एम्स्टर्डम विश्वविद्यालय के रसायन विज्ञान शोधकर्ताओं ने एक कृत्रिम बुद्धिमत्ता मशीन लर्निंग सिस्टम से लैस एक स्वचालित रासायनिक संश्लेषण रोबोट बनाया है, जिसका नाम "रोबोकेम" है। यह कॉम्पैक्ट प्रयोगशाला उपकरण गति और परिशुद्धता में मानव रसायनज्ञों से आगे निकल जाता है और साथ ही उच्च स्तर की सरलता भी प्रदर्शित करता है। अपनी तरह के पहले के रूप में, यह फार्मास्यूटिकल्स और कई अन्य अनुप्रयोगों के लिए अणुओं की रासायनिक खोज में काफी तेजी ला सकता है, और रोबोकेम के पहले परिणाम हाल ही में साइंस जर्नल में प्रकाशित हुए थे।
रोबोकेम को वर्जीनिया विश्वविद्यालय के वानट हॉफ इंस्टीट्यूट ऑफ मॉलिक्यूलर साइंसेज में प्रोफेसर टिमोथी नोएल के शोध समूह द्वारा विकसित किया गया था। उनके पेपर से पता चलता है कि रोबोकेम एक सटीक और विश्वसनीय रसायनज्ञ है जो न्यूनतम मात्रा में अपशिष्ट उत्पन्न करते हुए विभिन्न प्रकार की प्रतिक्रियाएँ कर सकता है। सिस्टम चौबीसों घंटे स्वायत्त रूप से काम करता है, जल्दी और बिना थके परिणाम देता है।
नोएल कहते हैं, "एक सप्ताह के भीतर, हम लगभग दस से बीस अणुओं के संश्लेषण को अनुकूलित करने में सक्षम थे, जिसमें एक पीएचडी छात्र को कई महीने लग गए होंगे।" "रोबोट न केवल इष्टतम प्रतिक्रिया की स्थिति प्राप्त करता है, बल्कि यह स्केल-अप के लिए एक सेट-अप भी प्रदान करता है। इसका मतलब है कि हम ऐसी मात्रा का उत्पादन कर सकते हैं जो फार्मास्युटिकल उद्योग के आपूर्तिकर्ताओं के लिए सीधे प्रासंगिक हैं।"
नोएल का अनुसंधान समूह प्रवाह रसायन विज्ञान में विशेषज्ञता रखता है, एक नया रासायनिक दृष्टिकोण जो बीकर, फ्लास्क और अन्य पारंपरिक रासायनिक उपकरणों को लचीली छोटी ट्यूब प्रणालियों से बदल देता है। रोबोकेम में, एक यांत्रिक सुई सावधानी से प्रारंभिक सामग्री एकत्र करती है और उन्हें आधे मिलीलीटर से अधिक की छोटी मात्रा में मिलाती है।
फिर ये एक पाइपिंग प्रणाली के माध्यम से रिएक्टर में प्रवाहित होते हैं। वहां, उच्च-शक्ति एलईडी से प्रकाश प्रतिक्रिया मिश्रण में फोटोकैटलिस्ट को सक्रिय करके आणविक परिवर्तनों को ट्रिगर करता है। परिवर्तित अणुओं की पहचान करने के लिए ऑप्टिकल प्रवाह एक स्वचालित एनएमआर स्पेक्ट्रोमीटर तक जारी रहता है। यह डेटा वास्तविक समय में रोबोकेम को नियंत्रित करने वाले कंप्यूटर को वापस फीड किया जाता है।
"यह रोबोकेम का मस्तिष्क है। यह जानकारी को संसाधित करने के लिए कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग करता है। हम एक मशीन लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करते हैं जो स्वायत्त रूप से निर्णय लेता है कि कौन सी प्रतिक्रियाएँ निष्पादित करनी हैं। यह हमेशा सर्वोत्तम परिणामों का लक्ष्य रखता है और रसायन विज्ञान की अपनी समझ में लगातार सुधार कर रहा है," नोएल कहते हैं।
