Ifihan si Imọye Oríkĕ ni Kemistri: Awọn ipa, Awọn aala, Afọwọsi ati Iwa

Awọn anfani:

• Ni anfani lati ṣe iyatọ nibiti oye itetisi atọwọda fi akoko pamọ ninu iṣan-iṣẹ kemistri (imọran, apẹrẹ, itupalẹ, ijabọ) ati nibiti eto, nọmba, awọn orisun ati awọn ipinnu ailewu ti fi silẹ fun eniyan, da lori ipele ti eewu.
• Agbara lati lo ibawi kan ti o ṣayẹwo ni ominira ti iṣelọpọ kọọkan pẹlu awọn igbesẹ mẹrin ti Eto-Number-Resource-Security
• Loye idi ti awọn agbo ogun ti a ṣe ati awọn nọmba, awọn itọkasi eke, ati awọn aburu aabo jẹ awọn eewu si iṣẹ yii ti o gbọdọ gbero lati ibẹrẹ.

Kemistri jẹ imọ-ẹrọ esiperimenta ti o ṣe iwadii igbekalẹ, iyipada ati awọn ohun-ini ti ọrọ. A chemist òṣuwọn, dissolves, heats ati awọn iwọn ninu awọn yàrá; Ni tabili rẹ, o fa awọn ohun elo, gbero awọn aati, tumọ awọn iwoye, ṣayẹwo awọn iwe ati kọ awọn ijabọ. Oye itetisi atọwọdọwọ (AI fun kukuru, nibi pataki sọfitiwia ti o ṣe agbejade ọrọ nipa sisọ asọtẹlẹ “ọrọ ti o ṣeeṣe julọ ti o tẹle,” ikẹkọ lori awoṣe ede nla kan, ie, data ọrọ nla) le ṣe iyara pupọ pupọ ninu awọn iṣẹ tabili wọnyi. Ṣugbọn ko kọ laabu funrararẹ, ko ka awọn irẹjẹ, ati pataki julọ: ko rii daju awọn nọmba eyikeyi, awọn agbekalẹ, tabi awọn itọka ti o ṣe fun ọ. Module yii nkọ bi o ṣe le lo AI ni kemistri opin-si-opin ṣugbọn ni ifojusọna.

Ninu ẹyọ akọkọ yii, Mo fẹ gbin imọran kan si ọkan rẹ: AI jẹ oluranlọwọ ninu kemistri, kii ṣe kemistri. Kọ koodu, ṣe agbejade awọn ilana, kọ ilana retrosynthesis, ṣe iranlọwọ itumọ awọn ga ju julọ.Oniranran, ṣe akopọ litireso. Bí ó ti wù kí ó rí, oníkẹ́míìsì tó tóótun ló pinnu bóyá molecule náà lè ṣe àkópọ̀ ní ti tòótọ́, bóyá ìhùwàpadà kan wà láìséwu tàbí bẹ́ẹ̀ kọ́, bóyá ìtọ́kasí jẹ́ ojúlówó tàbí bẹ́ẹ̀ kọ́, àti ojúṣe tó ga jù lọ.

Nibo ni AI ṣe deede si iṣan-iṣẹ kemistri?

Jẹ ki ká aijọju pin ise agbese kemistri si awọn ipele marun: (1) ero ati litireso, (2) moleku ati lenu oniru, (3) yàrá elo, (4) onínọmbà ati karakitariasesonu, (5) iroyin. AI gbejade awọn iye ti o yatọ pupọ ni awọn ipele wọnyi.

• Awọn imọran ati awọn iwe-iwe: AI ṣe akopọ koko-ọrọ kan ni kiakia, ṣalaye awọn imọran bọtini, ṣe agbekalẹ awọn ọrọ wiwa. Sugbon o le ṣe soke Attribution; A yoo rii eyi ni iṣẹju kan.
• Apẹrẹ: Ṣe ipilẹṣẹ SMILES (fọọmu kikọ moleku gẹgẹbi okun ọrọ kan; diẹ sii lori iyẹn nigbamii), daba awọn igbesẹ atunkọ, ṣe atokọ awọn yiyan ifaseyin. Aba dara, kii ṣe ẹri.
• yàrá: AI ko ṣe nkankan nibi. Iwọn, alapapo ati awọn igbese aabo ni a ṣe nipasẹ eniyan. AI nikan ṣe iranlọwọ lati kọ ilana naa; Ṣaaju ṣiṣe ilana yẹn eniyan ni lati ṣakoso rẹ fun aabo.
• Onínọmbà: Ni itumọ NMR, IR, ọpọ julọ. Ipari iṣẹ iyansilẹ jẹ tirẹ.
• Ijabọ: Ṣe agbejade iwe afọwọkọ esiperimenta, iwe kikọ nkan, apẹrẹ fọọmu aabo. O lagbara pupọ; ṣugbọn awọn nọmba yẹ ki o baramu tirẹ.

