A química, com seus processos complexos e vasto potencial de inovação, sempre foi um desafio para a automação. As ferramentas computacionais tradicionais, apesar de suas capacidades avançadas, muitas vezes permanecem subutilizadas devido à sua complexidade e ao conhecimento especializado necessário para operá-las.



Agora, pesquisadores do grupo de Philippe Schwaller da EPFL desenvolveram o ChemCrow, uma IA que integra 18 ferramentas habilmente projetadas, permitindo navegar e executar tarefas dentro da pesquisa química com eficiência sem precedentes. A pesquisa deles foi publicada na Nature Machine Intelligence .

"Você pode se perguntar por que um corvo?" pergunta Schwaller. "Porque os corvos são conhecidos por usarem bem as ferramentas."

ChemCrow foi desenvolvido por Ph.D. os alunos Andres Bran e Oliver Schilter (EPFL, NCCR Catalysis) em colaboração com Sam Cox e o professor Andrew White na FutureHouse e na Universidade de Rochester.

ChemCrow é baseado em um modelo de linguagem grande (LLMs), como GPT-4, aprimorado por LangChain para integração de ferramentas, para realizar tarefas de síntese química de forma autônoma. Os cientistas aumentaram o modelo de linguagem com um conjunto de ferramentas de software especializadas já utilizadas em química, incluindo WebSearch para recuperação de informação baseada na Internet, LitSearch para extração de literatura científica e várias ferramentas moleculares e de reação para análise química.

Ao integrar o ChemCrow a essas ferramentas, os pesquisadores permitiram planejar e executar de forma autônoma sínteses químicas, como a criação de um repelente de insetos e diversos organocatalisadores, e ainda auxiliar na descoberta de novos cromóforos, substâncias fundamentais para as indústrias de corantes e pigmentos.

O que diferencia a ChemCrow é sua capacidade de adaptar e aplicar um processo de raciocínio estruturado a tarefas químicas.

“O sistema é análogo a um especialista humano, com acesso a uma calculadora e a bancos de dados que não apenas melhoram a eficiência do especialista, mas também os tornam mais factuais – no caso do ChemCrow, reduzindo as alucinações”, explica Andres Camilo Marulanda Bran, primeiro pesquisador do estudo. autor.

A ChemCrow recebe uma solicitação do usuário, planeja com antecedência como resolver a tarefa, seleciona as ferramentas relevantes e refina iterativamente sua estratégia com base no(s) resultado(s) de cada etapa. Esta abordagem metódica garante que o ChemCrow não funcione apenas com base na teoria, mas também seja baseado na aplicação prática para interação no mundo real com ambientes de laboratório.

Ao democratizar o acesso a conhecimentos e processos químicos complexos, a ChemCrow reduz a barreira de entrada para não especialistas, ao mesmo tempo que aumenta o kit de ferramentas disponível para químicos veteranos. Isto pode acelerar a pesquisa e o desenvolvimento em produtos farmacêuticos, ciência de materiais e muito mais, tornando o processo mais eficiente e seguro.

Mais informações: Aumentando grandes modelos de linguagem com ferramentas químicas, Nature Machine Intelligence (2024). DOI:10.1038/s42256-024-00832-8
Informações do diário: Inteligência da Máquina da Natureza

Fornecido pela École Polytechnique Federale de Lausanne