Investigadores de Ingeniería Química Desarrollan un Laboratorio Autoconducido para la Síntesis de Materiales Funcionales Avanzados 

Una Demostración de la Eficiencia de AlphaFlow

Un equipo de investigadores de ingeniería química ha desarrollado un innovador laboratorio autoconducido llamado AlphaFlow que puede optimizar el descubrimiento de rutas de reacción complejas y de múltiples pasos para la síntesis de materiales y moléculas funcionales avanzadas. AlphaFlow integra técnicas de inteligencia artificial (IA), específicamente de aprendizaje por refuerzo, con dispositivos microfluídicos automatizados para acelerar el proceso de descubrimiento de materiales.

Modelo de IA y Proceso de Toma de Decisiones de AlphaFlow

Las técnicas tradicionales para descubrir nuevas químicas dependen de variar un parámetro a la vez, pero AlphaFlow puede realizar más experimentos que 100 químicos humanos en el mismo período de tiempo y utilizando menos del 0.01% de los productos químicos relevantes. El modelo de IA detrás de AlphaFlow toma decisiones sobre qué experimento realizar a continuación en función de los datos que ha desarrollado a partir de los experimentos que ya ha realizado y lo que predice que serán los resultados de los próximos varios experimentos.

AlphaFlow: Descubrimientos y Optimizaciones AlphaFlow

Tiene una amplia gama de aplicaciones, desde el descubrimiento de nuevas químicas hasta la optimización del proceso de fabricación de químicas conocidas. Para el descubrimiento, el sistema intenta determinar qué precursores deben agregarse, así como el mejor orden en que deben agregarse, para encontrar una química con el mejor rendimiento. Mientras que para la optimización, el modelo de IA ya sabe qué precursores deben agregarse y en qué orden, y su enfoque se centra en determinar qué cantidad de cada precursor se necesita, así como la cantidad de tiempo necesaria para cada reacción, para alcanzar un rendimiento óptimo de la manera más eficiente posible.

AI y Química: La Integración Que Reduce el Tiempo de Desarrollo 

La integración de AI y química de AlphaFlow reduce el tiempo necesario para desarrollar nuevas químicas en al menos un orden de magnitud. Este sistema también ofrece nuevas perspectivas sobre la química fundamental al desarrollar un nuevo método para producir un nanocristal semiconductor con menos pasos, ampliando nuestra comprensión de la química involucrada.

 AlphaFlow y la Deposición Coloidal en Capas Atómicas

En la actualidad, AlphaFlow está diseñado para realizar experimentos relacionados con la deposición coloidal en capas atómicas, pero podría modificarse para realizar cualquier rango de experimentos que involucren la realización de reacciones químicas en solución. Los investigadores están buscando socios en la comunidad de investigación y en el sector privado para usar AlphaFlow y abordar desafíos químicos.

¿Es AlphaFlow el Futuro de la Investigación en Química?

AlphaFlow es de código abierto, y los investigadores creen en compartir datos experimentales de alta calidad, reproducibles y estandarizados, tanto de fracasos como de éxitos, para acelerar el descubrimiento de nuevos materiales y procesos químicos. AlphaFlow es el primer laboratorio autoimpulsado que integra el aprendizaje por refuerzo con AI, destacando hasta qué punto AI y las ciencias físicas pueden beneficiarse mutuamente.