Os cientistas integraram com sucesso as mais recentes ferramentas de IA (por exemplo, GPT-4) com a automação para desenvolver “sistemas” capazes de conceber, planear e realizar de forma autónoma experiências químicas complexas. ‘Coscientist’ e ‘ChemCrow’ são dois sistemas baseados em IA desenvolvidos recentemente que apresentam capacidades emergentes. Impulsionado pelo GPT-4 (a versão mais recente da IA generativa do OpenAI), o Coscientist demonstrou raciocínio avançado e capacidades de design experimental. ChemCrow automatizou com eficácia um conjunto de tarefas e executou a descoberta e síntese de agentes químicos. ‘Coscientist’ e ‘ChemCrow’ oferecem uma nova forma de conduzir pesquisas sinergicamente em parceria com máquinas e podem ser úteis na execução de tarefas experimentais em laboratórios robóticos automatizados.
Alianças AI Se trata de criação ou geração de novos conteúdos por um computador programa. O Google Translate, que surgiu há 17 anos, em 2007, é um exemplo de capacidade generativa. inteligência artificial (AI). Ele gera traduções (saída) de um determinado idioma (entrada). AbrirAÉ ChatGPT , Da Microsoft Copilot, Google Bardo, Meta (anteriormente Facebook) lhama , Elon Musk's Grok etc são alguns dos importantes AI ferramentas atualmente disponíveis.
ChatGPT, lançado no ano passado em 30 de novembro de 2022, tornou-se muito popular. Diz-se que adquiriu 1 milhão de usuários em 5 dias e 100 milhões de usuários mensais em dois meses. ChatGPT é baseado em um modelo de linguagem grande (LLM). O princípio fundamental é língua modelagem, ou seja, pré-treinar o modelo com os dados para que o modelo preveja o que vem a seguir nas frases quando solicitado. Um modelo de linguagem (LM), portanto, faz uma previsão probabilística da próxima palavra em uma linguagem natural dada a(s) anterior(es). Quando baseado em rede neural, é chamado de 'modelo de linguagem de rede neural', caso em que os dados são processados de forma semelhante ao cérebro humano. Um modelo de linguagem grande (LLM) é um modelo em grande escala que pode executar uma variedade de tarefas de processamento de linguagem natural para compreensão e geração de linguagem de uso geral. Transformer é uma arquitetura de rede neural usada para construir ChatGPT. O nome 'GPT' é um acrônimo para 'Transformador pré-treinado generativo'. OpenAI usa grandes modelos de linguagem baseados em transformadores.
GPT-4, a quarta versão do ChatGPT, foi lançada em 13 de março de 2023. Ao contrário das versões anteriores que aceitam apenas entradas de texto, o GPT-4 aceita entradas de imagem e de texto (portanto, o prefixo Chat não é usado para a quarta versão). É um grande modelo multimodal. Turbo GPT-4, lançado em 06 de novembro de 2023, é uma versão melhorada e mais poderosa do GPT-4.
Cocientista é composto por cinco módulos interativos: planejador, buscador web, execução de código, documentação e automação. Esses módulos trocam mensagens entre si para pesquisa na Web e em documentação, execução de código e realização de experimentos. A interação se dá por meio de quatro comandos – ‘GOOGLE’, ‘PYTHON’, ‘DOCUMENTATION’ e ‘EXPERIMENT’.
O módulo planejador é o módulo principal. É conduzido pelo GPT-4 e tem a tarefa de planejamento. Com base em um simples aviso de texto do usuário, o planejador emite os comandos necessários para outros módulos para coletar conhecimento. O módulo de pesquisa na web, que também é um LLM, é invocado pelo comando GOOGLE para pesquisar na Internet e subações relacionadas para um planejamento eficaz. O módulo de execução de código executa a execução do código por meio do comando PYTHON. Este módulo não usa nenhum LLM. O módulo de documentação atua através do comando DOCUMENTATION para recuperar e resumir a documentação necessária. Com base nisso, o módulo planejador invoca o comando EXPERIMENT para o módulo de automação para realizar experimentos.
No prompt apropriado, Cocientista analgésicos sintetizados paracetamol e aspirina e o orgânico moléculas nitroanilina e fenolftaleína e muitas outras moléculas conhecidas corretamente. O módulo planejador pode otimizar as reações para obter os melhores rendimentos de reação.
Em outro estudo, um agente químico LLM Chem Crow planejou e sintetizou autonomamente um repelente de insetos, três organocatalisadores e orientou a descoberta de um novo cromóforo. ChemCrow foi eficaz na automatização de diversas tarefas químicas.
Os dois não-orgânico, sistemas inteligentes artificiais, Cocientistas e Chem Crow exibir as capacidades emergentes de planejamento autônomo e execução de tarefas químicas para síntese de moléculas conhecidas e descoberta de novas moléculas. Eles possuem capacidades avançadas de raciocínio, resolução de problemas e design experimental que podem ser úteis na pesquisa química.
Esses sistemas de agentes de IA podem ser utilizados por não especialistas para executar tarefas rotineiras em química, reduzindo assim custos e esforços. Eles também têm potencial para acelerar a descoberta de novas moléculas
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Referências:
- Boiko, D. A., el 2023. Pesquisa química autônoma com grandes modelos de linguagem. Natureza 624, 570–578. Publicado: 20 de dezembro de 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-023-06792-0
- Carnegie Mellon University 2023 News – Coscientista artificialmente inteligente projetado pela CMU automatiza a descoberta científica. Publicado em 20 de dezembro de 2023. Disponível em https://www.cmu.edu/news/stories/archives/2023/december/cmu-designed-artificially-intelligent-coscientist-automates-scientific-discovery
- Bran AM, et al 2023. ChemCrow: Aumentando modelos de linguagem grande com ferramentas químicas. arXiv:2304.05376v5. DOI: https://doi.org/10.48550/arXiv.2304.05376
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Palestras introdutórias sobre IA:
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