Добивки:
- Да може да разликува каде вештачката интелигенција заштедува време во работниот процес по хемија (идеја, дизајн, анализа, известување) и каде структурата, бројот, ресурсите и безбедносните одлуки се препуштени на луѓето, во зависност од нивото на ризик.
- Способност за примена на дисциплина која независно го проверува секој излез со четирите чекори Структура-Број-ресурс-безбедност
- Разберете зошто измислените соединенија и бројки, лажните референци и безбедносните заблуди се ризици за оваа професија кои мора да се земат предвид од самиот почеток.
Хемијата е експериментална наука која ја проучува структурата, трансформацијата и својствата на материјата. Хемичарот мери, раствора, загрева и мери во лабораторија; На неговото биро, тој црта молекули, планира реакции, интерпретира спектри, ја скенира литературата и пишува извештаи. Вештачката интелигенција (накратко, вештачка интелигенција, овде конкретно софтвер кој генерира текст со предвидување на „следниот најверојатен збор“, обучен на голем јазичен модел, т.е. масивни текстуални податоци) може драматично да забрза многу од овие работни задачи на масата. Но, не ја гради самата лабораторија, не ги чита вагите и што е најважно: не потврдува никакви бројки, формули или цитати што ги произведува во ваше име. Овој модул учи како да се користи вештачката интелигенција во хемијата од крај до крај, но одговорно.
Во оваа прва единица, сакам да всадам една идеја во вашиот ум: ВИ е асистент по хемија, а не хемичар. Пишува код, прави контури, гради рамка за ретросинтеза, помага да се интерпретираат врвовите на спектарот, резимира литература. Сепак, компетентниот хемичар е тој што одлучува дали молекулата всушност може да се синтетизира, дали реакцијата е безбедна или не, дали референцата е вистинска или не, и крајната одговорност.
Каде се вклопува вештачката интелигенција во работниот тек на хемијата?
Ајде грубо да го поделиме хемискиот проект во пет фази: (1) идеја и литература, (2) дизајн на молекули и реакција, (3) лабораториска апликација, (4) анализа и карактеризација, (5) известување. ВИ носи многу различни вредности во овие фази.
- Идеи и литература: вештачката интелигенција брзо резимира тема, ги објаснува клучните концепти, генерира термини за пребарување. Но, тој може да измисли атрибуција; Ова ќе го видиме за момент.
- Дизајн: Генерира НАСМЕВКИ (форма на пишување на молекулата како текстуална низа; повеќе за тоа подоцна), предлага чекори за ретросинтеза, наведува реактивни алтернативи. Предлогот е добар, не е гаранција.
- Лабораторија: ВИ не прави ништо овде. Мерките за мерење, греење и безбедност се вршат од луѓе. ВИ помага само да се напише постапката; Пред да се изврши таа процедура, човекот мора да ја надгледува за безбедност.
- Анализа: При толкување на NMR, IR, масен спектар (ова се мерни техники кои ја покажуваат структурата на молекулата), YZ помага да се групираат врвовите и да се наведат можните структури. Конечната задача е ваша.
- Известување: Изработува експериментален тетратка, нацрт на напис, нацрт на безбедносен формулар. Тој е многу моќен; но бројките треба да одговараат на вашите.
Совет: Најбезбедно место за користење вештачка интелигенција е во областите „ако нешто тргне наопаку, ќе биде забележано и поправено веднаш“: нацрт текст, скелет на код, опис на терминот. Најризичните места се областите „ако е неточно, тивко се шири“: константи, референци, безбедносни тврдења, нумерички резултати.
Зошто треба да бидеме внимателни? Три структурни ризици
Големиот јазичен модел не е калкулатор или хемиски мотор. Произведува текст кој статистички „изгледа веројатно“. Ова води до три конкретни ризици во хемијата:
- Составен (халуцинација): Може самоуверено да запише соединение што не е модел, реакција што не постои или неправилна молекуларна тежина. На пример, пишува „Молекуларната тежина на соединението X е 154,2 g/mol“, додека точната вредност е 168,2.
