Cocientista: o domínio da IA no Nobel de Química

por Santiago Fernández
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AI-assisted chemistry research

Desenvolvido pela Carnegie Mellon University, o sistema de IA Coscientist executou de forma autônoma reações químicas complexas, que já havia ganhado o Prêmio Nobel. Isto marca um avanço significativo na investigação científica assistida por IA, particularmente com a sua integração de robótica laboratorial. Fonte: SciTechPost.com

Este sistema de IA demonstrou a sua capacidade na condução de experiências químicas no mundo real, demonstrando o seu potencial para aumentar os esforços científicos humanos e acelerar as descobertas.

Em questão de minutos, a IA dominou autonomamente as reações químicas ganhadoras do Prêmio Nobel e desenvolveu um processo laboratorial bem-sucedido para elas, alcançando esse feito na primeira tentativa.

Gabe Gomes, químico e engenheiro químico da Carnegie Mellon University, liderou a equipe de pesquisa que desenvolveu e testou este sistema de IA, chamada Coscientist.

Reações ganhadoras do Prêmio Nobel e integração de IA

O cocientista executou com sucesso reações químicas orgânicas complexas, especificamente acoplamentos cruzados catalisados por paládio, que desempenharam um papel significativo no desenvolvimento farmacêutico e em outras indústrias. Essas reações foram reconhecidas com o Prêmio Nobel de Química de 2010. Publicadas na Nature, as habilidades do Coscientist demonstram o potencial da IA para melhorar o ritmo e a qualidade das descobertas científicas e a confiabilidade experimental. A equipe de pesquisa, incluindo os estudantes de doutorado Daniil Boiko e Robert MacKnight, recebeu apoio dos centros da Fundação Nacional de Ciência dos EUA na Universidade Northwestern e na Universidade de Notre Dame.

É apresentada uma representação conceitual artística da pesquisa química conduzida por IA, liderada por Gabe Gomes e apoiada pela Fundação Nacional de Ciência dos EUA. Crédito: Fundação Nacional de Ciência dos EUA

David Berkowitz, Diretor da Divisão de Química da NSF, comentou sobre o sistema, observando sua eficiência e aplicações científicas práticas.

A formação do cocientista

Coscientist tem como núcleo grandes modelos de linguagem, capazes de analisar vastos dados, incluindo documentos textuais. A equipe testou vários modelos de linguagem de grande porte, incluindo GPT-4 e outras versões OpenAI, juntamente com diferentes módulos de software.

O software permitiu ao Coscientist realizar tarefas típicas de pesquisa química, como pesquisa de dados, projeto experimental e análise de resultados. O sistema foi particularmente eficaz no planejamento de procedimentos químicos para substâncias como aspirina e ibuprofeno.

Boiko descreveu a capacidade de “raciocínio químico” do Coscientist, utilizando dados químicos legíveis por máquina para refinar planos experimentais.

Outros testes envolveram módulos de busca de documentos técnicos e controle de equipamentos robóticos de laboratório, vitais para traduzir planos teóricos em experimentos práticos.

Introdução da Robótica em Experimentos

A integração do Coscientist com equipamentos de química robótica marcou um novo marco em experimentos laboratoriais conduzidos por IA. Inicialmente, tarefas simples foram atribuídas à IA, como operar um manipulador robótico de líquidos. Gradualmente, equipamentos mais complexos foram introduzidos, incluindo espectrofotômetros no Emerald Cloud Lab.

O desafio final do Coscientist foi executar as reações de Suzuki e Sonogashira. A IA inicialmente pesquisou essas reações na Wikipédia e em outras fontes, depois projetou um procedimento para as reações e corrigiu seus próprios erros nos códigos de controle robóticos.

Grande poder, grande responsabilidade

Reconhecendo o poder e os riscos potenciais da IA, Gomes enfatizou a importância da implantação responsável da IA e da elaboração de políticas informadas para evitar o uso indevido. O seu envolvimento no aconselhamento do governo dos EUA sobre segurança e proteção da IA reflete este compromisso.

