通用化学软件可以将文字转化为化学物质

格拉斯哥大学已经开发出一种机器人系统，可以阅读化学文献，将其转化为工作反应路径，并使用它们自动创建特定的化学物质。

研究人员说，该系统是第一个自动化化学合成的“通用”架构，可以在任何有能力的机器人上实现，将书或期刊上的方法转化为所需的产品。它已经在常用的合成方法和几种测试化合物的自动化制造上进行了测试，包括止痛剂利多卡因、Dess-Martin氧化剂Periinane和氟化剂烷基氟(AlkylFluor)。1个。

领导这项工作的团队的李·克罗宁(Lee Cronin)表示，该系统独立于机器人硬件，是创建化学方法通用语言的一个突破。它基于一种标记语言，可以表示化学方法的不同步骤，称为xdl-其中X是希腊字母chi，来自希腊语中化学的单词χημία。

XDL将是开源的，并且可以免费使用，就像网页上使用的HTML一样。他说，它有大约44种不同的合成操作的规则，可以制造几乎任何已知的分子，并且可以扩展到识别进一步的操作。

他说，我们已经发明了用于化学的CPU(中央处理器)。“这一点现在真的很重要，因为世界上所有的化学机器人不仅价格昂贵，而且它们的编程方式也不尽相同。”

新系统通过用XDL描述化学方法，然后使用XDL描述为虚拟机--一种被称为“ChemPU”的理论设备--生成指令，从而解决了这一问题。然后，它们可以通过虚拟ChemPU指令的软件解释器在不同的机器人上运行，而不是为任何特定的化学机器人创建定制的步骤。克罗宁说，这就省去了所有的工作。

克罗宁的团队已经在他的一台通风柜大小的化学计算机上开发了原型-现在他的实验室里有12台不同配置的化学计算机，自动进行几个项目。克罗宁说，该项目的下一阶段将是在其他机构的化学机器人上实施该系统。

该系统有三个阶段：第一个阶段使用扫描仪从化学文献中读取页面-比方说，一种书或期刊中的合成方法-并将其解析为XDL，进行纠错，让人类化学家进行修复或调整。他说，这一点很重要，因为这样你就可以确保你的机器人不会突然停下来起火。

下一阶段将XDL转换为ChemPU虚拟机的指令，最后一阶段解释任何给定化学机器人的ChemPU指令。他说，如果机器人的硬件不能完成任务，系统将产生描述性错误。标记语言XDL被集成到软件开发环境中，该环境可以将文献中的方法与人类化学家的输入相结合。

带上你最喜欢的鸡尾酒…。伏特加马提尼还是什么…。然后把它写下来，“克罗宁说。“系统会将其转化为使用什么反应器，管道在哪里，温度是多少，搅拌速度等等。”

然而，克罗宁并不认为化学机器人会取代人类。取而代之的是，他们将让化学家继续进行重要的任务，而将耗时、乏味或危险的工作留给机器人。他说，这将使化学家能够制造比他们以前做梦都想不到的更多的分子，发现更多的药物，因为他们可以专注于自己擅长的东西。

IBM苏黎世的Teandro Laino是RoboRXN的研究员，他注意到克罗宁的系统使用规则来处理化学文献，而他们的系统使用的是基于自然语言处理(NLP)的方法。他补充说，如果没有广泛的人为干预，这种基于规则的方法可能很难改进，而且可能被证明比先进的NLP方法更弱。

但克罗宁反驳说，XDL规则是开放的、可编辑的，并确保了一个系统的科学有效性，可以将文献中的方法与它们在任何化学机器人上的实现联系起来-包括RoboRXN系统的专有机器人。

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的马丁·伯克(Martin Burke)专门从事有机合成和化学创新，他说，新系统是一个美丽的“民主化”化学新世界的一部分。他说，这篇论文展示了通过战略性地将计算机科学与自动有机合成相结合来变革化学的巨大潜力。