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韩国科学技术研究院开设无人纳米材料实验室

2024-04-08 10:38:59  来源:激光网    

韩国科学技术研究院(KIST)是韩国的一家多学科研究机构,开设了一个智能研究实验室,自主开发定制纳米材料,为科学研究的新范式铺平道路。

科学技术部门的多个消息来源周日表示,合成纳米粒子的机器人在这个智能研究实验室周围漫游。

当研究人员输入材料所需的属性时,机器人就会开始合成纳米粒子并测量粒子的光学特性,以准确地满足所需的属性。

KIST 研究人员表示:“人类需要大约 10,000 次尝试才能实现的任务,智能研究实验室只需大约 200 次尝试即可完成。根据研究环境或研究人员的不同,人类进行的实验常常会产生不一致的结果,因此很难获得可重复的结果。但智能研究实验室可以大量产生一致的高质量数据。”

智能研究实验室突破性能力的关键在于贝叶斯优化和提前停止策略。

贝叶斯优化是一种用于优化特定目的结果的策略,包括收集有关特定目标结果的信息,使用它来选择下一步尝试的候选点,构建先前尝试的概率模型,然后使用该模型选择最为下一次尝试提供有希望的候选点。

顾名思义,提前停止涉及提前停止机器学习模型的训练。尽管机器学习模型在训练数据上表现出很高的准确性,但它们可能会因新数据的性能下降而受到影响,称为过度拟合,而提前停止可以防止此问题。

借助智能研究实验室,KIST 研究人员已经开发出了可应用于催化剂、半导体、电池等领域的新物质候选材料。

“在开发过程中,我们还获得了以前不知道的新化学知识,”一位研究人员说。“智能研究实验室正在成为一种新的研发 (R&D) 范式。”

无人科学实验室因多种原因而受到科学界的关注,其中之一是其效率。与人类执行操作相比,产生结果所需的时间大大减少,从而节省了成本,因为所需的只是电力供应而不是劳动力。

无人科学实验室还可以防止人类进行实验时发生的事故,韩国也面临着由于低出生率而导致研究人力减少的情况。随着人工智能的出现,全球开设无人科学实验室的努力也取得了势头,人工智能可以在没有人类科学家指导的情况下学习科学知识并进行研究。

美国卡内基梅隆大学的一个研究团队于2023年12月在国际期刊《自然》上宣布,他们研发出了一位AI“合科学家”。

Coscientist基于ChatGPT等大规模语言模型(LLM),在线搜索和学习未知的化学反应,并命令机器人生产所需的化合物。当被要求对广泛用于有机发光二极管生产的钯催化反应进行实验时,它检索了各种论文,在四分钟内制定了实验计划,并成功合成。

KIST研究团队也开始了以coscientist为基础的商业活动。占地约4600平方米,配备了数百个实验设施,并允许大学和企业的研究人员有偿使用实验室设施。尽管实验室里无人,但研究人员可以通过翡翠云实验室系统访问这些设施并随时随地使用它们。

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