Marty Burke (l) in zijn lab met medewerkers met linksachter de afbeeldingen van de Polen en Canadezen (afb: univ. van Illinois)

Kunstmatige intelligentie zie je op het ogenblik in bijna elke wetenschap opduiken, zinnig of onzinnig. Scheikunde is al langer ‘slachtoffer’ van die ontmenselijking, maar er lijkt nu een weg ingeslagen naar een definitief uit van menselijke wezens in het bakken en braden, zoals wij dat vroeger aan de universiteit noemden. Je hebt ki, een blokkendoos met bouwstenen en een machine die de boel op aanwijzingen van het ki-systeem in elkaar flanst. Zo stel ik me dat voor.
De onderzoekers uit Polen, Canada en de VS verdubbelden met het door hen bedachte systeem de opbrengst van een moeilijk te optimaliseren reactie, stellen de onderzoekers. Volgens de onderzoekers is hun systeem/platform goed te gebruiken om algemene voorwaarden te achterhalen voor reactiesoorten en andere ingewikkelde (synthese)problemen.

“Die algemeenheid is belangrijk voor automatisering, waardoor moleculaire vernieuwing ook haalbaar is voor niet-scheikundigen”, zegt Martin Burke van de universiteit van Illinois. “De hooiberg van het aantal mogelijke reactiecondities is enorm en de naald zit daar ergens in. Door het vermogen van ki te gebruiken en van de klikscheikunde zijn we in staat die hooiberg te verkleinen. En we vonden de naald.”
Synthesemachines worden al gebruikt om ingewikkelde en grote moleculen te maken zoals eiwitten en DNA-reeksen. Veel belangwekkende verbindingen voor geneesmiddelen, voor materialen e.d. zouden echter kleine moleculen zijn met een ingewikkelde structuur (dat lijkt mij een tegenspraak; as).
Burke en collega’s hebben de klikscheikunde gebruikt voor de synthese van kleine moleculen. Daarnaast ontwikkelden ze een synthesemachine, die die bouwstenen als legoblokjes aan elkaar klikt. Dat is mooi, maar weet je dan nog niet welke omstandigheden je voor die reactie(s) nodig hebt zoals temperatuur, druk, katalysator of wat dan ook.
“Die kiezen scheikundigen voor iedere reactie”, zegt Burke. “Dat is een traag en erg specialistisch proces en moeilijk te automatiseren aangezien je die machine elke keer moet optimaliseren. Wij willen condities die bijna altijd werken onafhankelijk wat je aan elkaar wilt klikken.”

Standaardisering

Daarmee zou je de synthese kunnen standaardiseren. Om dat ideaal te bereiken zocht Burke de hulp van Bartosz Grzybowski ui Polen en Alan Aspuru-Guzik uit Canada, die allebei de weg weten te vinden in de ki en voor wie ook scheikunde geen scheldwoord is.
“Als je goed van slecht wilt onderscheiden dan moet je iets van dat slechte weten”, zegt de Pool. “De meeste mensen publiceren alleen successen.” Dat zijn niet per se de beste oplossingen, stelt hij, dus moesten we de zaken systematisch aanpakken en ook de negatieve resultaten meenemen.
Dus probeerden ze eerst allerlei combinaties tussen de bouwstenen. De informatie van al die reacties werd weer aan het model (de ki) ‘gevoerd’, die weer met nieuwe ideeën op de proppen kwam voor de synthesemachine enz. Grzybowski: “We keken vooral naar twee dingen: de opbrengst en de mate van onzekerheid van een groot aantal reacties. Die lussen verliepen zonder dat we hoefden in te grijpen, tot er uiteindelijk een oplossing was. Om algemene voorwaarden voor eiwitten te vinden voor eiwitmachines heeft dertig jaar gekost. Hiermee ging het in twee maanden.” De mogelijkheden, denken de onderzoekers, zijn aanzienlijk.

Bron: Science Daily