新華社合肥(fei)5月(yue)5日電（記者陳諾）一條長長的(de)(de)實驗(yan)桌前，一位體重200公斤的(de)(de)“化學家”拖著(zhu)“輕盈”的(de)(de)步子(zi)，抬起結實的(de)(de)雙臂抓取試管，依次走(zou)過液體進樣(yang)臺(tai)、磁力(li)攪拌臺(tai)、烘干工作臺(tai)，進行樣(yang)品稱重、攪拌、離心、烘干……在(zai)位于安徽合肥(fei)的(de)(de)188bet足球一間實驗(yan)室里，有這樣(yang)一群“機器化學家”，用夜以(yi)繼(ji)日的(de)(de)勞動，“慶祝(zhu)”又(you)一年的(de)(de)“五一”國際勞動節。
“五(wu)一”國際勞動節前(qian)夕，“機器化(hua)學家”在(zai)實(shi)驗(yan)(yan)室做實(shi)驗(yan)(yan)。新華(hua)社記者(zhe)陳諾 攝
“人工智(zhi)能(neng)+”賦能(neng)千行百業，以人工智(zhi)能(neng)引領科(ke)研范式變革，加(jia)速各領域科(ke)技創新突(tu)破，“機器(qi)化(hua)學(xue)(xue)家”正是其中代表之一。它由“化(hua)學(xue)(xue)大腦”、機器(qi)人實(shi)(shi)驗員和智(zhi)能(neng)化(hua)學(xue)(xue)工作站三(san)部分組成，能(neng)自己“看”論文、“想”方案(an)、“做”實(shi)(shi)驗，甚至“學(xue)(xue)”經驗。
一、“小來”的誕生
傳(chuan)統(tong)化學研究范式深度依賴于(yu)“試(shi)錯法”，其局限性(xing)使(shi)得(de)新物質創(chuang)制的周期(qi)長、成本高。在實驗室里，科研人(ren)員需要日復一(yi)日地閱讀文獻、設計實驗、調配試(shi)劑，像大海(hai)撈(lao)針一(yi)樣從(cong)無數種材料組合中(zhong)尋(xun)找(zhao)最(zui)優解。
時(shi)間回到2013年(nian)，中金宝搏入口188化學(xue)與(yu)(yu)材料科學(xue)學(xue)院(yuan)教授江俊(jun)在出差途中，與(yu)(yu)同事聊起(qi)化學(xue)研究的困境：實驗效率低、數(shu)據分散，許多成果“藏在”國外(wai)期(qi)刊里，引用(yong)還(huan)得(de)花錢。“能否用(yong)大數(shu)據技術革新化學(xue)研究？”大伙(huo)兒(er)一拍(pai)即(ji)合。
“機器化學家”用機械臂拿取樣品(pin)。（受訪單位提供）
但(dan)這條路并不好走。團隊花(hua)了三年時(shi)間(jian)，像(xiang)“螞蟻(yi)搬家(jia)”一樣從教(jiao)科書、論文(wen)和專利(li)中整理出百萬條化(hua)學數據。然而，光(guang)有數據還(huan)不夠——如何讓(rang)機器理解復(fu)雜的(de)(de)化(hua)學知識？他們(men)又想到一個妙(miao)招：把本校相關領(ling)域(yu)專家(jia)的(de)(de)研究經(jing)驗“灌”進計算機。比如，設計催(cui)化(hua)劑時(shi)調用(yong)“熊宇杰大腦(nao)”，研究發光(guang)材料時(shi)啟用(yong)“張國慶大腦(nao)”，給(gei)機器人“吃(chi)小灶(zao)”。
2020年，同校的(de)自動化專(zhuan)家(jia)尚(shang)偉(wei)偉(wei)帶著機(ji)器人(ren)(ren)技術加入，讓“化學(xue)大腦”終(zhong)于有(you)了手(shou)和腳(jiao)。一(yi)年后，“機(ji)器化學(xue)家(jia)”“小來”正式(shi)誕生，它集成了2臺移動機(ji)器人(ren)(ren)、19個智(zhi)能化學(xue)工作(zuo)站和高通量計算系統，日均能完成2000次精準操作(zuo)，抵得(de)上五六名(ming)科研人(ren)(ren)員的(de)工作(zuo)量。“它的(de)機(ji)械(xie)臂連0.1毫米(mi)厚的(de)碳(tan)紙都能穩(wen)穩(wen)抓起，比人(ren)(ren)手(shou)還穩(wen)。”江(jiang)俊說。
“機器化學家”實驗(yan)室全景。（受訪單(dan)位(wei)提供）
