第4話
自律実験
寝ないロボット科学者
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
- 研究者の現実
- 今日の現在地
- 自動と自律は違う
- 4つの仕事の輪
- 8日で688回:移動ロボット化学者
- A-Lab と、ついた物言い
- 記録の力
- LLM が実験を動かす
- 次に見るなら
- 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)