Imọran: Ibi ti o ni aabo julọ lati lo AI wa ni “ti nkan kan ba jẹ aṣiṣe yoo ṣe akiyesi ati ṣeto lẹsẹkẹsẹ” awọn agbegbe: ọrọ kikọ, egungun koodu, apejuwe ọrọ. Awọn aaye ti o lewu julọ ni awọn agbegbe “ti o ba jẹ eke, o tan kaakiri” awọn agbegbe: awọn iduro, awọn itọkasi, awọn iṣeduro aabo, awọn abajade nọmba.

Kí nìdí tó fi yẹ ká ṣọ́ra? Awọn ewu igbekale mẹta

Awoṣe ede nla kii ṣe ẹrọ iṣiro tabi ẹrọ kemistri. Ṣe agbejade ọrọ ti o “ṣee ṣe” ni iṣiro. Eyi yori si awọn eewu nja mẹta ni kemistri:

1. Ti a ṣe (hallucination): Le pẹlu igboya kọ akopọ kan ti kii ṣe awoṣe, iṣesi ti ko si, tabi iwuwo molikula ti ko tọ. Fun apẹẹrẹ, o sọ pe “Iwọn molikula ti yellow X jẹ 154.2 g/mol”, lakoko ti iye to pe jẹ 168.2.
2. Itọkasi iro: Le fun orisun kan ti o dabi ojulowo ṣugbọn ko si rara, gẹgẹbi "Smith et al., 2019, Iwe akosile ti Kemistri Organic." O le paapaa ṣe nọmba DOI kan.
3. Airotẹlẹ aabo: Le ṣe afihan apapo ti o lewu ti awọn reagents (fun apẹẹrẹ oxidizer ati ohun elo Organic ni ipin ti ko yẹ) bi “ko si iṣoro”.

Awọn ewu mẹta wọnyi yoo han lẹẹkansi ati lẹẹkansi ni ẹyọkan ti module yii. Ojutu naa kii ṣe lati sa fun AI, ṣugbọn lati fi idi ibawi ti ijẹrisi iṣelọpọ kọọkan pẹlu orisun ominira.

mini igba

Ọran 1 - Iwọn molikula ti o ni ibamu. Ọmọ ile-iwe giga kan beere AI iwuwo molikula fun para-nitrophenol. “139.11 g/mol,” AI sọ. Ọmọ ile-iwe naa ni igboya ati gbero lati ṣe iwọn 6.96 g fun 0.05 mol. Sibẹsibẹ, iwuwo molikula ti para-nitrophenol jẹ 139.11 g/mol, ati ni akoko yii o tọ - ṣugbọn ọmọ ile-iwe ko ti ṣayẹwo rara. Lori ẹgbẹ ti o tẹle (para-aminophenol, iye gangan 109.13 g / mol) YZ sọ "123.15"; Ni akoko yii ọmọ ile-iwe gba o nipa ṣiṣe iṣiro pẹlu ọwọ lati agbekalẹ (C6H7NO2): 6×12.011 + 7×1.008 + 14.007 + 2×15.999 = 109.13. Ẹkọ: ṣe iṣiro iwuwo molikula kọọkan laisi agbekalẹ.

Ọran 2 - Iro DOI. Oluwadi kan beere AI fun awọn orisun 5 ninu atunyẹwo iwe-iwe rẹ. DOI ti meji ninu marun naa pada "ko ri" nigbati o tẹ; Awọn akọle jẹ otitọ, ṣugbọn awọn nkan ko ṣe. Egbin ti akoko 40 iṣẹju. Ẹkọ: kii ṣe gbogbo itọka ni o yẹ ki o lo laisi ijẹrisi ninu ibi ipamọ data (DOI, PubMed, Reaxys).

