Químicos de la Universidad de Ámsterdam han desarrollado un robot autónomo de síntesis química con una unidad de aprendizaje automático integrada impulsada por IA (inteligencia artificial).
Apodado ‘RoboChem’, el dispositivo de mesa puede superar a un químico humano en términos de velocidad y precisión, al mismo tiempo que muestra un alto nivel de ingenio.
Al ser el primero de su tipo, podría acelerar significativamente el descubrimiento químico de moléculas para aplicaciones farmacéuticas y muchas otras. Los primeros resultados de RoboChem se publican la revista ‘Science’.
El estudio muestra que RoboChem es un químico preciso y confiable que puede realizar una variedad de reacciones mientras produce cantidades mínimas de desechos. Al trabajar de forma autónoma las 24 horas del día, el sistema ofrece resultados de forma rápida e incansable.
De esta forma, en una semana es posible optimizar la síntesis de entre diez y veinte moléculas. Esto le llevaría a un estudiante de doctorado varios meses. Además, el robot no sólo produce las mejores condiciones de reacción, sino que también proporciona la configuración para la ampliación.
Esto significa que es posible producir cantidades que sean directamente relevantes para los proveedores de la industria farmacéutica, por ejemplo, tal y como explica el desarrollador de RoboChem, el profesor Timothy Noël del Instituto Van ‘t Hoff de Ciencias Moleculares de la Universidad de Ámsterdam.
La experiencia del grupo Noël se centra en la química de flujo, una forma novedosa de realizar química en la que un sistema de tubos pequeños y flexibles sustituye a los vasos de precipitados, matraces y otras herramientas químicas tradicionales. En RoboChem, una aguja robótica recoge cuidadosamente los materiales de partida y los mezcla en pequeños volúmenes de poco más de medio mililitro. Luego estos fluyen a través del sistema de tuberías hacia el reactor.
Allí, la luz de potentes LED desencadena la conversión molecular activando un fotocatalizador incluido en la mezcla de reacción. Luego, el flujo continúa hacia un espectrómetro de RMN automatizado que identifica las moléculas transformadas. Estos datos se envían en tiempo real a la computadora que controla RoboChem. El grupo de investigadores se esforzó mucho en corroborar los resultados de RoboChem. Todas las moléculas ahora incluidas en el artículo de ‘Science’ fueron aisladas y verificadas manualmente.
Los investigadores también utilizaron RoboChem para replicar investigaciones anteriores publicadas en cuatro artículos seleccionados al azar. Luego determinaron si Robochem producía los mismos resultados (o mejores). “En aproximadamente el 80% de los casos, el sistema produjo mejores rendimientos. Para el 20% restante, los resultados fueron similares”, afirma Noël.
“Esto no deja ninguna duda de que un enfoque asistido por IA será beneficioso para el descubrimiento de sustancias químicas en el sentido más amplio posible”, concluye el profesor.
