香港中文大学 (深圳) 朱熹教授Precision Chemistry | 迈向元界技术中化学理论、模拟和实验的统一

英文原题：Toward the Uniform of Chemical Theory, Simulation, and Experiments in Metaverse Technology

作者：朱熹，香港中文大学（深圳）

背景介绍

在传统化学教研中，实验、理论和计算通常被归为不同的子学科或学科。但随着科学的发展，对前人科研成果的理解和未来创新颠覆的要求日益严格，使得现代科研工作不再仅依赖个体的学术能力。特别是在实验论文中，往往依赖于实验、理论和计算学者的联合协作。为应对这个挑战，数字化可能是一个有效的解决方案。通过数字化，我们能将实验和模拟等各个子学科的工作量转化为可比较的数据，这就像使用货币一样，可以使我们依赖的科研协作更为高效和便捷，同时避免重复劳动。但是，如何将化学理论数字化，这仍是一个待深入研究的问题。

文章亮点

近日，香港中文大学（深圳）朱熹教授在Precision Chemistry上发表了在元宇宙技术中如何实现化学理论、模拟和实验相统一的展望文章。论文首先通过货币的数字化结算功能举例说明了化学实验数字化过程中的类似逻辑，并且总结了近50年来机器人技术在化学实验方面的应用，包括业界和学术界总共50多个案例。其中介绍了朱教授团队从2017年以来开发的包括AIR-Chem，MAOS，MAOSIC，BiaeP，HAORI，AIM等 多个智能化学实验机器人架构。

图1. 机器人在化学实验中应用的一些代表性案例。其中红框部分的架构为朱熹教授团队开发的化学实验机器人。

智能化学实验机器人作为一种一般性的自动化设备，本身距离化学学科之间的全数字化进程仍然差距甚远。文中重点讨论了基于朱教授团队研发的材料元宇宙技术（Mateverse, J. Phys. Chem. Lett. 2023, 14, 1, 148–157）和工业5.0架构下，在材料元宇宙数字环境中，AI、机器人和人类学者如何在一个具体的化学课题中综合完成计算、实验和理论三部分的全过程。提出元宇宙技术和包括ChatGPT在内的AI技术将在数字化过程中引领化学教研的全新范式。

总结/展望

在元宇宙技术这个纯数字化环境中，人工智能和机器人技术对于化学教研将产生极具重要的影响，实验化学将和理论和计算化学一样，成为元宇宙中计算的一部分。作者认为在人工智能技术日新月异的今天，化学教研的重点将更多的放在物理化学理论这部分，而不是化学实验和计算的操作。

相关论文发表在以精准为导向的高质量期刊Precision Chemistry上，朱熹教授为论文单独作者。

通讯作者信息

朱熹教授于2006年从中国科学技术大学少年班学院获得应用物理学学士学位，并于2010年在新加坡南洋理工大学获得博士学位。朱教授2017年加入香港中文大学（深圳）理工学院和机器人与人工智能实验室，目前兼任深圳市人工智能与机器人研究院普适人工智能应用研究中心副主任。

朱熹教授一直从事凝聚态物理中的化学键理论在交叉科学中的应用。目前他的研究方向是人工智能技术在材料科学尤其是新能源和生物医药中的应用，领导团队开发了基于智能机器人和云计算技术的云端材料化学实验室MAOSIC，以及区块链赋能的智能化学实验系统BiaeP。实现绝大部分化学实验的全无人化，智能化，以及实验数据的防伪。通过新材料的逆向合成和“按需合成”，促进材料科学在AI时代的新发展。

转自：“ACS美国化学会”微信公众号

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