Ọran 3 - Ewu ti o dabi ailewu. Olumulo kan beere lọwọ AI nipa ilana mimọ; Ai taara ṣe agbejade aba kan ti dapọ ojutu ti o ni hypochlorite pẹlu ojutu ekikan kan—apapọ ti o le tu gaasi chlorine silẹ. Oriire olumulo naa wo iwe data aabo (SDS) o duro. Ẹkọ: gbogbo ilana jẹ ayewo eniyan fun SDS ati eewu ṣaaju ṣiṣe.

Ailagbara kiakia / Alagbara kiakia

Ibere ​​ailagbara:

Sinthesize yi moleku.

Ibeere yii jẹ aiduro: kini moleku, kini awọn ohun elo ibẹrẹ, iwọn wo, awọn idiwọ wo? AI ṣe soke awọn ela.

Ibere ​​ti o lagbara:

Ipa: Iwọ jẹ oluranlọwọ ti o ni iriri ninu iṣelọpọ Organic. Molikula afojusun: 4-methoxyacetofenone (SMILES: COc1ccc(cc1)C(C)=O). A ni anisole bi ohun elo ibẹrẹ. Iṣẹ-ṣiṣe: Fun imọran retrosynthesis-igbesẹ meji kan. Fun igbesẹ kọọkan: awọn reagents, awọn ipo (iwọn otutu, epo), ati awọn aati ẹgbẹ POSSIBLE. Idiwọn: Samisi "ṢẸRẸ" ni ibi ti o ko ni idaniloju, fitting.Output: awọn igbesẹ nọmba + akojọ awọn aaye lati jẹrisi.

Iyatọ: ipa, ibi-afẹde gangan (pẹlu SMILES), ọrọ-ọrọ, nọmba awọn igbesẹ, ọna kika ti o wu ati “ibaramu” ihamọ. Iwọnyi jẹ awọn paati marun ti itoni ti o dara ni kemistri: ipa, aṣoju igbekalẹ titọ, ọrọ-ọrọ, iṣẹ-ṣiṣe, idiwọ ijẹrisi.

Awọn oriṣi ti awọn irinṣẹ AI: awoṣe ede tabi ohun elo kemistri?

Ninu kemistri o ba pade “AI” oriṣiriṣi meji ati pe o ṣe pataki lati ma da wọn lẹnu:

Oriṣi

Kini o ṣe

igbẹkẹle

Lilo apẹẹrẹ

Awoṣe ede gbogbogbo

Ṣe ipilẹṣẹ ọrọ/koodu, ṣalaye, kọ awọn iyaworan

Kekere lori awọn nọmba, ga lori ede

Ilana ilana, alaye awọn ọrọ-ọrọ

Ile-ikawe Kemistri (RDKit ati bẹbẹ lọ)

Awọn ilana ti molikula ni ipinnu, ṣe iṣiro iwuwo molikula

Giga (orisun ofin)

SILES ijerisi, MA iroyin

Awoṣe asọtẹlẹ aṣa (retrosynthesis, ẹya)

O funni ni asọtẹlẹ ikẹkọ data

Alabọde, da lori agbegbe

Retrosynthesis, ifoju solubility

Litireso / ohun elo wiwa

Awọn ibeere database gidi

Ga da lori orisun

Ìmúdájú ìdánilẹ́kọ̀ọ́, ìṣàwárí ìdárayá

Ṣiṣan iṣẹ ti o lagbara julọ darapọ awọn wọnyi: awoṣe ede n ṣe ipilẹṣẹ imọran, ile-ikawe kemistri ṣe iṣiro nọmba naa ni ipinnu, ohun elo litireso jẹri ikasi, eniyan fọwọsi. A yoo fi idi yi pq ni tókàn sipo.

Ijẹrisi ibawi: Awọn igbesẹ mẹrin

Mu iṣelọpọ AI kọọkan nipasẹ awọn igbesẹ mẹrin wọnyi ṣaaju titẹ sii sinu laabu tabi ijabọ:

1. Igbekale: Njẹ molikula/akọsilẹ ifaseyin (SMILES/InChI) wulo? Ṣe o le ṣe itupalẹ pẹlu ọpa kan (RDKit)?
2. Nọmba: Njẹ iwuwo molikula, stoichiometry, iṣiro ikore ti jẹri ni ominira (nipa ọwọ tabi ile-ikawe)?
3. Orisun: Njẹ gbogbo ẹtọ ati iyasọtọ ti jẹri ni ibi ipamọ data gidi kan bi?
4. Aabo: Njẹ a ti ka SDS fun reagenti kọọkan ninu ilana naa, ṣe awọn akojọpọ eewu eyikeyi wa bi?

