Coscientist: El dominio de la IA en la química Nobel

por Santiago Fernández
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AI-assisted chemistry research

Desarrollado por la Universidad Carnegie Mellon, el sistema de inteligencia artificial Coscientist ejecutó de forma autónoma reacciones químicas complejas, que anteriormente había ganado el Premio Nobel. Esto marca un avance significativo en la investigación científica asistida por IA, particularmente con su integración de la robótica de laboratorio. Fuente: SciTechPost.com

Este sistema de IA ha demostrado su capacidad para realizar experimentos químicos en el mundo real, lo que demuestra su potencial para aumentar los esfuerzos científicos humanos y acelerar los descubrimientos.

En cuestión de minutos, la IA dominó de forma autónoma reacciones químicas ganadoras del Premio Nobel y desarrolló un exitoso proceso de laboratorio para ellas, logrando esta hazaña en su primer intento.

Gabe Gomes, químico e ingeniero químico de la Universidad Carnegie Mellon, encabezó el equipo de investigación que desarrolló y probó este sistema de inteligencia artificial, llamado Coscientist.

Reacciones ganadoras del Premio Nobel e integración de la IA

Coscientist ejecutó con éxito reacciones complejas de química orgánica, específicamente acoplamientos cruzados catalizados por paladio, que desempeñaron un papel importante en el desarrollo farmacéutico y otras industrias. Estas reacciones fueron reconocidas con el Premio Nobel de Química 2010. Publicado en Nature, las habilidades de Coscientist demuestran el potencial de la IA para mejorar el ritmo y la calidad de los descubrimientos científicos y la confiabilidad experimental. El equipo de investigación, que incluye a los estudiantes de doctorado Daniil Boiko y Robert MacKnight, recibió el apoyo de los centros de la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. en la Universidad Northwestern y la Universidad de Notre Dame.

Se presenta la descripción conceptual de un artista de la investigación química realizada por IA, dirigida por Gabe Gomes y apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU. Crédito: Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.

David Berkowitz, director de la División de Química de NSF, comentó sobre el sistema y destacó su eficiencia y aplicaciones científicas prácticas.

La formación del coscientista

Coscientist comprende grandes modelos de lenguaje como núcleo, capaces de analizar una gran cantidad de datos, incluidos documentos textuales. El equipo probó varios modelos de lenguajes grandes, incluidos GPT-4 y otras versiones de OpenAI, junto con diferentes módulos de software.

El software permitió a Coscientist realizar tareas típicas de un químico de investigación, como búsqueda de datos, diseño experimental y análisis de resultados. El sistema fue particularmente eficaz en la planificación de procedimientos químicos para sustancias como la aspirina y el ibuprofeno.

Boiko describió la capacidad de “razonamiento químico” de Coscientist, utilizando datos químicos legibles por máquina para refinar los planes experimentales.

Otras pruebas incluyeron módulos para buscar documentos técnicos y controlar equipos robóticos de laboratorio, vitales para traducir los planes teóricos en experimentos prácticos.

Introducción de la robótica en experimentos.

La integración de Coscientist con equipos de química robótica marcó un nuevo hito en los experimentos de laboratorio impulsados por IA. Inicialmente, se asignaron tareas simples a la IA, como operar un manipulador de líquidos robótico. Poco a poco, se introdujeron equipos más complejos, incluidos espectrofotómetros en Emerald Cloud Lab.

El desafío final de Coscientist fue ejecutar las reacciones de Suzuki y Sonogashira. Inicialmente, la IA investigó estas reacciones en Wikipedia y otras fuentes, luego diseñó un procedimiento para las reacciones y corrigió sus propios errores en los códigos de control robótico.

Gran poder, gran responsabilidad

Al reconocer el poder y los riesgos potenciales de la IA, Gomes enfatizó la importancia de un despliegue responsable de la IA y de una formulación de políticas informada para evitar su uso indebido. Su participación en el asesoramiento al gobierno de EE. UU. sobre seguridad de la IA refleja este compromiso.

Acelerar el descubrimiento, democratizar la ciencia

La visión de Gomes para los sistemas de IA como Coscientist es cerrar la brecha entre el vasto potencial de la naturaleza y la disponibilidad limitada de científicos capacitados. Al ayudar en la investigación, la IA puede democratizar el acceso a los recursos y conocimientos científicos, acelerando el proceso científico y potencialmente conduciendo a descubrimientos innovadores.

