人工智能碰撞化学实验新纪元从新定义传统化学实验模式_人工智能_装配
有机合成是新功能材料、高代价物质出身的摇篮,在当代化学药、生物药的研发中霸占主要地位,也是当代电子信息家当、显示材料领域分外性能电子化学品的竞争高地,风雅化学品的研究更是代表着各行各业发展水平的功能性材料推陈出新的所在。
自从1828年由人工合成了第一个有机化合物---尿素以来,有机化学研究一贯处于低效和劳动密集型的状态,仍旧是在近200年没有变革的实验环境下,由人工操作来完成每一个实验步骤。近二三十年,互联网技能(信息化、智能化)已经促进各个行业逐步跨入了第四次工业革命时期(工业4.0),但包括当代发展很快的医药家当在内的风雅化工家当仍旧勾留在依赖人工进行的一个釜次又一个釜次的劳作中,对应的有机合成实验室更是完备的手工操作。
现在,我们正站在化学研究领域的技能改造门槛上——一个以云合成无人实验室为技能根本,以云端实验做事为运营模式的云合成公共实验平台引领的化学实验新纪元,寻衅并重新定义传统化学实验模式。
01
构建化学科研新模式
随着人工智能技能的高速发展,科学家在改变传统化学研究办法上进行了大量的创新与考试测验,如逆合成、分子创造、微量实验装置、高通量实验装置等,但真正实现能适应一样平常有机合成小量级的全流程自动化实验系统仍旧处于探索阶段。海内也有团队在进行该领域的研究和考试测验,如利用轮车和机器臂模拟人手、脚动作的办法代替人操作化学实验,或将实验器材大略拼装用以完成特定实验,但都没有真正实现化学实验办法的根本改变,并且在自动化实验装置与有机合成工艺的指令交互方面均没有打破,还存在反应类型适应范围小,难以规模化,全流程运行效率低等问题。
云合成(北京)智能科技有限公司历时两年,成功地发明了“云合成无人实验室”技能(简称‘云合成’)。它包含云合成无人实验装置、云合成智能交互系统、云合成AI支撑系统三个紧张组成部分,领悟了人工智能、物联网、高柔性自控技能和信息技能,适用于一样平常有机合成的全流程自动化小量实验装置,配套全新的研发赞助软件平台系统,覆盖化学研究设计到实验实行的全流程,可自动完成主反应及后处理的完全实验过程,办理了合成实验工艺与自动化实验装置指令的自动翻译交互,让不懂编程的化学科学家以化学措辞的描述办法直接掌握无人实验装置完成实验操作,供应全量构造化的实验数据(包括***、参数、质检数据等),方便进行实验数据的深度再利用,并创新了全新的云端化学实验做事模式。它在智能化赋能、信息化打破和自动化创新方面的成功,冲破了传统化学实验办法,实现了高安全、低本钱、高智能的化学实验新模式。
02
云合成无人实验装置
云合成发明的无人实验装置是一套运用了自动化技能、人工智能、机器学习及数据剖析的高度集成系统,通过前辈的自动化硬件与智能软件、智能掌握的领悟,能在完备无人操作的环境下,自动实行包括主反应及其后处理在内的全套化学实验流程。从加料、温控、取样到产物分离与纯化,每一步骤均由智能软件和人工智能技能辅导下的精密设备精准实行,实现无氧实验环境,供应化学实验的实质安全,能大幅提高实验的效率、准确性、同等性与安全性,为化学研究领域带来创新的实验操作模式。
云合成智能主反应装置是一种适应100ml-2.25L主反应体系的有机合成高柔性无人实验装置,主反应装置包括了自动投料、控温、搅拌、除水、冷凝回流、进气、抽真空、取样、在线质检、系统洗濯等的全功能设计,个中也运用了智能分水、智能分液、自动化取样送样、自动化物料转移等智能化手段,实现了完备的无人操作。
云合成智能后处理装置是一种有机反应物的多个纯化过程任意组合的无人实验装置,后处理装置通过智能化和自动化技能,根据详细的实验需求,对不同的后处理方法进行灵巧分配和组合,完成化学反应的淬灭、萃取、水洗、分液、吸附、干燥、过滤、过柱、打浆、浓缩、溶解、重结晶等后处理过程。
03
云合成智能交互系统
