Artificial intelligence (AI) for reaction condition optimization has become an important topic in the pharmaceutical industry, given that a data-driven AI model can assist drug discovery and accelerate reaction design. However, existing AI models lack the chemical insights and real-time knowledge acquisition abilities of experienced human chemists. This paper proposes a Large Language Model (LLM) empowered AI agent to bridge this gap. We put forth a novel three-phase paradigm and applied advanced intelligence-enhancement methods like in-context learning and multi-LLM debate so that the AI agent can borrow human insight and update its knowledge by searching the latest chemical literature. Additionally, we introduce a novel Coarse-label Contrastive Learning (CCL) based chemical fingerprint that greatly enhances the agent's performance in optimizing the reaction condition. With the above efforts, the proposed AI agent can autonomously generate the optimal reaction condition recommendation without any human interaction. Further, the agent is highly professional in terms of chemical reactions. It demonstrates close-to-human performance and strong generalization capability in both dry-lab and wet-lab experiments. As the first attempt in the chemical AI agent, this work goes a step further in the field of "AI for chemistry" and opens up new possibilities for computer-aided synthesis planning.


翻译:人工智能(AI)在反应条件优化中已成为制药行业的重要议题,因为数据驱动的AI模型能够辅助药物发现并加速反应设计。然而,现有AI模型缺乏经验丰富的化学家所具备的化学洞察力与实时知识获取能力。本文提出一种由大语言模型(LLM)赋能的人工智能代理以弥补这一差距。我们设计了一种新颖的三阶段范式,并应用了上下文学习、多LLM辩论等高级智能增强方法,使AI代理能够借鉴人类洞察力,并通过检索最新化学文献更新其知识。此外,我们引入了一种基于粗粒度对比学习(CCL)的新型化学指纹,这极大提升了代理在优化反应条件方面的性能。基于上述努力,所提出的AI代理能够自主生成最优反应条件推荐,而无需任何人工干预。进一步地,该代理在化学反应方面表现出高度的专业性。在干实验和湿实验中都展现了接近人类的表现与强大的泛化能力。作为化学AI代理领域的首次尝试,本研究是"AI for chemistry"方向上迈出的重要一步,并为计算机辅助合成规划开辟了新可能。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月9日
Arxiv
21+阅读 · 2022年12月20日
Arxiv
85+阅读 · 2022年7月16日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
VIP会员
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
8+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
10+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
10+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
14+阅读 · 10月13日
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员