机器人会取代你的工作吗?

他说，自大流行开始以来，自动化化学已成为许多公司的优先事项保罗一来，香港邮政销售总监Deepmatter该公司位于英国格拉斯哥，开发自动化化学工具。目前的情况意味着许多公司只有25%的实验室容量在工作，但随着完全自动化的合成，坐在家里的化学家可以编程一个机器人来保持实验室的工作。惠特尔斯说:“这是人们已经梦想了很长一段时间的事情，但目前(这个想法)正被越来越多的人越来越重视。”

“化学自动化其实并不新鲜，”惠特尔斯继续说道。这是人们从90年代初就开始尝试做的事情。“但在过去的十年里，它的使用和商用工具都出现了爆炸式增长。”现在，自动化专家首席执行官迈克尔•施耐德(Michael Schneider)表示Chemspeed“对于任何人来说，为了在研发和质量控制方面保持竞争力，这都是至关重要的。”理查德·伯恩他与葛兰素史克、阿斯利康和辉瑞公司合作，研究其化学过程的自动化，这些公司已经在展望未来的实验室将有大量的机器人处理器。

自动化可以应用于任何规模的几乎任何类型的化学，从自动化反应条件到使用机器人操作试剂和进行完整的反应。Bourne正在开发自动化流程系统，为后期药物开发提供在线控制，但自动化也被英国利物浦大学的材料创新工厂(MIF)使用。利物浦合成材料化学家说:“这才是真正令人兴奋的地方。安娜·斯莱特．“你可以在材料领域使用自动化，为你带来前所未有的好处。“MIF于2018年开业，使用机器人和自动化技术，并且已经发展起来CageCapture一家公司使用纳米笼分子过滤空气中的有毒污染物。

对于药物化学家来说，最终目标是实现从设计、合成到分析和分析的整个工作流程自动化，有时也称为DMTA循环(设计、制造、测试和分析)。Deepmatter的首席技术长史蒂夫•科尔斯(Steve Coles)说，这是一个相当大的挑战，但这正是他们正在努力做的。如果你能把这个过程从90天缩短到20天，那么你可以筛选的候选人数量就会增加四倍。

速度并不是自动化提供的唯一优势。埃塞克斯的技术和研发经理本•泰勒(Ben Taylor)说:“你可以提高生产率、提高产量、提高产品纯度、减少废品、减少浪费和处理成本。吉伦希尔该公司是英国一家生产自动化反应站的玻璃器皿和仪器制造商。泰勒补充说，自动化反应可以通过更好地控制反应条件来提高安全性。此外，伯恩说，自动化流程的可重复性也更高。这在制药行业非常重要。这让他们更容易扩大生产规模。”

自动利益和怀疑

斯莱特说:“对我来说，真正令人兴奋的是，你可以获得关于你的过程的大量信息，以及你可以建立的理解。”这可能会给你指明一个意想不到的方向。“自动化系统可以以毫秒为间隔收集大量数据，如温度或pH值，一些最新的进展可以将这些数据反馈回来。”科尔斯解释说，例如，“通过收集数据，我们应该能够说你的反应已经结束，所以你不需要在接下来的两天里继续沸腾。”

不过，自动化不太可能适用于所有化学领域。“处理固体仍然相当困难，”科尔斯说，“有些固体比其他固体更糟糕。例如，格氏反应使用镁粉，使用起来不太安全。伯恩还列举了一些放热反应和空气敏感化学反应:“这类平台更适合常规化学，在那里你几乎可以写出非常经典的配方。”

改变意味着离开舒适区

即使在自动化有可能实现的领域，也不是每个人都认同它的优势。Oliver de Peyer，应用专家峰值分析与自动化他曾在工业界和学术界从事实验室自动化方面的研究，并表示他曾遭遇过广泛的怀疑。“有人对我说，‘如果你是一个真正的科学家，你会用手来做这件事’，‘用机器人做这件事从根本上说是懒惰的。’”

人们似乎担心自动化不仅会取代实验室化学家的角色，而且会改变日常实验室科学的文化。“改变意味着离开舒适区，”施耐德承认，但他相信，随着越来越多的化学家看到自动化的优势，自动化将很快被采用。