一边是实验方案、合成工艺,一边是实验装置,怎么让实验装置按照实验方案做实验,这也是有机合成科学家和自控专家都在力争占领的难题。自控专家这一侧,近年来发展上位机软件搭建了一些软件或工具,为系统自控指令组态供应方便,即便如此,在面对繁芜多变的化学合成工艺,仍旧不能分开人工编程的办法,无法实现“方便、快速”的哀求。有机合成科学家这一侧,仍旧在利用自然措辞陈述型的非构造化合成工艺和实验方案,无法直接掌握或运用于自动化实验设备。云合造诣是占领了实验方案与实验装置快速交互这样一个难题。
为理解决“实验方案与实验装置”快速交互这样一个难题,云合成发明了“一种有机合成过程多层构造化表达、信息数据逻辑编辑与组态式交互界面相结合的化学实验工艺构造化表达方法”,使之能够运用于有机合成的研发、生产等各个领域,个中这项发明运用于有机合成实验方案体例软件和自动掌握组态软件,使得云合成智能交互系统实现了科学家实验方案自动编译为无人实验装备自控指令。
云合成智能交互系统是云合成无人实验室与科学家之间的互换门户,利用人工智能技能,帮助科学家轻松进行实验设计、监控实验进展并取得实验结果,确保实验流程的高度透明和操作便捷。
云合成打通了科学家只卖力体例实验方案、云合成来完成实验的全部环节。这个成果已经完成了包括Suzuki偶联反应、Wittig反应、缩合反应、酯化反应、加成反应、酯化加成反应等八个类型的范例有机合成反应的测试。
04
云合成AI支撑系统
云合成AI支撑系统是云合成无人实验室的核心主脑,贯穿实验设计、安全评估、实验实行及数据剖析的全体流程,依托持续的数据累积和自我学习机制,不断提升人工智能智力水平,也不断丰富有机合玉成流程中的人工智能运用处景。
开放式AI支撑系统
将集成实验数据剖析、知识管理与数据可视化处理等功能,通过人工智能和自然措辞处理(NLP)技能,依托云合成公共实验平台,构建超大规模化学行业知识图谱,实现化学行业垂直落地的通用人工智能系统,供应针对化学领域以及无人实验室的过程数据剖析、方案设计、实验预测等所有化学干系的问答做事,并通过自主深度学习文献资料、化学知识、行业数据和运用数据不断进化,形成化学研究领域或特定私域范围(如特定企业、科研院所、高校等)的智能助手及化学大脑。
逆向合成路径方案系统
依托大数据及人工智能技能,通过化学合成路径剖析算法模型,自动剖析推举目标化合物的可能合成路径及其反应参数条件,为科学家决策供应了主要的参考,提高了化学合成的成功率和效率。
实验安全评价系统
利用化学信息学、打算化学及人工智能技能,综合剖析化合物的物理化学性子及安全性数据,划分解学反应的危险性级别,为实验设计、实验室管理以及实验过程监控供应安全保障。
AI视觉识别及掌握系统
结合人工智能视觉识别技能和自动掌握算法,实时监控云合成无人实验室的实验过程,包括智能分水、智能分液、在线质检技能等。
实验非常监控及处置系统
通过云合成实验的全数据剖析及实验非常定义,利用非常诊断模型,创造实验过程中的非常征象,自动实行预设的处置方法。
实验方案优化系统
采取机器学习与深度学习算法,对化学实验全过程数据进行综合剖析,通过关键影响因子剖析模型,自动提出实验参数及操作步骤的实验优化策略。
05
欢迎有机合成AI时期
云合成(北京)智能科技有限公司即将培植云合成运营验证中央,云合成公共实验平台自营中央,为各种企业和研发机构全面供应有机合成实验做事。同时,云合成也积极探索与各有机合成实验干系的院校、研究机构、研发企业和生产企业互助,共同打造云合成公共实验平台专业互助中央,进一步丰富互助模式,实现日均万个化学实验能力。
云合成(北京)智能科技有限公司也将在有机合成工业智能软件领域、智能工厂领域持续发展,为AI落地有机合成领域供应信息化、自动化支撑。因此,我们乐意建立起一个开放的有机合成人工智能开拓体系,海纳百川、融域聪慧,共同迈向化学研发新纪元。欢迎人工智能、有机合成等领域的组织和专家加入云合成家族的研发互助和商务互助,共迎有机合成AI时期的到来。
云合成无人实验室及云合成公共实验平台将于2024年6月18日在上海浦东嘉里酒店浦东厅召开联合发布会及晚宴,并于6月19日至6月21日在第二十二届天下制药原估中国展(CPHI)E2D48展出。期待您的光临,共襄盛举。
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