。不同于许多只能配发液体的自动化系统,这种机器人能够以较高的准确性和可重复性配发固体和液体,扩大了它在材料研究中的实用性。

  研究人员通过编程方式,让该机器人探索各种假设,以提高一种聚合光催化剂的性能。机器人在2—3天内,便优化了反应条件,而人类预计要几个月的时间才能做到。

  研究团队认为,目前在传统实验室内使用这种机器人,可以解决大量不限于光催化的研究问题。

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