- TEM Agent 系統能簡化電子顯微鏡操作，無需專業訓練。
- 研究人員可用簡單英文描述實驗，AI 代理自動執行。
- 該系統連接超級計算設施，加快數據處理速度。
- 目標是擴展專業知識，讓新手更快進行實驗。
[原文章]
運行全球最強大的電子顯微鏡之一需要幾周的培訓。在洛倫斯伯克利國家實驗室，研究人員現在可以用簡單的英文描述實驗，並讓人工智能代理進行操作。這個名為 TEM Agent 的系統是在美國能源部的分子工廠建造的，該設施位於伯克利實驗室。該系統控制著一台透射電子顯微鏡，這種儀器可以顯示材料中原子的具體位置，從而決定材料的強度、電導率、電池的能量存儲能力，以及藥物如何與細胞結合。
分子工廠的顯微鏡能夠成像約半個氫原子大小的結構，來自大學和公司的科學家們會專程前來使用這些設備。學習曲線相當陡峭，一些來訪的研究人員雖然已經修讀了一學期的電子顯微鏡課程，但仍需幾周的實踐訓練。即使是專家也會在數據處理上遇到困難：一個檢測器可以在 15 秒內產生約 700GB 的數據，這樣的速度遠超手動處理的能力。因此，這造成了瓶頸。儘管設備不斷變得更強大，但能熟練操作和分析的人數卻無法跟上。
AI 提升電子顯微鏡效率
團隊已經有了自動化的例行程序來處理重複的工作，例如成像大量的納米顆粒。但正如該研究的負責科學家彼得·埃留斯所說，這些程序就像工廠生產線一樣，僅僅按照預設的程序執行，當發生意外情況時便會中斷，且無法由非機器人工程師進行修改。團隊決定不重新開始，而是用模型上下文協議重寫這些程序，這是一種開放標準，為人工智能提供了一組固定的具體預設操作，而不是開放式控制。憑藉這一工具包，TEM Agent 能夠將步驟串聯起來，即使對於沒有被編程的請求也是如此。
研究人員用簡單的英文描述實驗，代理則根據需要調整放大倍率、傾斜樣品、重新聚焦束光，並鏈接數十個小步驟。團隊在電子斷層掃描中測試了此係統，該技術從傾斜圖像重建樣品的三維視圖，通常需要數小時。最初，代理將樣品的旋轉與掃描方向的旋轉混淆，而一段簡短的書面說明便解決了這個問題。分子工廠的研究科學家斯特凡妮·瑞貝特隨後將其推向更具實驗性的領域，包括相位衍射，即從衍射圖案重建高解像度圖像的技術，這通常需要相當的專業知識來設定。
自然語言界面促進交流
將人工智能與科學硬件相連接比將其與文獻或數據管道相連接更具挑戰性，瑞貝特表示，而該協議則為團隊提供了一種橋接兩者的方法。該代理還連接到國家能源研究科學計算中心，這是一個能源部的超級計算設施，以及分子工廠的數據平台 Crucible，該平台組織實驗的元數據。原始數據可以在幾秒鐘內處理完成，而研究人員可以在幾周前詢問他們在樣品上使用的設置，而無需翻閱文件或筆記本。
克魯西布的開發負責人摩根·沃爾表示，用戶可以通過一個界面以自然語言進行交流，而不是在五台計算機上同時操作五個腳本。這一方法可以擴展到其他具有開放接口的儀器，沃爾的團隊正在幫助其他納米級研究中心採用克魯西布。該發布表示，目標不是取代專業知識，而是擴展它，為新手和經驗豐富的研究人員提供一個更快的從想法到實驗的途徑。埃留斯預期這類助手將使這種工作民主化。該研究得到了能源部科學辦公室的支持，其成果發表在期刊 npj Computational Materials 上。
項目 規格 處理器 未公開 RAM 未公開 儲存空間 未公開 電池容量 未公開 螢幕尺寸 未公開 相機像素 未公開 快充瓦數 未公開 連接性 未公開 重量 未公開 刷新率 未公開
人工智慧助力科學研究的未來
TEM Agent 的引入標誌著人工智慧在科學研究中的重要性日益增加。這個系統不僅簡化了電子顯微鏡的操作流程，還大幅降低了對專業訓練的依賴，讓更多研究人員能夠參與高端實驗。此外，透過自然語言界面，使用者能更直觀地與系統互動，這不僅提高了工作效率，也有助於知識的傳承與擴展。隨著 AI 技術的進一步發展，未來在科學研究中，類似的自動化工具將可能成為常態，從而推動科學探索的進程。