在化学研究的浩瀚宇宙中，一项创新正悄然引领着合成化学的新篇章。科学家们不再满足于传统的实验方式，而是将目光投向了自主移动机器人，这一想法如今已逐步成为现实。近日，Nature杂志报道了一项突破性的研究，Andrew I. Cooper教授课题组的“机器人化学家”再次升级，以其智能化和高效性，为化学合成探索开启了全新的自动化时代。
该研究中的机器人不仅能够在实验室内自由移动，独立执行各种实验任务，如称量、分液、除气、反应启动和产物检测，更能够根据前一个实验的结果，自主分析和筛选实验条件变量，决定最优的下一步实验。这一能力在8天的无人干预测试中得到了充分展现，机器人工作了172个小时，移动了319次，完成了688次实验，展现了惊人的工作效率。
然而，机器人化学家的能力并未止步于此。在最新研究中，Andrew I. Cooper教授课题组利用AI技术，将机器人与Chemspeed ISynth合成平台、超高效液相色谱-质谱联用仪（UPLC-MS）和台式核磁共振波谱仪相结合，构建了一个高度集成且智能化的化学实验平台。这一平台不仅提高了机器人的灵活性，还实现了多位机器人间的分工协作，自主进行发散性合成、超分子主客体化学和光化学合成。
在实验中，机器人通过物理上分离的合成和分析模块，利用移动机器人进行样品运输和处理，实现了从合成到分析的全程自动化。在合成完成后，机器人将反应混合物等分并重新格式化，以便进行MS和NMR分析。数据采集和分析由算法决策者自动完成，并根据领域专家确定的实验标准对每个反应给出评分。整个平台通过控制软件进行操作，不仅协调工作流程，还允许领域专家开发分析和合成程序。
研究团队利用这一智能化合成平台，成功执行了涉及药物化学相关反应的自主发散性多步合成，探索了两种正交多样性策略，并合成了目标分子。在超分子主客体系统的研究中，机器人也展现出了惊人的能力，发现了可以结合六个结构相关客体分子的超分子结构。最后，通过与光反应器的结合，机器人实现了光化学反应的探索，筛选出了能够产生所需脱羧共轭加成产物的催化剂。
这项研究不仅展示了机器人化学家在化学合成中的巨大潜力，也为自动化探索化学合成打开了新的一页。未来，随着技术的不断进步和应用的不断拓展，机器人化学家有望在更多领域发挥重要作用，为人类创造更多的科学奇迹。
