La chimie, avec ses processus complexes et son vaste potentiel d’innovation, a toujours constitué un défi pour l’automatisation. Les outils informatiques traditionnels, malgré leurs capacités avancées, restent souvent sous-utilisés en raison de leur complexité et des connaissances spécialisées requises pour les faire fonctionner.
Aujourd’hui, des chercheurs du groupe de Philippe Schwaller à l’EPFL ont développé ChemCrow, une IA qui intègre 18 outils conçus par des experts, lui permettant de naviguer et d’effectuer des tâches de recherche chimique avec une efficacité sans précédent. Leurs recherches sont publiées dans Intelligence des machines naturelles.
« Vous vous demandez peut-être pourquoi un corbeau ? » demande Schwaller. « Parce que les corbeaux sont connus pour bien utiliser les outils. »
ChemCrow a été développé par Ph.D. étudiants Andres Bran et Oliver Schilter (EPFL, NCCR Catalysis) en collaboration avec Sam Cox et le professeur Andrew White de FutureHouse et de l’Université de Rochester.
ChemCrow est basé sur un grand modèle de langage (LLM), tel que GPT-4, amélioré par LangChain pour l’intégration d’outils, pour effectuer de manière autonome des tâches de synthèse chimique. Les scientifiques ont complété le modèle de langage avec une suite d’outils logiciels spécialisés déjà utilisés en chimie, notamment WebSearch pour la recherche d’informations sur Internet, LitSearch pour l’extraction de littérature scientifique et divers outils moléculaires et réactionnels pour l’analyse chimique.
En intégrant ChemCrow à ces outils, les chercheurs lui ont permis de planifier et d’exécuter de manière autonome des synthèses chimiques, telles que la création d’un insectifuge et de divers organocatalyseurs, et même d’aider à la découverte de nouveaux chromophores, substances fondamentales pour les industries des colorants et des pigments.
Ce qui distingue ChemCrow est sa capacité à s’adapter et à appliquer un processus de raisonnement structuré aux tâches chimiques.
« Le système est analogue à un expert humain ayant accès à une calculatrice et à des bases de données qui non seulement améliorent l’efficacité de l’expert, mais le rendent également plus factuel – dans le cas de ChemCrow, réduisant les hallucinations », explique Andres Camilo Marulanda Bran, le premier de l’étude. auteur.
ChemCrow reçoit une invite de l’utilisateur, planifie à l’avance comment résoudre la tâche, sélectionne les outils pertinents et affine de manière itérative sa stratégie en fonction du ou des résultats de chaque étape. Cette approche méthodique garantit que ChemCrow ne fonctionne pas uniquement sur la base de la théorie, mais s’appuie également sur des applications pratiques pour une interaction réelle avec des environnements de laboratoire.
En démocratisant l’accès à des connaissances et à des processus chimiques complexes, ChemCrow réduit les barrières à l’entrée pour les non-experts tout en augmentant la boîte à outils disponible pour les chimistes chevronnés. Cela peut accélérer la recherche et le développement dans les domaines pharmaceutique, de la science des matériaux et au-delà, rendant le processus plus efficace et plus sûr.
Plus d’information:
Augmenter les grands modèles de langage avec des outils de chimie, Intelligence des machines naturelles (2024). DOI : 10.1038/s42256-024-00832-8