- Лажен цитат: Може да даде извор што изгледа реалистично, но воопшто не постои, како што е „Smith et al., 2019, Journal of Organic Chemistry“. Тој дури може да направи DOI број.
- Безбедносна заблуда: Може да претстави опасна комбинација на реагенси (на пр. оксидатор и органски растворувач во несоодветен сооднос) како „без проблем“.
Овие три ризици ќе се појавуваат повторно и повторно во секоја единица од овој модул. Решението не е да се избега од вештачката интелигенција, туку да се воспостави дисциплина за проверка на секој излез со независен извор.
мини случаи
Случај 1 - Опремена молекуларна тежина. Еден дипломиран студент ја прашал АИ за молекуларната тежина за пара-нитрофенол. „139,11 g/mol“, рече вештачката интелигенција. Студентот бил самоуверен и планирал да тежи 6,96 g за 0,05 mol. Сепак, молекуларната тежина на пара-нитрофенолот е 139,11 g/mol, и овој пат беше точно - но студентот никогаш не проверил. На следното соединение (пара-аминофенол, вистинска вредност 109,13 g/mol) YZ рече „123,15“; Овој пат ученикот го фатил со рачно пресметување од формулата (C6H7NO2): 6×12.011 + 7×1.008 + 14.007 + 2×15.999 = 109.13. Лекција: пресметајте ја секоја молекуларна тежина без формула.
Случај 2 - Лажни DOI. Истражувач побара од вештачката интелигенција 5 извори во неговиот преглед на литературата. DOI на две од петте се врати „не е пронајдено“ кога ќе се кликне; Насловите беа фактички, но написите не беа. Губење време 40 минути. Лекција: не секој цитат треба да се користи без верификација во базата на податоци (DOI, PubMed, Reaxys).
Случај 3 - Опасност што изгледа безбедна. Еден корисник ја праша вештачката интелигенција за процедура за чистење; Вештачката интелигенција индиректно даде предлог за мешање на раствор што содржи хипохлорит со кисел раствор - комбинација што може да ослободи гас хлор. За среќа, корисникот го погледнал безбедносниот лист со податоци (SDS) и застанал. Поука: секоја постапка е проверена од човек за СДС и опасност пред да се спроведе.
Слаб промпт / Силен промпт
Слаба навестување:
Синтетизирајте ја оваа молекула.
Ова тврдење е нејасно: која молекула, какви појдовни материјали, каква скала, какви ограничувања? ВИ ги надополнува празнините.
Моќен потсетник:
Улога: Вие сте искусен асистент во органска синтеза. Целна молекула: 4-метоксиацетофенон (Насмевки: COc1ccc(cc1)C(C)=O). Имаме анизола како почетен материјал. Задача: Дајте предлог за ретросинтеза во 2 чекори. За секој чекор: реагенси, услови (температура, растворувач) и МОЖНИ несакани реакции. Ограничување: Означете „VERIFY“ каде што не сте сигурни, одговара. Излез: нумерирани чекори + листа на точки што треба да се потврдат.
Разлика: улога, точна цел (со НАСМЕВКИ), контекст, број на чекори, формат на излез и ограничување за „фитинг“. Ова се петте компоненти на доброто поттикнување во хемијата: улога, прецизно претставување на структурата, контекст, задача, ограничување за верификација.
Видови алатки за вештачка интелигенција: јазичен модел или хемиска алатка?
Во хемијата се среќавате со две различни „ВИ“ и критично е да не ги мешате:
Жанр
Што прави
сигурност
Пример за употреба
Општ јазичен модел
Генерира текст/код, објаснува, пишува нацрти
Ниско на бројки, високо на јазикот
Преглед на постапката, објаснување на терминологијата
Хемиска библиотека (RDKit итн.)
