Polonya'da robot 30 günde dört yeni kimyasal reaksiyon keşfetti

Varşova'daki Polonya Bilimler Akademisi Organik Kimya Enstitüsü'nde geliştirilen bir robot, 30 gün boyunca deneyleri yürüttü, sonuçları analiz etti ve sıradaki adımı kendisi seçti. Sistem 3000'den fazla karar verdi; seçilen 100 reaksiyonun incelenmesi, yüksek enantiyoseçiciliğe sahip, daha önce tanımlanmamış dört dönüşümün bulunmasını sağladı.

Cihazı Dr. Jarosław M. Granda'nın yönettiği ekip geliştirdi. Çalışma Nature Communications dergisinde yayımlandı. Ancak 3000 sayısı 3000 deney anlamına gelmiyor; rakam, yazılımın verdiği kararları, örneğin belirli koşulların daha fazla incelenip incelenmeyeceğini kapsıyor. Keşfedilenler yeni element ya da madde değil, kimyasal dönüşümleri gerçekleştirmenin yeni yolları.

Robot nasıl çalışıyor

Sistem, üç eksende hareket eden bir sıvı aktarım robotuna dayanıyor. Şırınga pompasına bağlı iğne hazır çözeltileri alıp 3D baskıyla üretilmiş tutucularla desteklenen şişelere yerleştiriyor. Reaksiyonlar -40 ile yaklaşık 90 °C arasında yürütülebiliyor; karışımın içeriği kromatografiyle belirleniyor. İki analiz modülü günde 40-50 karışımı inceleyebiliyor ve cihaz gece ile hafta sonu da çalışabiliyor.

Kararları derin pekiştirmeli öğrenme algoritması veriyor. Gerçek robotu yönetmeden önce yazılım iki sanal ortamda eğitildi: ilk yapay zekâ ajanı 20 milyon, ikincisi 10 milyon etkileşimden geçti. Robot, reaksiyonun ne kadar süreceğine, hangi sıcaklığın kullanılacağına ve bir araştırma yönünün sürdürülüp sürdürülmeyeceğine kendisi karar verdi.

İlaç tasarımı için önemi

Araştırma, belirli uzaysal yapıya sahip moleküllerin organik katalizörlerle elde edildiği asimetrik organokatalize odaklandı. Bazı moleküllerin ayna görüntüsü olan iki biçimi vardır ve bunlar vücutta farklı etki gösterebilir; bu yüzden ilaç tasarımında oluşumlarını denetlemek önemlidir. Bulunan dönüşümlerden biri eksenel kiralliğe sahip bir bileşiğe, diğer üçü allen sentezine olanak tanıyor. Sonuçlardan biri, pirolopirol adlı molekül parçasının ilk enantiyoseçici fonksiyonlandırması.

Yazarlar, robotun tamamen bağımsız bilimsel araştırma yapmadığını vurguluyor: arama alanını, başlangıç maddelerini, donanımı ve analiz yöntemini insanlar belirledi; ürünlerin ek karakterizasyonu da gerekti. Sistem kiral fosforik asit içeren belirli bir reaksiyon grubunda çalıştı; farklı süreçlerde aynı başarıyı gösterip göstermeyeceği bilinmiyor. Keşiflerin yakında yeni ilaçlara yol açacağını varsaymak için de dayanak yok. Yine de kimyagerler tekrarlayan deneyleri ve bazı kararları makineye bırakıp zamanlarını araştırma planlamasına ve sonuçların yorumlanmasına ayırabilir.