Une IA révolutionnaire pour la synthèse chimique à l’EPFL

Des chercheurs de l’EPFL ont présenté ChemCrow, un système d’IA révolutionnaire qui intègre 18 outils avancés, améliorant de manière significative l’efficacité de la recherche chimique.

Des scientifiques de l’EPFL ont réalisé une avancée significative dans le domaine de la chimie avec le développement de ChemCrow, un système d’IA basé sur un grand modèle de langage (LLM) conçu pour rationaliser les processus chimiques complexes. ChemCrow, qui intègre 18 outils spécialisés, devrait révolutionner la synthèse organique et la découverte de médicaments, en offrant une approche plus efficace aux chimistes chevronnés comme aux nouveaux venus dans le domaine.

La chimie a longtemps posé des problèmes d’automatisation en raison de ses processus complexes et des connaissances approfondies requises pour les maîtriser. Les outils de calcul traditionnels, bien qu’avancés, restent souvent sous-utilisés en raison de leur complexité. Faisant partie du nouveau AI Center de l’EPFL, l’équipe dirigée par Philippe Schwaller vise à combler cette lacune avec ChemCrow. « On peut se demander pourquoi un corbeau (ndlr: Crow en anglais) », explique Philippe Schwaller. « Parce que les corbeaux sont connus pour bien utiliser les outils.

Développé par les doctorants Andres Bran et Oliver Schilter en collaboration avec Sam Cox et le professeur Andrew White, ChemCrow s’appuie sur de grands modèles de langage tels que GPT-4, améliorés par LangChain pour une intégration transparente des outils. Cette IA gère de manière autonome des tâches de synthèse chimique, grâce à un ensemble de logiciels spécialisés, dont WebSearch pour la recherche d’informations en ligne, LitSearch pour l’extraction de littérature scientifique, et divers outils moléculaires et réactionnels pour l’analyse chimique.

Synthèse chimique autonome et applications concrètes

ChemCrow est capable de planifier et d’exécuter des synthèses chimiques de manière autonome. Parmi ses réalisations notables, citons la création d’un insectifuge, la synthèse de divers organocatalyseurs et la découverte de nouveaux chromophores, essentiels dans l’industrie des teintures et des pigments. L’IA se distingue par son processus de raisonnement structuré, qui reflète l’approche d’un expert humain, mais avec une précision accrue. « 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 aussi plus factuel – dans le cas de ChemCrow, en réduisant les hallucinations », explique Andres Camilo Marulanda Bran, premier auteur de l’étude.

Dès qu’il reçoit un message, ChemCrow planifie stratégiquement la tâche, sélectionne les outils appropriés et affine son approche de manière itérative en fonction des résultats. Ce processus méticuleux garantit que les actions de ChemCrow sont fondées sur des applications pratiques et adaptées aux environnements de laboratoire du monde réel. Cette innovation devrait permettre d’accélérer la recherche et le développement dans divers domaines, notamment les produits pharmaceutiques et la science des matériaux, en rendant le processus plus efficace et plus sûr.