Para obtener más detalles sobre este estudio, consulte el artículo de Carnegie Mellon AI Coscientist.

Referencia: “Capacidades de investigación científica autónoma de grandes modelos lingüísticos” por Daniil A. Boiko, Robert MacKnight, Ben Kline y Gabe Gomes, 20 de diciembre de 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-06792-0

Preguntas frecuentes (FAQ) sobre la investigación química asistida por IA

¿Qué es Coscientist y quién lo desarrolló?

Coscientist es un sistema de inteligencia artificial desarrollado por la Universidad Carnegie Mellon. Ha dominado y ejecutado de forma autónoma reacciones químicas complejas que le han valido premios Nobel, lo que demuestra avances significativos en la investigación científica asistida por IA y la precisión experimental.

¿Cuáles son las capacidades clave de Coscientist?

Las capacidades clave de Coscientist incluyen la planificación y ejecución de experimentos químicos del mundo real de forma autónoma, en particular reacciones químicas ganadoras del Premio Nobel. Demuestra el potencial de ayudar a los científicos humanos a realizar más y más rápidos descubrimientos.

¿Qué son los acoplamientos cruzados catalizados por paladio y por qué son importantes?

Los acoplamientos cruzados catalizados por paladio son reacciones complejas en química orgánica que le valieron a sus inventores humanos el Premio Nobel de Química de 2010. Estas reacciones son cruciales en el desarrollo farmacéutico y otras industrias que trabajan con moléculas basadas en carbono.

¿Quién dirigió el equipo de investigación de Coscientist y cuál era su visión?

El equipo de investigación de Coscientist estuvo dirigido por Gabe Gomes, químico e ingeniero químico de la Universidad Carnegie Mellon. Su visión era mejorar el ritmo y la cantidad de descubrimientos científicos utilizando la IA y mejorar la replicabilidad y confiabilidad de los resultados experimentales.

¿Cómo se integra Coscientist con la robótica de laboratorio?

Coscientist se integra con la robótica de laboratorio para realizar experimentos. Controla equipos de química robótica, lo que marca un avance importante en los experimentos de laboratorio impulsados por IA y demuestra la aplicación práctica del sistema en la investigación científica.

¿Cuál es la importancia del éxito de Coscientist en la comunidad científica?

El éxito de Coscientist significa un gran salto en el campo de la investigación científica asistida por IA. Destaca el potencial de los sistemas de IA para acelerar los descubrimientos científicos, democratizar la ciencia y mejorar la precisión experimental en diversos campos científicos.

Más sobre la investigación química asistida por IA

  • Universidad de Carnegie mellon
  • Premio Nobel de Química
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  • Robótica en laboratorios
  • Reacciones de química orgánica
  • Grandes modelos de lenguaje en la ciencia

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5 comentarios

kevin t diciembre 29, 2023 - 11:39 am

No vi que esto viniera de Carnegie Mellon, siempre pensé que se trataba más de robótica, pero esto de la química está en el siguiente nivel. Me pregunto cómo afectará esto al futuro de la ciencia...

Responder
sara k diciembre 29, 2023 - 3:31 pm

Estoy un poco preocupado por esto, ¿no crees que confiamos demasiado en la IA? ¿Dónde está el toque humano en todo esto? Aún así, debo admitir que es bastante impresionante.

Responder
Linda S. diciembre 29, 2023 - 11:33 pm

Realmente es genial leer sobre la IA en la química, ¡no todos los días ves máquinas haciendo cosas ganadoras del Premio Nobel! pero ¿qué tan exacto es esto realmente? Espero que haya más investigaciones sobre esto.

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gary87 diciembre 30, 2023 - 1:18 am

Debo decir que este es un avance importante, felicitaciones a Carnegie Mellon y su equipo. Una IA como Coscientist podría revolucionar totalmente la forma en que hacemos ciencia, ¡se avecinan tiempos emocionantes!

Responder
Mike Johnson diciembre 30, 2023 - 2:35 am

¡Guau, esta es una gran noticia! La IA realmente está cambiando el juego de la ciencia, especialmente con cosas como Coscientist. No puedo creer que esté haciendo un trabajo de nivel Nobel, es simplemente alucinante.

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