Fitimet:
- Të jesh në gjendje të dallosh se ku inteligjenca artificiale kursen kohë në rrjedhën e punës së kimisë (ide, dizajn, analizë, raportim) dhe ku struktura, numri, burimet dhe vendimet e sigurisë u lihen njerëzve, në varësi të nivelit të rrezikut.
- Aftësia për të aplikuar një disiplinë që kontrollon në mënyrë të pavarur çdo rezultat me katër hapat Strukturë-Numër-Burime-Siguri
- Kuptoni pse përbërjet dhe numrat e sajuar, referencat e rreme dhe keqkuptimet e sigurisë janë rreziqe për këtë profesion që duhet të merren parasysh që në fillim.
Kimia është një shkencë eksperimentale që studion strukturën, transformimin dhe vetitë e materies. Një kimist peshon, tret, ngroh dhe mat në laborator; Në tavolinën e tij, ai vizaton molekula, planifikon reagime, interpreton spektra, skanon literaturën dhe shkruan raporte. Inteligjenca artificiale (shkurtimisht AI, këtu specifikisht softueri që gjeneron tekst duke parashikuar "fjalën e ardhshme më të mundshme", të trajnuar në një model të madh gjuhësor, d.m.th., të dhëna masive tekstuale) mund të përshpejtojë në mënyrë dramatike shumë nga këto punë në tavolinë. Por ai nuk e ndërton vetë laboratorin, nuk lexon peshoren dhe më e rëndësishmja: nuk verifikon asnjë numër, formula apo citim që prodhon në emrin tuaj. Ky modul mëson se si të përdoret AI në kimi nga fundi në fund, por me përgjegjësi.
Në këtë njësi të parë, unë dua të mbjell një ide në mendjen tuaj: AI është një asistent në kimi, jo një kimist. Shkruan kodin, prodhon skica, ndërton kornizën e retrosintezës, ndihmon në interpretimin e majave të spektrit, përmbledh literaturën. Megjithatë, është kimisti kompetent ai që vendos nëse molekula mund të sintetizohet, nëse një reaksion është i sigurt apo jo, nëse një referencë është e vërtetë apo jo, dhe përgjegjësia përfundimtare.
Ku përshtatet AI në rrjedhën e punës së kimisë?
Le ta ndajmë përafërsisht një projekt kimi në pesë faza: (1) ideja dhe literatura, (2) dizajni i molekulës dhe reaksionit, (3) aplikimi laboratorik, (4) analiza dhe karakterizimi, (5) raportimi. AI mbart vlera shumë të ndryshme në këto faza.
- Idetë dhe literatura: AI përmbledh shpejt një temë, shpjegon konceptet kryesore, gjeneron terma kërkimi. Por ai mund të krijojë atribut; Këtë do ta shohim në një moment.
- Dizajni: Gjeneron SMILES (një formë e shkrimit të molekulës si varg teksti; më shumë për këtë më vonë), sugjeron hapat e retrosintezës, rendit alternativat reaktive. Sugjerimi është i mirë, jo një garanci.
- Laboratori: AI nuk bën asgjë këtu. Masat, ngrohja dhe masat e sigurisë kryhen nga njerëzit. AI ndihmon vetëm në shkrimin e procedurës; Përpara kryerjes së kësaj procedure, njeriu duhet ta mbikëqyrë atë për siguri.
- Analiza: Në interpretimin e NMR, IR, spektrit të masës (këto janë teknika matëse që tregojnë strukturën e molekulës), YZ ndihmon në grupimin e majave dhe renditjen e strukturave të mundshme. Detyra përfundimtare është e juaja.
- Raportimi: Prodhon fletore eksperimentale, draft artikulli, draft formulari sigurie. Është shumë i fuqishëm; por numrat duhet të përputhen me tuajat.
Këshillë: Vendi më i sigurt për të përdorur AI është në fushat "nëse diçka shkon keq, do të vihet re dhe do të rregullohet menjëherë": teksti i draftit, skeleti i kodit, përshkrimi i termit. Vendet më të rrezikshme janë zonat "nëse false, përhapet në heshtje": konstante, referenca, pohime sigurie, rezultate numerike.
Pse duhet të kemi kujdes? Tre rreziqe strukturore
Modeli i gjuhës së madhe nuk është një makinë llogaritëse ose një motor kimie. Prodhon tekst që statistikisht "duket i mundshëm". Kjo çon në tre rreziqe konkrete në kimi:
- I krijuar (halucinacion): Mund të shkruajë me siguri një përbërje që nuk është model, një reaksion që nuk ekziston ose një peshë molekulare të pasaktë. Për shembull, thotë "Pesha molekulare e përbërjes X është 154.2 g/mol", ndërsa vlera e saktë është 168.2.
