近日,《自然—通訊》刊登了來(lái)自英國(guó)格拉斯哥大學(xué)的一篇論文。該論文作者之一Lee Cronin 闡述了其研發(fā)的“機(jī)器人化學(xué)家”,能夠通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法,自主決定將 18 種化學(xué)物質(zhì)中的哪些化學(xué)物質(zhì)組合到反應(yīng)器中,以及如何設(shè)定發(fā)生反應(yīng)的條件。這意味著該機(jī)器人能夠自行運(yùn)行實(shí)驗(yàn),而無(wú)需人工監(jiān)督。
研究人員稱,這項(xiàng)研究旨在通過(guò)讓機(jī)器在數(shù)周內(nèi)不間斷實(shí)驗(yàn),為詮釋地球上復(fù)雜的有機(jī)生命是如何從簡(jiǎn)單、無(wú)生命的化學(xué)物質(zhì)發(fā)展而來(lái)提供新見(jiàn)解。
在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,研究人員通過(guò)測(cè)量每個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物的質(zhì)量指數(shù),讓機(jī)器人了解每個(gè)反應(yīng)產(chǎn)生的分子的復(fù)雜性。這些信息有助于它學(xué)習(xí)如何改變實(shí)驗(yàn),以在隨后的反應(yīng)中創(chuàng)建一個(gè)更復(fù)雜的分子。該團(tuán)隊(duì)希望這是一個(gè)數(shù)字化版本,用以探索自然選擇的復(fù)雜性。
通過(guò)數(shù)百次的實(shí)驗(yàn),研究人員不僅發(fā)現(xiàn)了復(fù)雜的分子可以被創(chuàng)建,還發(fā)現(xiàn)一些新分子內(nèi)部存在生命周期。這表明可能正在發(fā)生其他過(guò)程,如催化和復(fù)制。
在發(fā)表這篇論文之前,該團(tuán)隊(duì)還發(fā)表過(guò)一篇關(guān)于組裝理論的論文。組裝理論是研究人員開(kāi)發(fā)的用以量化分子復(fù)雜性的工具,還可用于識(shí)別生命化學(xué)組成部分的跡象。而機(jī)器人化學(xué)家通過(guò)這些理論,不斷重復(fù)過(guò)程,讓研究人員看到了這一過(guò)程中更多可能性。
很少有實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虺掷m(xù)與生物系統(tǒng)發(fā)展時(shí)間一樣的時(shí)間長(zhǎng)度。但機(jī)器人化學(xué)家則能夠彌補(bǔ)這一點(diǎn),在數(shù)周內(nèi)進(jìn)行數(shù)十次遞歸實(shí)驗(yàn),然后最終持續(xù)數(shù)月甚至數(shù)年,讓研究者了解從生命誕生之初到細(xì)胞復(fù)雜性的變化過(guò)程。