RoboChem: Robot Sintesis Kimia Otonom dengan Unit Pembelajaran Mesin Berbasis Kecerdasan Buatan untuk Penemuan Kimia Cepat dan Akurat

Para ahli kimia telah mengembangkan robot sintesis kimia otonom dengan unit pembelajaran mesin berbasis kecerdasan buatan terintegrasi. Diberi nama 'RoboChem', perangkat meja ini dapat mengungguli seorang ahli kimia manusia dalam hal kecepatan dan akurasi sambil menunjukkan tingkat kecerdikan yang tinggi. Sebagai yang pertama dalam jenisnya, ini dapat secara signifikan mempercepat penemuan kimia molekul untuk aplikasi farmasi dan banyak aplikasi lainnya.

blank

Para ahli kimia dari Universitas Amsterdam (UvA) telah mengembangkan robot sintesis kimia otonom dengan unit pembelajaran mesin berbasis kecerdasan buatan terintegrasi. Diberi nama ‘RoboChem’, perangkat meja ini dapat mengungguli seorang ahli kimia manusia dalam hal kecepatan dan akurasi sambil menunjukkan tingkat kecerdikan yang tinggi. Sebagai yang pertama dalam jenisnya, ini dapat secara signifikan mempercepat penemuan kimia molekul untuk aplikasi farmasi dan banyak aplikasi lainnya. Hasil pertama RoboChem diterbitkan pada 25 Januari dalam jurnal Science.

blank
RoboChem menjelajahi reaksi kimia dalam sistem aliran yang mencakup reaktor foto kimia yang didukung oleh LED. Kredit: UvA/HIMS.

RoboChem dikembangkan oleh kelompok Prof. Timothy Noël di Van ‘t Hoff Institute for Molecular Sciences UvA. Paper mereka menunjukkan bahwa RoboChem adalah seorang ahli kimia yang akurat dan dapat diandalkan yang dapat melakukan berbagai reaksi sambil menghasilkan jumlah limbah minimal. Bekerja secara otonom selama 24 jam, sistem ini memberikan hasil dengan cepat dan tanpa lelah.

Otak RoboChem

Kelompok Noël memiliki keahlian dalam kimia aliran, cara baru melakukan kimia di mana sistem tabung kecil dan fleksibel menggantikan beaker, labu, dan alat kimia tradisional lainnya. Dalam RoboChem, sebuah jarum robot dengan hati-hati mengumpulkan bahan awal dan mencampurkannya bersama dalam volume kecil sedikit lebih dari setengah mililiter. Kemudian, mereka mengalir melalui sistem tabung menuju reaktor. Di sana, cahaya dari LED kuat memicu konversi molekuler dengan mengaktifkan fotokatalis yang termasuk dalam campuran reaksi. Aliran kemudian melanjutkan menuju spektrometer NMR otomatis yang mengidentifikasi molekul yang telah berubah. Data ini dikembalikan secara real-time ke komputer yang mengendalikan RoboChem.

Daya kreatif yang mengesankan

Kelompok ini telah banyak berusaha untuk mendukung hasil RoboChem. Semua molekul yang kini terdapat dalam paper Science ini diisolasi dan diperiksa secara manual.

Para peneliti juga menggunakan RoboChem untuk mereplikasi penelitian sebelumnya yang dipublikasikan dalam empat paper yang dipilih secara acak. Mereka kemudian menentukan apakah RoboChem menghasilkan hasil yang sama atau bahkan lebih baik. Dalam sekitar 80% kasus, sistem ini menghasilkan hasil yang lebih baik. Untuk 20% sisanya, hasilnya serupa.

Terobosan dalam kimia dengan menggunakan kecerdasan buatan

Relevansi RoboChem dan kimia ‘berkomputer’ lainnya juga terletak pada generasi data berkualitas tinggi, yang akan bermanfaat untuk penggunaan kecerdasan buatan di masa depan. Fitur lainnya adalah bahwa sistem ini juga mencatat data ‘negatif’. Dalam praktik ilmiah saat ini, sebagian besar data yang dipublikasikan hanya mencerminkan eksperimen yang berhasil.

blank
Gambaran umum tentang sistem RoboChem dan komponen utamanya. Kredit: UvA/HIMS.

Gambar-gambar :

blank
RoboChem adalah platform meja otonom untuk sintesis kimia yang cepat, akurat, dan beroperasi sepanjang waktu. Kredit: UvA/HIMS.
blank
Sebuah sampler jarum robotik memilih jumlah yang tepat dari berbagai reagen dan dengan cekatan mencampurnya untuk membuat larutan reaksi. Kredit: UvA/HIMS.
blank
RoboChem didasarkan pada prinsip-prinsip Kimia Aliran. Reaksi dilakukan dalam volume hanya 650 mikroliter, mengalir melalui tabung kecil. Kredit: UvA/HIMS.
blank
RoboChem dikendalikan menggunakan komponen open source dan perangkat Internet of Things (IoT) sederhana. Kredit: UvA/HIMS.
blank
Di inti RoboChem terdapat reaktor foto kimia yang kuat. Di sini molekul-molekul diubah sesuai dengan instruksi dari pengendali AI. Kredit: UvA/HIMS.
blank
Algoritma pembelajaran mesin menentukan reaksi mana yang akan dieksekusi. Para peneliti hanya berinteraksi pada awal, memulai sesi RoboChem. Kredit: UvA/HIMS.

Referensi :

[1] https://www.uva.nl/en/shared-content/subsites/van-t-hoff-institute-for-molecular-sciences/en/news/2024/01/autonomous-synthesis-robot-uses-ai-to-speed-up-chemical-discovery.html?cb diakses pada 04 Februari 2024

[2] Aidan Slattery, Zhenghui Wen, Pauline Tenblad, Jesús Sanjosé-Orduna, Diego Pintossi, Tim den Hartog, Timothy Noël. Automated self-optimization, intensification, and scale-up of photocatalysis in flowScience, 2024; 383 (6681) DOI: 10.1126/science.adj1817

Tinggalkan Komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *