自驾实验室开发中编程与大语言模型的演变作用
人机交互
2025-04-22 v1
摘要
机器学习与自动化正在变革科学研究，但自驾实验室(SD)的实现仍昂贵且复杂，且学习如何使用这些设施仍然困难。为此，我们引入了Claude-Light，这是一款轻量级、远程可访问的仪器，旨在原型设计自动化算法和机器学习工作流程。Claude-Light集成了REST API、基于树莓派的控制系统以及一个带有光度计的RGB LED，该光度计测量十个光谱输出，提供受控但真实的实验环境。该设备使用户能够从基础编程和实验设计到机器学习驱动的优化多个层面上探索自动化。我们展示了Claude-Light在结构化自动化方法中的应用，包括传统脚本编写、统计实验设计和主动学习方法。此外，我们探讨了大语言模型(LLM)在实验室自动化中的作用，强调其在仪器选择、结构化数据提取、函数调用和代码生成中的应用。尽管LLM为简化自动化带来了新机遇，但也带来了关于可重复性、安全性和可靠性的挑战。我们讨论了在利用LLM实现自驾实验室效率提升的同时缓解这些风险的策略。Claude-Light为学生和研究人员提供了一个实用且可接近的平台，帮助他们发展自动化技能并测试算法，随后再部署到更大规模的SDL中。通过降低科学研究中自动化的进入门槛，这一工具促进了AI驱动实验的更广泛采用，并推动了自主实验室的创新。
引用
@article{arxiv.2504.13870,
title = {The Evolving Role of Programming and LLMs in the Development of Self-Driving Laboratories},
author = {John R. Kitchin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.13870},
year = {2025}
}