毫无疑问，自动化将改变化学家的角色，但也许这将是一件好事。伯恩说:“这将解放那些通常从事繁重重复工作的化学家，让他们真正思考其背后的科学。”化学家花在实验室和办公室的时间的平衡可能会进一步向办公室转移，化学家将成为科尔斯所说的“信息工作者”。这可能会产生更多的求知欲，de Peyer说，这种求知欲“经常在科学研究中消失，因为做大量研究的纯粹重复和苦差事”。他希望自动化甚至可能对博士学习经历产生积极影响。“你(将)不再需要每周在实验室工作80个小时，你不会有那种程度的身体压力。”

但目前该领域的大多数人都不相信自动化会减少我们所需的化学家数量。科尔斯说:“这种转变将是优化合成机器人的时间，而不是让它去做那些行不通的事情。”斯莱特确信，在实验室里仍然需要“修修补补”。“为自动化制定正确的问题的一部分是理解化学，而理解化学的一部分是做到这一点。在转向更自动化的方法之前，她仍然在圆底烧瓶中进行早期的探索性实验。

自动化将改变化学家的角色，但这也许是一件好事

可能对技术人员角色的需求减少了，这些技术人员主要基于重复性的实验室工作，但今天大多数技术人员已经是知识渊博的专家，自动化更有可能创造一系列维护和运行自动化系统的新角色。

实验室自动化越来越重要，这意味着本科生需要掌握的各种技能。尽管化学家显然需要实用技能，“如果你问任何人我们还应该教我们的学生什么化学知识，编码是第一位的，”斯莱特说。Python等语言的知识对于编写当前一些自动化系统是必不可少的。英国布里斯托尔大学(University of Bristol)现在提供科学计算化学学位，其他大学可能也会效仿。

但施耐德说，对本科生来说，最终重要的是接触实验室自动化，“这与特殊技能无关，主要是一种心态。”许多公司说，他们的平台很快就会提供用户友好的界面，任何人都可以进行实验。

越来越多的自主权

虽然机器人可能还不会取代你的工作，但一旦自动化与先进的人工智能相结合，情况可能就不一样了。“也许在10到20年的时间里，我可以看到将会有人工智能模型，你基本上向网络服务器发送一个请求，网络服务器运行你想让它看的化学反应，然后你得到一个结果。这一切都是完全自动化的，只需几个小时。”伯恩说。

我们可能已经快到那一步了。2020年，IBM欧洲研究院和Chemspeed推出了自动化学合成平台RoboRXN，该平台将IBM的预测性逆向合成机器学习模型与自动化机器人钻机结合起来，在远程实验室生产分子。你只需要输入要合成的化学物质，人工智能、云技术和化学自动化的结合就能完成剩下的工作。人工智能模型已经接受了大量化学配方的训练，可以推荐正确的操作顺序，在最少的人为干预下合成特定的目标分子。

其他实验室一直在结合使用深度学习和自动化来决定要进行的实验类型。2018年，一款人工智能机器人，夏娃由英国曼彻斯特大学、阿伯里斯特威斯大学和剑桥大学的科学家开发的一种抗疟疾药物，发现常见的牙膏成分三氯生是一种候选抗疟疾药物。Eve使用基于酵母的分析，能够自动开发和测试假设，然后进行后续的高通量实验，以寻找可以针对疟疾寄生虫中发现的一种酶的分子。

利物浦大学的安德鲁·库珀最近发表了他的智能移动机器人的研究成果。机器人科学家，它也有能力击败最专注的博士生，每天工作21.5小时。机器人使用搜索算法根据之前的结果来计划实验，并从8天内进行的688次实验中发现了一种新的催化剂。这个重达400公斤的机器人相当于一个人的大小，可以与人类科学家一起工作，在实验室里漫游以获取样本瓶，并使用为人类科学家设计的相同仪器和设备。这些机器人科学家能否跟上实验室的流言蜚语还有待观察。

斯莱特说:“感觉这是一个转折点，自动化将越来越多地使用。我认为这些工具将以新的、意想不到的方式使用，并将影响目前所做的科学研究和所看到的进步。”但她补充说，“这并不能解决化学家们的所有问题!”