喜訊 | 深圳市人工智能與機(jī)器人研究院朱熹教授、博士研究生徐彥恒在JPC Letters上發(fā)表研究成果
近日，深圳市人工智能與機(jī)器人研究院（簡(jiǎn)稱(chēng)AIRS）普適人工智能應(yīng)用研究中心的朱熹教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了目前世界上第一套基于區(qū)塊鏈和云存儲(chǔ)技術(shù)的自動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。其研究成果“The Blockchain Integrated Automatic Experiment Platform (BiaeP)?”被美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)期刊?JPC Letters?接收?。
朱熹教授團(tuán)隊(duì)此次的研究成果意味著人工智能和區(qū)塊鏈技術(shù)在生物制藥和化學(xué)材料領(lǐng)域的落地。朱熹教授表示，這套區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)共享功能，方便研究者下載公開(kāi)的BIP文件，并基于自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，自動(dòng)或手動(dòng)重復(fù)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證可重復(fù)性。
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BiaeP系統(tǒng)的總架構(gòu)與功能流程圖
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本論文主要作者為AIRS 卓越博士生徐彥恒和劉汝林，其他作者包括博士生李佳根和徐曜，通訊作者為AIRS 普適人工智能應(yīng)用研究中心副主任朱熹教授。
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研究背景
? ? ? ?隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的生物制藥和材料化學(xué)領(lǐng)域即將發(fā)生巨大的變化。該篇論文作者估計(jì)未來(lái)五到十年，智能機(jī)器人將較為全面地接管生物、材料領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)工作。
此外，在科研領(lǐng)域，如何保證文章中實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性、數(shù)據(jù)完整性和原創(chuàng)性一直是學(xué)者們關(guān)心的問(wèn)題。包括Nature Science?等頂級(jí)期刊在內(nèi)的多家學(xué)術(shù)期刊和眾多研究者，甚至一些諾獎(jiǎng)得主，也曾遇到此類(lèi)問(wèn)題（例如2019年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主Gregg Semenza 最近有32篇論文被懷疑存在圖像真實(shí)性方面的問(wèn)題?1；2018年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主Frances H. Arnold 在2020年年初因缺少關(guān)鍵原始數(shù)據(jù)而主動(dòng)撤回了她2019年以通訊作者身份在Science《科學(xué)》上發(fā)表的著名文章?2；2004年諾貝爾獎(jiǎng)得主Linda Buck 也因?qū)ξ恼轮薪Y(jié)果的可重復(fù)性失去信心，而撤回了先后于2005年和2006年發(fā)表在PNAS《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》?3?和Science《科學(xué)》???上的文章）。
當(dāng)前，學(xué)界呼吁研究者公開(kāi)更多原始數(shù)據(jù)，提供更翔實(shí)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程以保證其他研究者可重復(fù)，然而，重復(fù)實(shí)驗(yàn)的高時(shí)間成本和文章中記錄實(shí)驗(yàn)步驟的一些偏差仍然無(wú)法解決。因此，創(chuàng)造一種新的技術(shù)來(lái)從根本上提高實(shí)驗(yàn)記錄的真實(shí)性，同時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)的最初完成時(shí)間來(lái)保護(hù)作者的原創(chuàng)性學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)，將會(huì)有很大的應(yīng)用前景。
目前，區(qū)塊鏈技術(shù)在化工行業(yè)也有一些落地應(yīng)用，其中最著名的為巴斯夫（BASF）于今年推出的reciChain，該平臺(tái)將區(qū)塊鏈的功能與數(shù)字認(rèn)證和循環(huán)計(jì)數(shù)技術(shù)結(jié)合在一起，可在所有市場(chǎng)參與者之間安全地共享數(shù)據(jù)，同時(shí)改善整個(gè)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中塑料的分類(lèi)、追蹤和監(jiān)控能力。該區(qū)塊鏈項(xiàng)目旨在將傳統(tǒng)的線(xiàn)性塑料供應(yīng)鏈轉(zhuǎn)變?yōu)楦吒?jìng)爭(zhēng)性且環(huán)境友好的循環(huán)可回收供應(yīng)鏈，從而延長(zhǎng)了塑料的生命周期。另外，由于reciChain 的高透明度，該平臺(tái)可以為各個(gè)環(huán)節(jié)的消費(fèi)者提供更好的保證，以確保他們從回收商和加工商那里購(gòu)買(mǎi)的再生塑料的真實(shí)性。
巴斯夫致力于運(yùn)用該區(qū)塊鏈技術(shù)以改善塑料造成的環(huán)境問(wèn)題，同時(shí)創(chuàng)造更多價(jià)值。本文中提出的BiaeP 系統(tǒng)也具有與reciChain 深度整合的潛力，可以將其應(yīng)用于詳細(xì)記錄塑料回收生產(chǎn)線(xiàn)上的每個(gè)環(huán)節(jié)，以增強(qiáng)再生塑料的可信度。
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研究概要
? ? ? ?本研究開(kāi)發(fā)了目前世界上第一套基于區(qū)塊鏈和云存儲(chǔ)技術(shù)的自動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括整個(gè) MAOSIC 操作系統(tǒng)，以及BIP 文件存儲(chǔ)系統(tǒng)。所有的實(shí)驗(yàn)步驟基于BIP指令實(shí)現(xiàn)，使用者采用 BIP 文件設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，調(diào)用各個(gè)反應(yīng)及測(cè)試設(shè)備，設(shè)計(jì)出符合自己需求的實(shí)驗(yàn)流程。BIP 文件會(huì)自動(dòng)記錄測(cè)試設(shè)備中輸出的結(jié)果，并將其于指令整合存檔?；趯?duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的滿(mǎn)意度，用戶(hù)可選擇是否將該記錄上傳至區(qū)塊鏈及云存儲(chǔ)系統(tǒng)中以獲取時(shí)間戳保護(hù)原創(chuàng)性，也可進(jìn)一步?jīng)Q定是否將實(shí)驗(yàn)文件加密，直到文章發(fā)表后再公開(kāi)。
此外，當(dāng)產(chǎn)生原創(chuàng)性爭(zhēng)議時(shí)，實(shí)驗(yàn)者可提供最初的區(qū)塊鏈上傳時(shí)間戳以證明該成果的獨(dú)立性與原創(chuàng)性。該系統(tǒng)的區(qū)塊鏈部分基于以太坊solidity 構(gòu)建，自動(dòng)實(shí)驗(yàn)部分基于本組先前開(kāi)發(fā)的MAOSIC 系統(tǒng)。該系統(tǒng)目前處于可商業(yè)化狀態(tài)，我們也提供了兩個(gè)在BiaeP 上進(jìn)行或重復(fù)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)以證明整套系統(tǒng)的可用性。
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區(qū)塊鏈與云存儲(chǔ)系統(tǒng)的運(yùn)作細(xì)節(jié)
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指導(dǎo)老師
? ? ? ?在A(yíng)IRS 的支持下，朱熹教授領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了國(guó)內(nèi)第一套基于智能機(jī)器人技術(shù)的加速新材料發(fā)現(xiàn)的MAOSIC物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)材料的“按需合成”。目前，朱教授的研究方向是人工智能技術(shù)在材料科學(xué)，尤其是新能源領(lǐng)域中的應(yīng)用。
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朱熹 教授
AIRS 普適人工智能應(yīng)用研究中心副主任
港中大（深圳）助理教授
新加坡南洋理工大學(xué)博士
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注釋
1.?https://forbetterscience.com/2020/10/07/gregg-semenza-real-nobel-prize-and-unreal-research-data/?
2.?https://science.sciencemag.org/content/367/6474/155.1