- Citim i rremë: Mund të japë një burim që duket realist, por që nuk ekziston fare, siç është "Smith et al., 2019, Journal of Organic Chemistry". Ai madje mund të krijojë një numër DOI.
- Gabimi i sigurisë: Mund të paraqesë një kombinim të rrezikshëm të reagentëve (p.sh. një oksidues dhe një tretës organik në një raport të papërshtatshëm) si "pa problem".
Këto tre rreziqe do të shfaqen vazhdimisht në çdo njësi të këtij moduli. Zgjidhja nuk është të ikësh nga AI, por të vendosësh disiplinën e verifikimit të çdo produkti me një burim të pavarur.
mini raste
Rasti 1 - Pesha molekulare e përshtatur. Një student i diplomuar pyeti AI peshën molekulare për para-nitrofenol. “139.11 g/mol”, tha AI. Studenti ishte i sigurt dhe planifikoi të peshonte 6,96 g për 0,05 mol. Megjithatë, pesha molekulare e para-nitrofenolit është 139.11 g/mol, dhe këtë herë ishte e saktë - por studenti nuk e kishte kontrolluar kurrë. Në përbërjen tjetër (para-aminofenol, vlera aktuale 109.13 g/mol) YZ tha "123.15"; Këtë herë nxënësi e kapi duke e llogaritur me dorë nga formula (C6H7NO2): 6×12.011 + 7×1.008 + 14.007 + 2×15.999 = 109.13. Mësimi: llogarit çdo peshë molekulare pa formulë.
Rasti 2 - DOI e rreme. Një studiues i kërkoi AI për 5 burime në rishikimin e tij të literaturës. DOI e dy nga pesë u kthye "nuk u gjet" kur klikohej; Titujt ishin faktikë, por artikujt jo. Humbje kohe 40 minuta. Mësimi: jo çdo citim duhet të përdoret pa verifikim në bazën e të dhënave (DOI, PubMed, Reaxys).
Rasti 3 - Rrezik që duket i sigurt. Një përdorues pyeti AI për një procedurë pastrimi; AI prodhoi në mënyrë indirekte një sugjerim të përzierjes së një solucioni që përmban hipoklorit me një zgjidhje acidike - një kombinim që mund të lëshonte gaz klor. Për fat të mirë, përdoruesi shikoi fletën e të dhënave të sigurisë (SDS) dhe ndaloi. Mësimi: çdo procedurë inspektohet nga njeriu për SDS dhe rrezik përpara se të zbatohet.
Prompt i dobët / Prompt i fortë
Njoftim i dobët:
Sintetizoni këtë molekulë.
Ky pretendim është i paqartë: çfarë molekule, çfarë materialesh fillestare, çfarë shkalle, çfarë kufizimesh? AI plotëson boshllëqet.
Njoftim i fuqishëm:
Roli: Ju jeni një asistent me përvojë në sintezën organike. Molekula e synuar: 4-metoksiacetofenoni (BUZËQESHJE: COc1ccc(cc1)C(C)=O). Ne kemi anisolën si lëndë fillestare. Detyrë: Jepni një propozim retrosintezë me 2 hapa. Për çdo hap: reagentët, kushtet (temperatura, tretësi) dhe reaksionet anësore të mundshme. Kufizim: Shënoni "VERIFY" aty ku nuk jeni i sigurt, i përshtatshëm. Rezultatet: hapat e numëruar + lista e pikave që duhen verifikuar.
Dallimi: roli, objektivi i saktë (me SMILES), konteksti, numri i hapave, formati i daljes dhe kufizimi i "përshtatjes". Këto janë pesë komponentët e nxitjes së mirë në kimi: roli, përfaqësimi i saktë i strukturës, konteksti, detyra, kufizimi i verifikimit.
Llojet e mjeteve të AI: modeli i gjuhës apo mjeti i kimisë?
Në kimi hasni dy "AI" të ndryshme dhe është kritike të mos i ngatërroni ato:
Zhanri
Çfarë bën
besueshmëria
Shembull i përdorimit
Modeli i gjuhës së përgjithshme
Gjeneron tekst/kod, shpjegon, shkruan drafte
I ulët në numra, i lartë në gjuhë
Skema e procedurës, shpjegimi i terminologjisë
Biblioteka e kimisë (RDKit etj.)