Детерминистички ја обработува молекулата, ја пресметува молекуларната тежина
Високо (засновано на правила)
Проверка на СМИЛЕС, м-р сметка
Прилагоден модел на предвидување (ретросинтеза, карактеристика)
Дава предвидување обучено со податоци
Средно, во зависност од областа
Ретросинтеза, проценка на растворливост
Литература/алатка за пребарување
Прашања за вистинска база на податоци
Високо во зависност од изворот
Потврда за атрибуција, пребарување на реакција
Најсилниот работен тек ги комбинира овие: јазичниот модел ја генерира идејата, хемиската библиотека детерминистички го пресметува бројот, литературната алатка ја потврдува атрибуцијата, човечкото потврдува. Овој синџир ќе го воспоставиме во следните единици.
Дисциплина за верификација: ЧЕТИРИ чекори
Преземете го секој излез на вештачка интелигенција низ овие четири чекори пред да го внесете во лабораторија или да пријавите:
- Структура: Дали е валидна ознаката за молекула/реакција (SMILES/InChI)? Дали може да се анализира со алатка (RDKit)?
- Број: Дали молекуларната тежина, стехиометријата, пресметката на приносот се потврдени независно (рачно или библиотека)?
- Извор: Дали секое тврдење и припишување е потврдено во вистинска база на податоци?
- Безбедност: Дали е прочитан СДС за секој реагенс во постапката, дали има опасни комбинации?
Забелешка: Овие четири чекори се применуваат „секогаш“, а не „понекогаш“. 20 ситуации во кои вештачката интелигенција е точна, не оправдувајте 1 ситуација во која е неточна; бидејќи во хемијата таа 1 ситуација може да биде експлозија, труење или повлечен артикл.
Вообичаени грешки
- Грешка на излезот на вештачката интелигенција како „ресурс“. ВИ не е ресурс, туку генератор кој се обидува да ги запомни ресурсите (понекогаш погрешно). Тоа е изворната база на податоци.
- Верување на бројот. Користење на броеви како што се молекуларна тежина, pKa, точка на вриење без нивно потврдување. Овие може да се пресметаат/пребаруваат детерминистички; Прашањето за јазичниот модел е најслабиот начин.
- Аутсорсинг безбедност на вештачка интелигенција. „Ви не рече дека е опасно“ не значи дека е безбедно. Проценката на опасност е работа на човекот и СДС.
- Нејасна навестување. Не давање на молекулата по нејзиното име, туку по структурата (SMILES/InChI); Ова води до неточни молекули поради конфузија на името.
- Доверба во само еден обид. Поставување на истото прашање повторно на поинаков начин и не проверка на доследноста.
Сумирано
- Вештачката интелигенција е моќен асистент во хемијата: произведува код, контури, описи, скелети за скенирање; но лабораторијата не го прави тоа и не го потврдува нејзиниот излез.
- Постојат три инхерентни ризици: лажен состав/број, лажен атрибут, безбедносна заблуда.
- Одделете и комбинирајте општи јазичен модел и детерминистички алатки за хемија (RDKit, бази на податоци).
- Преземете го секој излез низ четирите чекори Структура-Број-Извор-Безбедност.
- Добра порака: вклучува улога, експлицитна претстава на структурата, контекст, задача, ограничување за валидација.
Задача за апликација
Изберете молекула што сте ја проучувале самите (на пр. аспирин, НАСМЕВКИ: CC(=O)Oc1ccccc1C(=O)O). Прашајте ја вештачката интелигенција три работи: (1) молекуларна тежина, (2) две референтни документи, (3) чекор за синтеза. Потоа потврдете го секое независно: рачно пресметајте ја молекуларната тежина од формулата, потврдете ги наводите со DOI, испитајте го чекорот на синтеза со безбедносно око. Кој излез излезе точен и кој бара корекција? Водете „дневник за верификација“ на половина страница.
листа за проверка
- [ ] Сфатив дека вештачката интелигенција е асистент, а не хемичар.
- [ ] Ги препознавам ризиците од фабрикување, лажно припишување и недоверба со примери.
- [ ] Можам да разликувам јазичен модел и детерминистички алатки за хемија.
- [ ] Ќе ги применам четирите чекори Структура–Број–Извор–Безбедност на секој излез.
- [ ] Јас ги опишувам молекулите по структура нотација (SMILES/InChI), а не по име.
- [ ] Водев барем еден дневник за верификација.