An image of the robotic device described in the caption.

艾引导,机器人平台自动化分子制造

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新系统可以从耗时的任务解脱板凳化学家,可能有助于激发新的分子。

通过人工智能引导并搭载机器人平台,由澳门现金赌场的研究开发了一个系统移动的一步接近自动化生产,可以在医学中使用的小分子,太阳能,和聚合物化学。

系统, 在8月8日发行说明 科学,可以从各种常规和耗时的任务,腾出凳子化学家,并可能建议如何使新分子化合物的可能性,根据研究的共同领导klavs F。詹森,华伦ķ。化学工程刘易斯教授, 蒂莫西·F。贾米森,罗伯特河化学和协理的泰勒教授在澳门现金赌场。

该技术“有诺帮人切出分子建筑物的所有繁琐的部分,”包括查找可能的反应途径,构建分子组装线的新的分子所产生的每个时间的成分Jensen说。

“作为一个化学家,它可以给你,你没有考虑过的新的反应灵感,”他补充道。

另一方面MIT作者 科学 论文主要包括康纳W上。克雷,戴尔一个。托马斯三世,贾斯汀。米lummiss,乔纳森ñ。贾沃斯基,克里斯托弗页。布林,维克多·舒尔茨,特拉维斯哈特,约书亚秒。菲什曼,卢克罗杰斯,寒雨高,罗伯特·W上。希克林,彼得页。 plehiers,约书亚拜因顿,约翰秒。 piotti,威廉姆·H·。绿和。约翰哈特。

从灵感到配方成品

新系统结合了三个主要步骤。首先,通过人工智能引导软件提出了一种合成分子的路线,然后专家化学家审查这一路线,并将其细化成化工“配方”,最后的配方被发送到机器人平台自动组装硬件,并进行反应即建立分子。

克雷和他的同事已经工作了三年多,开发开源软件套件,建议和优先顺序可能合成路线。在软件的心脏几种神经网络模型,其研究人员对数以百万计来自reaxys和美国绘制以前出版的化学反应的培训专利和商标局的数据库。该软件使用这些数据来确定反应转化和条件,它认为将适合于建立一个新的化合物。

“它有助于使有关什么样的中间体和原料使用高层次的决策,然后略为详细了解您可能需要使用什么样的条件分析和如果这些反应很可能是成功的,说:”科莱。

“软件的设计背后的主要动机之一是,它不只是给你,我们知道分子或我们知道反应的建议,”他说。 “它可以推广到从未提出过新的分子。”

化学家然后查看由软件生成的打造为目标分子更完整的食谱建议的合成路线。化学家有时需要执行实验室实验或与试剂浓度和反应温度,其他的变化中修补。

“他们采取了一些灵感来自ai和转换是成可执行格式文件,主要是因为目前化学文献中没有足够的信息来直接从灵感移到执行自动化系统上,”贾米森说。

然后最终的配方被装载到机械臂组装模块化反应器,分离器,以及其他的处理单元为连续的流动路径中,连接的是,在分子成分带来的泵和管路的平台。

“你加载的配方 - 这就是控制机器人平台 - 您加载的试剂,按去,而让你产生兴趣的分子,说:”托马斯。 “然后当它完成后,冲洗系统,你可以加载下一组试剂和配方,并允许它运行。”

不像连续流系统的研究 呈现去年,其中有给每个合成之后被手动配置,新系统完全由机器人平台构成。

“这给了我们陆续序列中的一个分子,以及产生分子库的系统上,自主的能力,” Jensen说。

设计为平台,这是大约两立方米大小 - 比标准化学通风柜略小 - 类似于移动平台上的模块之间的连接的电话交换机和运营商系统。

“机器人手臂是什么让我们,并通过降低流体的复杂性,我们可以增加分子的复杂性来操纵流体通路,从而减少了流程模块和流体系统的复杂的数字,”托马斯说。 “这使我们能够增加额外的反应步骤,扩大集可以在系统上完成一个相对小的占地面积内的反应。”

向全自动化

研究人员通过创建不同的合成复杂性的15个不同的药用小分子,具有两个小时服用任何地方为最简单的创作至约68小时,制造多种化合物的方法进行测试的完整系统。

球队合成多种化合物:阿司匹林和在后端到回过程抗生素塞克硝唑;止痛药利多卡因和在使用试剂的共同原料回到后端处理抗焦虑药地西泮;血液稀释剂华法林和帕金森氏病的药物沙非酰胺,以显示软件可以如何设计具有类似分子量成分化合物,但不同的3-d的结构;和五个ACE抑制剂药物的家庭和一个四口之家的非甾体抗炎药。

“我特别自豪的化学和各种不同的化学反应的多样性,”贾米森说,谁说,相比于之前的连续流系统约12不同的反应系统处理约30种不同的反应。

“我们确实试图从这些方案,它需要以实际运行的综合收什么想法的产生之间的差距,”科莱说。 “我们希望下一代系统将进一步增加的时间和精力,科学家们可以专注于自己的创意和设计工作的一部分。”

该研究是支持的,部分由美国美国国防部高级研究计划局(DARPA)让 - 它的程序。