Acelerando a descoberta, democratizando a ciência

A visão de Gomes para sistemas de IA como o Coscientist é preencher a lacuna entre o vasto potencial da natureza e a disponibilidade limitada de cientistas treinados. Ao ajudar na investigação, a IA pode democratizar o acesso aos recursos e conhecimentos científicos, acelerando o processo científico e conduzindo potencialmente a descobertas inovadoras.

Para obter mais detalhes sobre este estudo, consulte o artigo Carnegie Mellon AI Coscientist.

Referência: “Capacidades de pesquisa científica autônoma de grandes modelos de linguagem” por Daniil A. Boiko, Robert MacKnight, Ben Kline e Gabe Gomes, 20 de dezembro de 2023, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-023-06792-0

Perguntas frequentes (FAQs) sobre pesquisas químicas assistidas por IA

O que é Coscientist e quem o desenvolveu?

Coscientist é um sistema de IA desenvolvido pela Carnegie Mellon University. Dominou e executou de forma autônoma reações químicas complexas que ganharam prêmios Nobel, apresentando avanços significativos na pesquisa científica assistida por IA e na precisão experimental.

Quais são as principais capacidades do Coscientist?

As principais capacidades do Coscientist incluem o planejamento e a execução autônoma de experimentos químicos do mundo real, especialmente reações químicas ganhadoras do Prêmio Nobel. Demonstra o potencial para ajudar os cientistas humanos a fazer descobertas mais rápidas e em maior número.

O que são acoplamentos cruzados catalisados por paládio e por que são importantes?

Os acoplamentos cruzados catalisados por paládio são reações complexas em química orgânica que renderam aos seus inventores humanos o Prêmio Nobel de Química de 2010. Estas reações são cruciais no desenvolvimento farmacêutico e em outras indústrias que lidam com moléculas baseadas em carbono.

Quem liderou a equipe de pesquisa Coscientist e qual era a sua visão?

A equipe de pesquisa do Coscientist foi liderada por Gabe Gomes, químico e engenheiro químico da Carnegie Mellon University. A sua visão era aumentar o ritmo e o número de descobertas científicas utilizando IA e melhorar a replicabilidade e fiabilidade dos resultados experimentais.

Como o Coscientist se integra à robótica de laboratório?

Coscientist integra-se à robótica de laboratório para realizar experimentos. Ele controla equipamentos químicos robóticos, marcando um grande avanço em experimentos laboratoriais conduzidos por IA e demonstrando a aplicação prática do sistema em pesquisas científicas.

Qual é o significado do sucesso do Coscientist na comunidade científica?

O sucesso do Coscientist significa um grande salto no campo da investigação científica assistida por IA. Destaca o potencial dos sistemas de IA na aceleração da descoberta científica, na democratização da ciência e na melhoria da precisão experimental em vários campos científicos.

Mais sobre pesquisa química assistida por IA

  • Universidade Carnegie Mellon
  • Prêmio Nobel de Química
  • IA na pesquisa científica
  • Robótica em Laboratórios
  • Reações Químicas Orgânicas
  • Grandes modelos de linguagem na ciência

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5 comentários

Kevin T. Dezembro 29, 2023 - 11:39 am

não vi isso vindo da Carnegie Mellon, sempre pensei que eles eram mais sobre robótica, mas essa coisa de química é o próximo nível. Gostaria de saber como isso afetará o futuro da ciência…

Responder
Sara K. Dezembro 29, 2023 - 3:31 pm

estou um pouco preocupado com isso, você não acha que estamos confiando demais na IA? onde está o toque humano nisso tudo? ainda assim, tenho que admitir, é bastante impressionante.

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

muito legal ler sobre IA na química, não é todo dia que você vê máquinas fazendo coisas ganhadoras do Prêmio Nobel! mas quão preciso é isso realmente? espero que haja mais pesquisas sobre isso.

Responder
Gary87 Dezembro 30, 2023 - 1:18 am

devo dizer que este é um avanço sério, parabéns à Carnegie Mellon e sua equipe. IA como o Coscientist poderia revolucionar totalmente a forma como fazemos ciência, tempos emocionantes pela frente!

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

uau, isso é uma grande notícia! A IA está realmente mudando o jogo na ciência, especialmente com coisas como o Coscientist. Não posso acreditar que esteja fazendo um trabalho de nível Nobel, isso é simplesmente alucinante.

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