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来源: 化学科讯 2021-09-22
目前为止，有机合成仍然一门是劳动密集型的实验学科，虽然用于化学合成的机器人系统越来越流行，但是由于缺乏通用的化学编程语言以及处理直接访问自然语言文献的能力，那些机器人化学家制作的程序可能无法在其他任何类型的软件上运行，这在一定程度上阻碍了化学数字化的发展。
英国格拉斯哥大学化学学院克罗宁教授（Prof. Lee Cronin）在国际顶尖杂志《Science》发表了团队在自动化合成领域的开拓性成果——可“文献进，产物出”（Paper in, product out）的化学数字化和自动合成通用系统。这是继化学计算机Chemputer之后，Lee Cronin教授在化学人工智能领域的又一划时代成果。
改系统使用SynthReader程序扫描和识别文献中的有机和无机化学合成部分，将其转换为可编辑的代码，并以团队称为化学描述语言（XDL）的格式存储它们，通过执行产生的XDL驱动化学机器人在实验室完成化合物的全自动合成。
XDL是一种用于描述化学和材料合成的新的开源语言，原则上可以从任何化学机器人中读取。由于大多数合成化学家都没有编程经验，该团队构建了一个易于使用的界面，称为ChemIDE，可以与任何机器人化学系统集成，并允许将XDL指令转换为化学物质。ChemIDE通过以自然语言表示每个步骤，用户无需任何编码知识即可对化学合成进行编程。唯一需要的人工输入就是确保机器人制造分子所需的设备正确设置。
SynthReader将使用自然语言描述的合成程序转换为ChemIDE中与硬件无关的化学代码（XDL）。使用该软件，用户可以修改程序或修复任何潜在的翻译错误。一旦产生了正确的化学代码，该过程中使用的虚拟硬件就会映射到用户的物理平台。然后，编译将代码与虚拟机中的映射图结合起来，以生成适合于在目标平台上立即执行的特定于硬件的可执行文件。
该程序可以表达几乎任何分子的合成，该团队在Chemputer上自动执行了12个文献程序，而无需进行任何其他编程或更改硬件，目前已被证明可用于合成止痛药利多卡因、Dess-Martin试剂和氟化剂AlkylFluor等12种不同的分子。
格拉斯哥大学Lee Cronin教授说：“我们成功开发'Chemical Spotify'所做的事情类似于将光盘复制到MP3中。我们将信息存储为物理格式（科学论文），并提取出我们所需的所有数据，以创建可在任何系统（机器人化学家）上播放的数字文件。我们希望所构建的系统能够大大提高机器人化学家的能力，并允许从数百年的科学论文中提取巨大的分子数据库，从而建立一个庞大的数据库。我们称为Chemify的系统可以读取和运行已在用户之间共享的XDL文件。将这类知识直接提供给可以接触AI Chemist的人们，帮助医生将来按需生产药物。这甚至可能意味着未来派人前往火星的任务可能会携带化学原料，并在火星制造所需的任何东西。
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