物理科技生物学-PHYICA

新的开源软件帮助小型化学实验室轻松访问人工智能进行反应优化

化学 2023-01-02 15:51:40

埃姆斯实验室 鸣谢:艾姆斯实验室 美国的一组专家

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能源部艾姆斯实验室发布了一个新的开源软件程序,名为Rxn Rover

它旨在帮助化学研究人员轻松、经济地利用人工智能(AI)的功能来自动化化学反应优化和发现,从而加快新技术的发现和部署

过程自动化并不新鲜,化学工业在过去十年中已经取得了巨大的进步,使用机器学习来帮助发现和优化新的化学反应和化合物,特别是在制药工业中

但是用于完成这些任务的软件和硬件系统通常非常专业、昂贵,并且对于许多学术研究小组和小型R&D实验室来说经常是遥不可及的

艾姆斯实验室化学和生物科学部门的科学家祁龙说:“人们知道人工智能是未来,但这与弄清楚如何在基础甚至应用研究中实施人工智能之间存在很大差距。”

“我们开发了Rxn Rover,试图通过提供一种廉价、开源、适应性强的方法来发现和优化化学反应,从而弥合这一差距

" 凯文·巴斯曼以前是艾姆斯实验室和爱荷华州立大学的研究生,现在是北卡罗来纳大学教堂山分校的博士后研究助理,他提出了将人工智能与化学反应器相结合以自动化反应的想法

不久之后,该团队开发了自动化软件Rxn Rover,这是一款模块化软件,旨在帮助使用人工智能发现和优化化学反应的自动化反应器

Rxn漫游者使用可互换的优化、检测器/传感器和反应堆组件插件,以便在可能的情况下使用现有硬件适应并轻松集成到各种实验室环境中

在开发软件时,团队假设潜在用户不是程序员

研究生Zachery Crandall设计了这款软件,便于实验人员根据自己的实验室设置进行定制

克兰德尔说:“你只需要与用户界面进行交互,而不需要做太多的编程工作就能让它工作。”

“但是如果你的硬件不被支持,我们会提供模板和大部分代码,以便编写插件

“该软件使用LabVIEW,这是一种广泛采用的可视化编程语言,大多数化学实验室都已经熟悉了

Rxn Rover包括用户指南、教程和开发人员资源

该团队预计,这一工具将有助于加速许多领域的研究,特别是在能源领域,新的发现可以使美国更接近2050年的碳中和目标

“Rxn漫游者已被应用于与能源转换和精细及商品化学品制造相关的反应,并有望用于其他重要领域,如可再生原料和能源的化学转化,”艾姆斯实验室科学家和爱荷华州立大学化学杰出教授Theresa Windus说

“现在,当我们谈论人工智能时,我们经常谈论理论家或计算科学家对它的使用,以及对现有数据的深度挖掘,”齐说

“但通过让人工智能更容易为实验学家所用,我们可以加速新数据集、新发现的获取,以及这些发现的部署

" Rxn Rover软件可用,欢迎投稿,网址为:https://github

com/rxnrov/rxnrov

文档和教程可从以下网址获得:https://rxnrover

开源代码库

io/RxnRover

Rxn漫游者的插件和插件模板已经发布,欢迎投稿,网址是:https://rxnrover

开源代码库

io/插件目录

由扎卡里·克兰德尔、凯文·巴斯曼、祁龙和特里萨·温杜斯撰写并发表在《反应化学与工程》上的论文《Rxn漫游者:使用用户友好的模块化软件实现化学反应的自动化》也对此进行了进一步的讨论

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