利物浦大学的研究人员已经建立了一个智能的移动机器人研究平台,这个“研究员”可以自己进行实验,24-7一直工作。

这个机器人科学家是同类研究中的第一个,目前它可以对下一步要进行的化学实验做出自己的决定,并且已经发现了一种新的催化剂。

这一成果公布在Nature封面上。机器人具有人形特征,可以在标准实验室中工作,就像人类研究人员一样使用各种仪器。但是与人类不同,这款400公斤重的机器人具有无限的耐心,可以思考10个维度,每天工作21.5小时,仅在暂停充电的时候休息。

作者表示,它可以解决目前我们人体无法实现的规模操作和复杂性问题。例如,自主机器人可以通过搜索大量的,未开发的化学空间,寻找清洁能源生产或新药配方的材料。

之前科学研究中也曾使用过机器人,但通常会被连线到特定的实验中。这个身高1.75米的机器人是可移动的,可以在实验室中行走,执行各种各样的任务。

它具有类似于人的尺寸和物理范围,因此可以与专为人类操作而设计的设备一起使用,同时它也结合了激光扫描和触摸反馈来进行定位,而不仅是视觉系统。

在第一个公开的示例中,该机器人在8天内进行了688次实验,完成了172个小时的工作,共执行319次移动,完成了6,500次操纵,总行程为2.17公里。

机器人独立执行实验中的所有任务,例如称量固体,分配液体,从容器中除去空气,运行催化反应以及定量反应产物。

机器人的大脑使用搜索算法在10800万个候选实验的10维空间中导航,并根据前一个实验的结果确定下一步的最佳实验,因此无需研究团队的额外指导,在六次重复实验中发现了一种活性更高的催化剂。

利物浦大学的博士生Benjamin Burger对机器人进行了编程和编程,他说:“最大的挑战是使系统坚固耐用。要在多日内自主工作,进行数千次精细操作,每个任务的失败率需要极低。但是一旦完成,与人类操作员相比,机器人犯的错误要少得多。”

利物浦大学领导这一项目的Andrew Cooper教授补充说:“我们的战略是使研究人员自动化,而不是使仪器自动化。这创造了一定程度的灵活性,将改变我们的方式工作和我们可以解决的问题。这不仅是实验室中的另一台机器:它是一个新的超能力团队成员,它为人类研究人员腾出了创造性思考的时间。”

(生物通)

原文标题:

A mobile robotic chemist doi: 10.1038/s41586-020-2442-2