第4話

自律実験

寝ないロボット科学者

自律実験の動画のサムネイル

AIが実験を選び、ロボットが実行する。8日間で688回の実験をこなした研究室の中身と、その課題。

この動画で話すこと

AIが実験を選び、ロボットが実行し、結果がまたAIに戻る。人間が寝ている間も止まらない「自律実験」の中身を、2020年の移動ロボット化学者と、議論を呼んだ A-Lab を例に、できることと課題の両方から解説します。

章

  1. 研究者の現実
  2. 今日の現在地
  3. 自動と自律は違う
  4. 4つの仕事の輪
  5. 8日で688回:移動ロボット化学者
  6. A-Lab と、ついた物言い
  7. 記録の力
  8. LLM が実験を動かす
  9. 次に見るなら
  10. 応援のお願い

ナレーション全文

研究者の仕事と聞いて、ひらめきの瞬間を想像した方。残念でした。現実の大半は、混ぜて、測って、記録して、の繰り返しです。

しかも人間は、寝ます。週末は休みます。集中力は、午後3時に切れます。

だったら、AIとロボットに、まるごと任せてしまおう。それが、自律実験です。

まず、自動と自律は、違います。自動は、決められた手順を繰り返すだけ。工場のラインと同じです。

自律は、結果を見て、次に何をするかを自分で決める。指示待ちではない、ということです。…耳が痛いですね。

中身は、4つの仕事の輪です。計画する。作る。測る。学ぶ。

計画するのは、ベイズ最適化などのAI。作って測るのは、ロボット。結果はすぐAIに戻り、次の計画が変わります。

人間の出番は? …試薬の補充くらいです。

有名なのが、2020年、リバプール大学の移動ロボット化学者。人間用の実験室を、人間と同じように歩き回って、装置を使います。

8日間で、688回の実験。10個の条件を同時に調整し、最初の6倍の性能をもつ光触媒を見つけました。

候補は9800万通り以上。192時間のうち、172時間働いていました。労働基準法は、適用されません。

2023年には、バークレーのA-Lab。17日間で、目標58個のうち41個の新材料を合成した、と発表しました。

ところが、専門家から物言いがつきます。本当に新しい材料なのか。分析が甘いのではないか、と。

ロボットは休みません。でも、間違えないとは、誰も言っていません。結果を疑う仕事は、まだ残っています。

それでも期待が大きいのは、記録の力です。すべての実験が、失敗も含めて、同じ形式で残ります。

人間は、失敗した実験を、ノートの奥にそっとしまいがちですから。

最近は、LLMが実験の計画や、装置の操作まで担当しはじめています。言葉で頼めば、実験が走る研究室です。

研究者の仕事は、手を動かすことから、問いを立てることへ。…その問いまでAIが立てはじめた話は、別の動画で。

出典・参考

  • Burger et al., "A mobile robotic chemist", Nature 583, 237 (2020) https://www.nature.com/articles/s41586-020-2442-2
  • Szymanski et al., "An autonomous laboratory for the accelerated synthesis of novel materials", Nature 624, 86 (2023)
  • Leeman et al., "Challenges in High-Throughput Inorganic Materials Prediction and Autonomous Synthesis", PRX Energy 3, 011002 (2024)
  • Boiko et al., "Autonomous chemical research with large language models", Nature 624, 570 (2023)

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