نظام روبوتي يُدخل الكيمياء إلى الفضاء الفائق

أجرى باحثون تجربة ثورية في كيمياء التفاعل باستخدام نظام روبوتي يُمكّن من استكشاف "الفضاء فوق-كيميائي" للتفاعلات الكيميائية، وهو ما يُعد تطورًا جوهريًا في تصميم المركبات الجديدة. بدلاً من الاعتماد على التفاعلات التقليدية التي تُجرى تحت ظروف محددة واحدة (مثل درجة حرارة أو زمن معين)، استخدم الفريق نظامًا روبوتيًا ذكيًا لاستكشاف ملايين التفاعلات الممكنة في آنٍ واحد، حيث تم تغيير أكثر من 10 متغيرات في كل تجربة، بما في ذلك تركيزات المتفاعلات، درجات الحرارة، أنواع المحفزات، وظروف الإضاءة. النظام، الذي يُعرف بـ"الخريطة الروبوتية لفضاءات التفاعل والشبكات الكيميائية"، يعتمد على تعلم آلي متقدم لتحليل النتائج الفورية من كل تجربة، ويُحدّث استراتيجيته تلقائيًا لاستكشاف مناطق أكثر إنتاجية في الفضاء الكيميائي. هذا يمكّن الباحثين من اكتشاف مسارات تفاعلية غير متوقعة، وتحسين كفاءة التصنيع الكيميائي بشكل كبير. في الدراسة النشرة في مجلة Nature، نجح الفريق في تطوير مسار تفاعلي جديد لإنتاج مركبات عضوية معقدة بطرق أكثر كفاءة من الطرق التقليدية. كما تم اكتشاف تفاعلات محفزة بضوء أشعة فوق بنفسجية، والتي لم تُكتشف سابقًا بسبب تعقيد الظروف المطلوبة. وتم التحقق من هذه النتائج عبر تجارب مخبرية مكثفة، مع تأكيد النتائج باستخدام تحليلات طيفية متقدمة. يُعد هذا التقدم خطوة مهمة نحو تطوير كيمياء "ذكية" تُمكّن من تصميم مركبات جديدة بسرعة، خاصة في مجالات مثل صناعة الأدوية، حيث تتطلب بعض الجزيئات بناءً معقدًا يتطلب مئات المحاولات اليدوية. بفضل هذا النظام، يمكن تقليل وقت البحث من أشهر إلى أيام، مع تقليل الهدر الكيميائي والتكلفة. الدراسة تُظهر أيضًا إمكانية استخدام الروبوتات لاستكشاف "الشبكات التفاعلية" – أي الترابط بين تفاعلات متعددة – مما يفتح آفاقًا جديدة في فهم الديناميات الكيميائية على مستوى عالٍ من التعقيد. كما أن النموذج يمكن تكييفه لتطبيقات أخرى مثل تطوير مواد جديدة للبطاريات أو المحفزات البيئية. العمل يُعد مثالًا ناجحًا لدمج الذكاء الاصطناعي، والروبوتات، والكيمياء التحليلية، ويُعتبر نموذجًا يُحتذى به في المستقبل، حيث تتحول مختبرات الكيمياء من بيئات يدوية إلى أنظمة تلقائية قادرة على التعلم والابتكار.