在实验室搞研究的传统印象里，科研人员通常穿着白大褂。然而，在中国科学技术大学的机器化学家实验室里，只有灵活的机器人在操作台之间穿梭，配制试剂。这款全球首个集阅读文献、设计实验、自主优化等功能于一体的机器化学家平台，被科研人员形象地称为“机器化学家”。实验室负责人、化学物理系教授江俊表示，机器化学家能够从数百万种材料的可能组合中找到最优解，科研人员可能只需要一两周时间。
机器化学家融合了大数据、人工智能和自动化的强大优势，为传统化学学科提供了新的研究范式。那么，这款如此聪慧的机器化学家是如何诞生的？时任中国科大的化学物理系执行主任、现任合肥微尺度物质科学国家研究中心主任罗毅表示，这是天时、地利、人和的结果。
2011年底，江俊决定回国加入中国科大，与他在瑞典皇家理工学院攻读博士学位的导师罗毅再次携手。两人都从事理论和计算化学方面的研究，但各有侧重。2013年底的一天，罗毅与江俊一起出差，提出了一个问题：基于独立事例的理论计算虽然符合传统研究范式，但效率太低。江俊经过调研发现，我国严重缺乏科学数据的积累，在学术上非常被动。
从2014年起，江俊带领学生收集教科书、论文、专利中的化学经验和知识，经过三年搭建起“中国人自己的化学材料大数据库”。有了足够的数据后，接下来的问题就是如何使用。人工智能是处理大数据的最佳手段，但对罗毅和江俊来说，这是一个全新的工具。
他们以自己熟悉的谱学、催化为抓手，应用人工智能方法开展研究，取得了良好的效果。2017年，罗毅想到一个好点子：可否借助本校两位教授在发光材料、催化剂领域的深厚积累，将他们的知识与大数据库融合？江俊和同学们对海量文本数据进行人工标注，逐步赋予计算机自主阅读并分析文献资料的能力，成功培育出一颗“化学大脑”。
2020年，江俊了解到英国利物浦大学安德鲁·库珀团队建造了世界首个移动机器人实验员，信心满满地认为可以将机器人的实验能力与“化学大脑”结合。经过努力，2021年12月，全球首个数据智能驱动的机器化学家在中国诞生，集成了两台移动机器人、19个智能化学工作站和高通量计算系统，覆盖科学研究方法论全流程。
2022年9月，相关研究成果发表在《国家科学评论》上，审稿专家评价机器化学家的“机器人系统、工作站和智能化学大脑都是最先进的，将对化学科学产生巨大影响”。
机器化学家的诞生不仅是技术的突破，更是科研环境的优势。江俊认为，这得益于中国科学院集成攻关的传统和中国科大的宽松科研环境、多学科交叉的优势。2021年初，中国科学院发布了当年基础前沿和关键核心技术中的重大科学问题清单，其中“数据驱动的化学、材料和生物科学的机器科学家”是46个项目之一。江俊的项目申请获得通过，获得2000万元的经费支持。
机器化学家不仅能执行实验任务，还能通过“化学大脑”进行量子化学仿真模拟，融合理论大数据和实验小数据，产生具有预测能力的人工智能模型，最终得到算法预测、验证全局最优的实验配方。江俊以创制“高熵非贵金属产氧催化剂”为例，展示机器化学家的超强能力。机器化学家通过阅读1.6万篇催化论文，自主遴选出5种非贵金属元素，并融合2.5万组理论计算数据和207组全流程实验数据，创制周期缩短为5个星期。
江俊等人亲切地把机器化学家命名为“小来”，意味着开启未来物质科学探索的新纪元。机器化学家的成功经验表明，未来可以将科学工程化，把优秀科研人员聚集在一起，以机器为载体，以数据为要素，做有组织的科研。罗毅表示，他们的目标是迅速扩大机器化学家这一技术平台的规模，增强其能力，建成世界上最好的“化学医院”。