Përpunon molekulën në mënyrë deterministike, njehson peshën molekulare
E lartë (bazuar në rregull)
Verifikimi SMILES, llogaria MA
Modeli i personalizuar i parashikimit (retrosinteza, veçori)
Jep parashikim të trajnuar me të dhëna
E mesme, në varësi të zonës
Retrosinteza, vlerësimi i tretshmërisë
Literaturë/mjet kërkimi
Pyetje reale të bazës së të dhënave
E lartë në varësi të burimit
Konfirmimi i atribuimit, kërkimi i reagimit
Rrjedha më e fuqishme e punës i kombinon këto: modeli i gjuhës gjeneron idenë, biblioteka e kimisë llogarit numrin në mënyrë përcaktuese, mjeti i literaturës verifikon atributin, vërteton njeriu. Ne do ta vendosim këtë zinxhir në njësitë e ardhshme.
Disiplina e verifikimit: KATËR hapa
Merrni çdo dalje të AI përmes këtyre katër hapave përpara se ta futni atë në laborator ose të raportoni:
- Struktura: A është i vlefshëm shënimi i molekulës/reaksionit (SMILES/InChI)? A mund të analizohet me një mjet (RDKit)?
- Numri: A janë verifikuar në mënyrë të pavarur pesha molekulare, stoikiometria, llogaritja e rendimentit (me dorë ose bibliotekë)?
- Burimi: A është verifikuar çdo pretendim dhe atribut në një bazë të dhënash reale?
- Siguria: A është lexuar SDS për secilin reagent në procedurë, a ka ndonjë kombinim të rrezikshëm?
Shënim: Këto katër hapa zbatohen "gjithmonë", jo "ndonjëherë". 20 situata në të cilat AI është e saktë nuk e justifikoni 1 situatë në të cilën është e pasaktë; sepse në kimi ajo 1 situatë mund të jetë një shpërthim, helmim ose një artikull i tërhequr.
Gabimet e zakonshme
- Gabimi i prodhimit të AI si një "burim". AI nuk është një burim, por një gjenerues që përpiqet të mbajë mend burimet (ndonjëherë gabimisht). Është baza e të dhënave burimore.
- Duke i besuar numrit. Përdorimi i numrave si pesha molekulare, pKa, pika e vlimit pa i verifikuar ato. Këto mund të llogariten/kërkohen në mënyrë deterministe; Të pyesësh modelin gjuhësor është mënyra më e dobët.
- Transferimi i sigurisë në AI. "AI nuk tha se është e rrezikshme" nuk do të thotë se është e sigurt. Vlerësimi i rrezikut është punë e njeriut dhe SDS.
- Njoftim i paqartë. Mos dhënia e molekulës me emrin e saj, por nga struktura e saj (BUZËQESHJE/InChI); Kjo çon në molekula të pasakta për shkak të konfuzionit të emrit.
- Besimi në vetëm një përpjekje. Të bëni të njëjtën pyetje përsëri në një mënyrë tjetër dhe të mos kontrolloni qëndrueshmërinë.
Në përmbledhje
- AI është një asistent i fuqishëm i tavolinës në kimi: prodhon kode, skica, përshkrime, skelete të skanimit; por laboratori nuk e bën dhe nuk verifikon rezultatin e tij.
- Ekzistojnë tre rreziqe të qenësishme: përbërje/numër i rremë, atribuim i rremë, gabim i sigurisë.
- Ndani dhe kombinoni modelin e përgjithshëm të gjuhës dhe mjetet përcaktuese të kimisë (RDKit, bazat e të dhënave).
- Merrni çdo produkt përmes katër hapave Strukturë-Numër-Burim-Siguria.
- Prompt i mirë: përfshin rolin, paraqitjen e qartë të strukturës, kontekstin, detyrën, kufizimin e vlefshmërisë.
Detyra e aplikimit
Zgjidhni një molekulë që keni studiuar vetë (p.sh. aspirina, BUZËQESHJE: CC(=O)Oc1ccccc1C(=O)O). Pyetni AI tre gjëra: (1) peshën molekulare, (2) dy dokumente referimi, (3) një hap sinteze. Pastaj verifikoni secilën në mënyrë të pavarur: llogaritni manualisht peshën molekulare nga formula, konfirmoni citimet me DOI, ekzaminoni hapin e sintezës me një sy sigurie. Cili produkt doli i saktë dhe cili kërkon korrigjim? Mbani një "regjistër verifikimi" gjysmë faqe.
listë kontrolli
- [ ] Kuptova se AI është një asistent, jo një kimist.
- [ ] Unë i njoh rreziqet e fabrikimit, atribuimit të rremë dhe mosbesimit me shembuj.
- [ ] Mund të dalloj midis modelit gjuhësor dhe mjeteve deterministe të kimisë.
- [ ] Unë do të zbatoj katër hapat e Strukturës-Numër-Burimi-Siguria për çdo produkt.
- [ ] Unë i përshkruaj molekulat sipas shënimit të strukturës (SMILES/InChI), jo me emër.
- [ ] Kam mbajtur të paktën një regjistër verifikimi.