रोबोकेम के परिणामों की पुष्टि करने के लिए, अनुसंधान टीम ने बहुत प्रयास किए। विज्ञान के पेपरों में शामिल सभी अणुओं को अलग किया गया और मैन्युअल रूप से जांच की गई।
नोएल ने कहा कि वह सिस्टम की सरलता से प्रभावित थे: "मैं दस साल से अधिक समय से फोटोकैटलिसिस पर काम कर रहा हूं। फिर भी, रोबोकेम ने ऐसे परिणाम दिखाए जिनकी मैं भविष्यवाणी नहीं कर सकता था। उदाहरण के लिए, इसमें ऐसी प्रतिक्रियाएं मिलीं जिनके लिए बहुत कम रोशनी की आवश्यकता होती है। कभी-कभी मुझे अपना सिर खुजलाना पड़ता है और आश्चर्य होता है कि यह वास्तव में क्या करता है। और फिर आप सोचते हैं, क्या हम वही काम करेंगे? अब पीछे मुड़कर देखने पर, आप रोबोकेम के तर्क को समझते हैं। लेकिन मुझे संदेह है कि हमने स्वयं भी वही परिणाम प्राप्त किए होंगे। कम से कम इतनी जल्दी नहीं'.
शोधकर्ताओं ने चार यादृच्छिक रूप से चयनित पत्रों में पहले प्रकाशित निष्कर्षों को दोहराने के लिए रोबोकेम का भी उपयोग किया। फिर उन्होंने यह निर्धारित किया कि क्या रोबोकेम ने समान या बेहतर परिणाम दिए। लगभग 80 प्रतिशत समय, सिस्टम ने बेहतर परिणाम दिये। नोएल ने कहा: 'अन्य 20 प्रतिशत मामलों में परिणाम समान थे। इससे मुझे कोई संदेह नहीं रह गया है कि एआई-सहायता प्राप्त तरीकों से व्यापक अर्थों में रासायनिक खोज को लाभ होगा। "
रोबोकेम और अन्य "कम्प्यूटरीकृत" रसायन विज्ञान का उद्देश्य उच्च गुणवत्ता वाले डेटा उत्पन्न करना भी है जो कृत्रिम बुद्धिमत्ता के भविष्य के अनुप्रयोगों को लाभान्वित करेगा। पारंपरिक रासायनिक खोज में केवल कुछ अणुओं का ही गहराई से अध्ययन किया जाता है। फिर परिणामों को प्रतीत होता है समान अणुओं के लिए एक्सट्रपलेशन किया जाता है। रोबोकेम द्वारा उत्पन्न डेटा सेट पूर्ण और व्यापक हैं, जिसमें प्रत्येक अणु के लिए सभी प्रासंगिक पैरामीटर उपलब्ध हैं। यह अधिक जानकारी प्रदान करता है.
एक अन्य विशेषता यह है कि रोबोकेम प्रणाली "नकारात्मक" डेटा भी रिकॉर्ड कर सकती है। वर्तमान वैज्ञानिक अभ्यास में, अधिकांश प्रकाशित डेटा केवल सफल प्रयोगों को दर्शाते हैं। असफल प्रयोग प्रासंगिक डेटा भी प्रदान कर सकते हैं। लेकिन यह डेटा केवल शोधकर्ताओं के हस्तलिखित प्रयोगात्मक नोट्स में ही पाया जा सकता है। ये डेटा सार्वजनिक रूप से प्रकाशित नहीं किए जाते हैं और इसलिए एआई-संचालित रसायन विज्ञान अनुसंधान के लिए इसका उपयोग नहीं किया जा सकता है, और रोबोकेम इसे बदल देगा।
संकलित स्रोत: ScitechDaily