机器人在操作台之间来回穿梭，伸出机械臂，“手握”试管，称量取样，配制试剂……走进中国科学技术大学(以下简称中科大)机器化学家实验室，一种全新的化学研究场景让人眼前一亮。这里看不到身穿白大褂的实验操作人员，瓶瓶罐罐的实验工作都由一台机器人完成。
这台机器人由中科大化学物理系教授江俊团队研发。它不仅能根据指令操作实验，还能够利用机器智能去查找和阅读文献，从海量研究数据中汲取专家经验，在前人知识与数据的基础上，提出科学假说并制订实验方案。
此外，它产生的高质量机器实验数据还能够与理论预训练模型融合，产生理实交融的智能模型来寻找全局最优解。
“我们的机器化学家拥有‘超强化学大脑’，它能够从数以亿计的可能组合中找到最优解，将科学家一生都不能做完的工作，缩短到几周内完成。”在近日举行的中科院记者行活动上，江俊告诉科技日报记者。
用好人工智能和大数据的“东风”
当前，数据驱动的人工智能正在改变整个科学研究。科学家希望，利用人工智能和大数据技术解放自己的双手，提升科研的效率和准确性，进而催生更多创新成果。在化学领域，科研人员尤其希望得到大数据和人工智能的助力，加快材料研发。
说起个中原因，中科大教授李震宇告诉记者：“过去的150年里，化学研究主要靠猜测、尝试、纠错，再猜测、再尝试……在这种研究范式下，科研人员像集邮一样逐步积累素材，在不断试错的过程中取得发现，研究效率低、成本高。”
同时，随着化学研究对象日益复杂化、高维化，面对庞大的化学空间，配方和工艺的搜索常常止步于局部最优，无法进行全局探索。
因此，改变化学研究范式，实现化学研究精准化、智能化，一直是化学家的梦想。
逐渐兴起并快速迭代进化的大数据与人工智能技术，让科研人员看到了解决这些难题的新机遇。“我们希望借此东风，建立新的化学研究范式，在精准化和智能化双轮驱动下，赋予人工智能机器化学家化学智慧。”李震宇说。
于是，2014年，江俊团队提出“机器化学家”概念并开展相关科研工作。
“我们组建了一支涵盖化学、计算机、数学、自动化等的跨学科团队，经过8年攻关，成功研制出数据智能驱动的‘全流程机器化学家’。”江俊介绍，该机器化学家集成了移动机器人、化学工作站、智能操作系统、科学数据库等多项技术。
缺乏高质量的科学数据是个大难题
如今，拥有“超强化学大脑”的机器化学家正在展现它的价值。