- TEM Agent 系统能简化电子显微镜操作，无需专业训练。
- 研究人员可用简单英文描述实验，AI 代理自动执行。
- 该系统连接超级计算设施，加快数据处理速度。
- 目标是扩展专业知识，让新手更快进行实验。
[原文章]
运行全球最强大的电子显微镜之一需要几周的培训。在洛伦斯伯克利国家实验室，研究人员现在可以用简单的英文描述实验，并让人工智能代理进行操作。这个名为 TEM Agent 的系统是在美国能源部的分子工厂建造的，该设施位于伯克利实验室。该系统控制着一台透射电子显微镜，这种仪器可以显示材料中原子的具体位置，从而决定材料的强度、电导率、电池的能量存储能力，以及药物如何与细胞结合。
分子工厂的显微镜能够成像约半个氢原子大小的结构，来自大学和公司的科学家们会专程前来使用这些设备。学习曲线相当陡峭，一些来访的研究人员虽然已经修读了一学期的电子显微镜课程，但仍需几周的实践训练。即使是专家也会在数据处理上遇到困难：一个检测器可以在 15 秒内产生约 700GB 的数据，这样的速度远超手动处理的能力。因此，这造成了瓶颈。尽管设备不断变得更强大，但能熟练操作和分析的人数却无法跟上。
AI 提升电子显微镜效率
团队已经有了自动化的例行程序来处理重复的工作，例如成像大量的纳米颗粒。但正如该研究的负责科学家彼得·埃留斯所说，这些程序就像工厂生产线一样，仅仅按照预设的程序执行，当发生意外情况时便会中断，且无法由非机器人工程师进行修改。团队决定不重新开始，而是用模型上下文协议重写这些程序，这是一种开放标准，为人工智能提供了一组固定的具体预设操作，而不是开放式控制。凭借这一工具包，TEM Agent 能够将步骤串联起来，即使对于没有被编程的请求也是如此。
研究人员用简单的英文描述实验，代理则根据需要调整放大倍率、倾斜样品、重新聚焦束光，并链接数十个小步骤。团队在电子断层扫描中测试了此系统，该技术从倾斜图像重建样品的三维视图，通常需要数小时。最初，代理将样品的旋转与扫描方向的旋转混淆，而一段简短的书面说明便解决了这个问题。分子工厂的研究科学家斯特凡妮·瑞贝特随后将其推向更具实验性的领域，包括相位衍射，即从衍射图案重建高分辨率图像的技术，这通常需要相当的专业知识来设置。
自然语言界面促进交流
将人工智能与科学硬件相连接比将其与文献或数据管道相连接更具挑战性，瑞贝特表示，而该协议则为团队提供了一种桥接两者的方法。该代理还连接到国家能源研究科学计算中心，这是一个能源部的超级计算设施，以及分子工厂的数据平台 Crucible，该平台组织实验的元数据。原始数据可以在几秒钟内处理完成，而研究人员可以在几周前询问他们在样品上使用的设置，而无需翻阅文件或笔记本。
克鲁西布的开发负责人摩根·沃尔表示，用户可以通过一个界面以自然语言进行交流，而不是在五台计算机上同时操作五个脚本。这一方法可以扩展到其他具有开放接口的仪器，沃尔的团队正在帮助其他纳米级研究中心采用克鲁西布。该发布表示，目标不是取代专业知识，而是扩展它，为新手和经验丰富的研究人员提供一个更快的从想法到实验的途径。埃留斯预期这类助手将使这种工作民主化。该研究得到了能源部科学办公室的支持，其成果发表在期刊 npj Computational Materials 上。
项目 规格 处理器 未公开 RAM 未公开 存储空间 未公开 电池容量 未公开 屏幕尺寸 未公开 相机像素 未公开 快充瓦数 未公开 连接性 未公开 重量 未公开 刷新率 未公开
人工智能助力科学研究的未来
TEM Agent 的引入标志着人工智能在科学研究中的重要性日益增加。这个系统不仅简化了电子显微镜的操作流程，还大幅降低了对专业训练的依赖，让更多研究人员能够参与高端实验。此外，通过自然语言界面，用户能更直观地与系统互动，这不仅提高了工作效率，也有助于知识的传承与扩展。随着 AI 技术的进一步发展，未来在科学研究中，类似的自动化工具将可能成为常态，从而推动科学探索的进程。