在(zai)(zai)火星(xing)制氧催化劑研(yan)究(jiu)中(zhong)，“小來”展現了驚人能力(li)。面對(dui)376萬種配方(fang)組合，僅靠(kao)人類科研(yan)團隊一(yi)一(yi)實驗驗證需2000年，而“小來”通過分析5萬篇論文、融(rong)合實驗與計算數據，僅6周便找到最優解，為利用火星(xing)上的(de)水制備(bei)氧氣(qi)提供了高效率、低能耗的(de)解決方(fang)案，探索出一(yi)條在(zai)(zai)地球外星(xing)系就地取材研(yan)制化學(xue)品的(de)新路，國際知名學(xue)術期(qi)刊《自然·合成(cheng)》發表了這(zhe)一(yi)研(yan)究(jiu)成(cheng)果。
二、從“小來”到“小臨”
“機器化(hua)學家”還(huan)在迭代升級，去年(nian)，實(shi)驗(yan)室(shi)里多(duo)了個新(xin)成(cheng)員——“小(xiao)臨”。作為第二代“機器化(hua)學家”，它(ta)比“小(xiao)來”多(duo)了一條(tiao)機械臂，實(shi)驗(yan)效率更(geng)(geng)高，更(geng)(geng)為關鍵的是它(ta)接入了多(duo)個生(sheng)成(cheng)式大模型，腦袋更(geng)(geng)加“靈活(huo)”，不僅(jin)能自行設計實(shi)驗(yan)，還(huan)能對(dui)實(shi)驗(yan)進行智能優化(hua)。
4月(yue)26日(ri)，觀眾在(zai)第三屆(jie)中國（安(an)徽）科(ke)技創新成(cheng)果轉化(hua)交易會上(shang)參觀“機器化(hua)學家”“小臨”。
新華社記者周牧 攝
“如果(guo)說(shuo)‘小來’是勤奮的實驗員，那‘小臨’更(geng)像一位合格的‘化(hua)學家’了。”江俊說(shuo)。
“小臨(lin)”上崗的(de)第一(yi)次(ci)大戰，就是幫方天成(cheng)博士(shi)團隊研發一(yi)種(zhong)吸(xi)能材料，有望解決(jue)新能源汽(qi)車電池過熱爆(bao)燃等問題。按傳(chuan)統方法，光是篩選材料配方需要十(shi)年，但“小臨(lin)”通過分(fen)析海量數據，自主設計實驗方案，僅(jin)用(yong)7個月就找到了最優解。
更令人驚喜的是，“小臨”還能主動從失(shi)敗中(zhong)學習(xi)。一(yi)次實(shi)驗中(zhong)，它嘗試了上百種配方(fang)均未(wei)成功，卻通過(guo)分析數據鎖定了關(guan)鍵變(bian)量，最(zui)終逆風翻(fan)盤。“人類可能會(hui)因重復試錯而沮喪，但機器永遠(yuan)保持‘好奇心’。”團(tuan)隊成員趙路遠(yuan)說。
三、“小來”和“小臨”的未來計劃
如今(jin)的實(shi)驗室里，“小來”和(he)“小臨”已成為科(ke)研“黃金搭檔”。它們不知疲倦的身影背后，藏著更大的藍圖。團隊計劃在未來幾年建造一(yi)座“機(ji)(ji)器化學(xue)家大樓”，容納上百(bai)臺(tai)機(ji)(ji)器人(ren)、上千個智能工作站。到那(nei)時，日均實(shi)驗量可(ke)達百(bai)萬次，新材料研發(fa)效率將呈指數級提升(sheng)。
“我們還(huan)要給機(ji)器人裝上‘眼(yan)睛’和‘鼻子(zi)’。”江俊透露，新一代“機(ji)器化(hua)學(xue)(xue)家”將配(pei)備紅外(wai)和拉曼探頭，能“看見(jian)”材料分子(zi)結構(gou)的變化(hua)，甚至(zhi)“聞”出化(hua)學(xue)(xue)品的細(xi)微差異。它們還(huan)能通過云端共享數據(ju)，像(xiang)“科研朋友”一樣(yang)互相學(xue)(xue)習。“未來科學(xue)(xue)家坐在咖啡廳里，就能遠(yuan)程指揮機(ji)器人完成復雜(za)實驗。”
這個勞動節，“機器化學家”依(yi)然在實驗室(shi)忙碌。它們沒有假期，卻讓(rang)人類科學家得以從重復性(xing)工作中(zhong)解放，投身(shen)更(geng)富(fu)創(chuang)造(zao)性(xing)的思(si)考(kao)。正如它們的名(ming)字——小“來(lai)”和小“臨”，有了它們，未來(lai)正在加速來(lai)臨。
作者：陳諾 來源：新華社 2025-05-05
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