科學人雜誌, 九月
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內容簡介

我的實驗室沒有人,把實驗交給AI機器人?
AI和機器人讓科學研究可以全天候運作,但這種自動實驗室的科學成果是否可靠?
撰文/西森(Patrick Sisson)
翻譯/江坤山

美國加州大學柏克萊分校,走進赫斯特紀念礦業大樓(Hearst Memorial Mining Building)拱形入口,沿著大理石樓梯往下走,就算已過午夜時分,依然可以看到空無一人的A-Lab正在進行實驗。粉末狀的前驅物和氧化物,在類似清酒杯形狀的坩堝中旋轉,相互攪拌變成漿狀之後,和鋯珠一起送進離心機,隨後再送進工業用烤箱烘烤,接著用X光繞射掃描,最後在電池測試中測量離子導電性。每項實驗的結果都會為下一項實驗提供參考。

出現問題時,無論是料架卡住、樣本灑出來或是前驅物用完,整套流程都會中止。米諾瓦(Minerva)、阿爾弗雷德(Alfred)、普羅米修司(Prometheus)、吉夫斯(Jeeves)和其他具備AI的機器人,雖然可操作一整晚,但未必都能自行重啟實驗。這時正在睡覺的研究生會接到電子郵件和Slack通知,在床上就可以登入系統,查看實驗室的監視器,設法解決問題。

管理A-Lab的加州大學柏克萊分校材料科學家希德(Gerbrand Ceder)說:「我們想要更好的材料,但也對能否開發出工作能力如同科學家的AI工具這件事很感興趣。」

A-Lab是由正在建構新型研究基礎設施的幾家機構開發出來,由加州大學柏克萊分校以及勞倫斯柏克萊國家實驗室(LBNL)共同運作,目標是藉由客製化AI代理人(AI agent),結合機器人技術與實驗室自動化,運用LBNL的計算資源解釋實驗結果,並建議下一輪的實驗方向。研究人員稱這流程為閉環實驗室(a lab in the loop):一套可以進行實驗、迭代、改進,並建議下一步的系統。希德表示:「我認為,大家還沒有意識到即將要面臨的衝擊。」

然而,速度與可靠度是兩件事。A-Lab也成為檢驗該領域目前功能極限的測試案例。早期發表在2023年《自然》(Nature)期刊上的一篇關於A-Lab論文備受矚目,文中提到A-Lab在短短幾天內就自動合成幾十種新材料。但是外部研究人員質疑那些材料是否真的前所未見,以及實驗數據是否支持這些主張,論文隨後進行了修正。這起事件暴露出自動化科學最矛盾的核心問題:機器進行實驗的速度比任何人類都要快,但實驗結果還是要由人類驗證和解析。

這樣的矛盾不只發生在A-Lab。例如,現在機器人能以無人能敵的規模蒐集資料、機器學習可以在資訊洪流中找出模式、AI代理人也開始協助研究人員決定接下來的研究方向。AI支持者表示,把這三樣工具結合起來,可以大幅縮短科學研究的時間,從開發新藥的成本,到競逐全球生技領先地位,全都會受到影響。問題在於,速度更快的科學工具,會產出品質更好的科學成果嗎⋯⋯

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【關於封面】

人工智慧(AI)與機器人技術正在加快科學實驗的進展。這類自動化實驗室運用機器手臂、AI代理人與超級電腦,不需要人類操作實驗設備,還會提出下一階段的實驗建議,運作速度更是人類研究人員的100倍。這麼快的實驗速度會帶給科學界哪些衝擊?

封面設計:李婉琪

6 總編輯的話 看的是藝術,學的是科學――談科學藝術舞台劇的誕生 文/孫維新
8 科學人觀點  文/曾志朗
10 科學人新聞 寫在古籍中的太陽風暴|違反海岸線悖論?|專屬心臟的血壓感測|跟著月亮走,螞蟻不迷路|破紀錄的散熱金屬
17 機器思維 計算機理論科學的先驅:布盧姆 文/林一平
20 科學棋談 讓美國更強大的人 文/張瑞棋
22 天文學 建立跨洲觀測網:TP2m望遠鏡新的起點 文/徐湘芸
26 特別企劃 新科科學家:誰在寫歷史新頁 文/無
28   我的實驗室沒有人,把實驗交給AI機器人? 文/西森(Patrick Sisson)
37   機器人的手感,AI能拿捏嗎? 文/藍兆杰
44   不能變現的科學研究,還值得投資嗎? 文/羅傑斯(Adam Rogers)
54   頂尖科學家給美國的警告 文/布萊納(Jeanna Bryner)、海爾(Tara Haelle)、沙提雅納拉亞納(Megha Satyanarayana)、納維爾(Rachel Nuwer)、卡麥隆(Claire Cameron)
68   物理學家的兒時記趣 文/萊特曼(Alan Lightman)
70   讓美國再次偉大,那科學呢? 文/布藍(Deborah Blum)
80   用腳投票!移居海外的美國科學家 文/史柯爾斯(Sarah Scoles)
88   不靠政府撥款,千億地方資金救科學 文/波以耳(Rebecca Boyle)
99   怪咖?那些關於科學家的刻板印象 文/梭貝爾(Dava Sobel)
102   拿不到經費的博士,還有救嗎? 文/韋爾加諾(Dan Vergano)
110 教養好科學 家有ADHD:陪孩子懂自己 文/舒爾茨(Jerome Schultz)
114 圖表會說話 全球學術自由亮紅燈 文、圖表/克利斯提安森(Jen Christiansen)
116 知識搖籃 科學能算出幸福嗎? 文/黃貞祥
118 科學人選書 浪漫、古怪、會犯錯的科學家 整理/葉洹君

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誠品貨碼 / 2680098205099
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