近日，《National Science Open》 雜志在線發(fā)表了北京大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院莫范陽(yáng)教授和寧波東方工學(xué)院陳云天教授主編的綜述文章。研究小組提出，過(guò)去十年有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域?qū)⑾蜃詣?dòng)化和人工智能(AI)方向發(fā)生重大轉(zhuǎn)變。此外，他們還引入了一個(gè)創(chuàng)新概念：開(kāi)發(fā)生成式、自我進(jìn)化的人工智能化學(xué)研究助理。

有機(jī)化學(xué)的研究格局發(fā)生了深刻的變化。數(shù)據(jù)、計(jì)算能力和復(fù)雜的算法構(gòu)成了人工智能驅(qū)動(dòng)的科學(xué)研究的基礎(chǔ)支柱。近年來(lái)，計(jì)算技術(shù)的快速進(jìn)步，加上算法的迭代增強(qiáng)，引發(fā)了科學(xué)領(lǐng)域的一系列范式轉(zhuǎn)變。這導(dǎo)致了對(duì)傳統(tǒng)研究方法的徹底改革。有機(jī)化學(xué)本質(zhì)上傾向于創(chuàng)造新物質(zhì)，在這個(gè)智能創(chuàng)新時(shí)代蓬勃發(fā)展具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。全球科學(xué)家正在齊心協(xié)力探索和利用人工智能在化學(xué)領(lǐng)域的能力，從而引發(fā)了“人工智能化學(xué)”運(yùn)動(dòng)。

學(xué)術(shù)領(lǐng)域目前處于該領(lǐng)域研究復(fù)興的前沿。知識(shí)嵌入和知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)在科學(xué)機(jī)器學(xué)習(xí)中的應(yīng)用前景廣闊。這種創(chuàng)新方法旨在縮小現(xiàn)有預(yù)測(cè)模型和自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)之間的差距，從而促進(jìn)自我進(jìn)化的人工智能化學(xué)研究助手的開(kāi)發(fā)。在有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域，通過(guò)科學(xué)機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)知識(shí)的概念正在釋放新的可能性。該學(xué)科的核心是對(duì)反應(yīng)機(jī)制的理解，反應(yīng)機(jī)制通常涉及中間體、過(guò)渡態(tài)和并發(fā)反應(yīng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。破譯這些機(jī)制的傳統(tǒng)方法依賴于動(dòng)力學(xué)研究和同位素標(biāo)記。然而，將符號(hào)數(shù)學(xué)與人工智能相結(jié)合有望為這些復(fù)雜的途徑帶來(lái)新的啟示，有可能改變對(duì)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的理解和教學(xué)。

此外，從有機(jī)化學(xué)家的角度來(lái)看，知識(shí)嵌入方面具有重要意義。有機(jī)化學(xué)充滿了啟發(fā)式規(guī)則，從馬爾可夫尼科夫的親電加成規(guī)則到鮑德溫的閉環(huán)規(guī)則。將這些既定原則嵌入人工智能模型將確保它們的預(yù)測(cè)不僅是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的，而且與化學(xué)家的直觀理解產(chǎn)生共鳴。這種整合將產(chǎn)生更深入、更符合有機(jī)化學(xué)微妙觀點(diǎn)的見(jiàn)解。