Akiyesi: Awọn igbesẹ mẹrin wọnyi lo “nigbagbogbo” kii ṣe “nigbakugba”. Awọn ipo 20 ninu eyiti AI jẹ pe ko ṣe awawi ipo 1 ninu eyiti o jẹ aṣiṣe; nitori ninu kemistri pe ipo 1 le jẹ bugbamu, majele tabi nkan ti o yọkuro.

Awọn aṣiṣe ti o wọpọ

• Asise awọn AI o wu bi a "awọn oluşewadi". AI kii ṣe orisun, ṣugbọn olupilẹṣẹ ti o gbiyanju lati ranti awọn orisun (nigbakugba ti ko tọ). O jẹ orisun data orisun.
• Ni igbẹkẹle nọmba naa. Lilo awọn nọmba bii iwuwo molikula, pKa, aaye farabale laisi ijẹrisi wọn. Awọn wọnyi le wa ni iṣiro / wa deterministically; Béèrè awoṣe ede jẹ ọna alailagbara julọ.
• Aabo itajade si AI. "AI ko sọ pe o lewu" ko tumọ si pe o ni ailewu. Ayẹwo ewu jẹ iṣẹ eniyan ati SDS.
• Itọkasi aiṣedeede. Kii ṣe fifun moleku naa nipasẹ orukọ rẹ ṣugbọn nipasẹ ọna rẹ (SMILES/InChi); Eyi nyorisi awọn moleku ti ko tọ nitori rudurudu orukọ.
• Ni igbẹkẹle ninu igbiyanju kan. Bibeere ibeere kanna lẹẹkansi ni ọna ti o yatọ ati pe kii ṣe ṣayẹwo aitasera.

Ni akojọpọ

• AI jẹ oluranlọwọ tabili ti o lagbara ni kemistri: o ṣe agbejade koodu, awọn ilana, awọn apejuwe, awọn skeleton ọlọjẹ; ṣugbọn lab naa ko ṣe ati pe ko rii daju abajade rẹ.
• Awọn eewu atorunwa mẹta lo wa: agbo iro/nọmba, ikasi iro, iro aabo.
• Lọtọ ati ṣajọpọ awoṣe ede gbogbogbo ati awọn irinṣẹ kemistri ipinnu (RDKit, awọn apoti isura data).
• Mu abajade kọọkan nipasẹ awọn igbesẹ mẹrin ti Ẹka – Nọmba – Orisun – Aabo.
• Itọkasi to dara: pẹlu ipa, aṣoju ọna ti o fojuhan, ọrọ-ọrọ, iṣẹ-ṣiṣe, ihamọ afọwọsi.

Ohun elo iṣẹ-ṣiṣe

Yan moleku kan ti o ti ṣe iwadi funrararẹ (fun apẹẹrẹ aspirin, SMILES: CC(=O)Oc1ccccc1C(=O)O). Beere AI awọn nkan mẹta: (1) iwuwo molikula, (2) awọn iwe itọkasi meji, (3) igbesẹ iṣelọpọ kan. Lẹhinna ṣayẹwo ọkọọkan ni ominira: pẹlu ọwọ ṣe iṣiro iwuwo molikula lati agbekalẹ, jẹrisi awọn itọkasi pẹlu DOI, ṣayẹwo igbesẹ iṣelọpọ pẹlu oju aabo. Ijade wo ni o jade ni deede ati eyiti o nilo atunṣe? Tọju oju-iwe idaji kan “akọsilẹ ijẹrisi.”

akojọ ayẹwo

• [] Mo rii pe AI jẹ oluranlọwọ, kii ṣe onimọ-jinlẹ.
• [] Mo mọ awọn ewu ti iṣelọpọ, ẹda eke, ati aifọkanbalẹ pẹlu awọn apẹẹrẹ.
• [] Mo le ṣe iyatọ laarin awoṣe ede ati awọn irinṣẹ kemistri ipinnu.
• [] Emi yoo lo awọn igbesẹ mẹrin ti Ẹka-Nọmba-Orisun-Aabo si iṣelọpọ kọọkan.
• [] Mo ṣe apejuwe awọn moleku nipasẹ akiyesi igbekalẹ (SMILES/InChi), kii ṣe nipasẹ orukọ.
• [] Mo tọju o kere ju akọọlẹ ijẹrisi kan.