Schotse wetenschappers hebben een programmeertaal bedacht die automatisch woorden in moleculen kan omzetten. Deze digitaliseringsslag moet leiden tot wat zij een ‘Spotify voor de chemie’ noemen: een enorme online opslagplaats van downloadbare recepten voor belangrijke moleculen, waaronder medicijnen.

Onderzoekers van de School of Chemistry van de Universiteit van Glasgow, die het systeem hebben ontwikkeld, zijn enthousiast over deze digitalisering van de chemie. Die zou bijvoorbeeld ontwikkelingslanden kunnen helpen om makkelijker toegang te krijgen tot medicijnen en betere internationale wetenschappelijke samenwerking mogelijk maken. Zelfs de menselijke verkenning van de ruimte is hiermee gediend, zeggen zij in het tijdschrift Science.

Robotchemicus
Het team uit Glasgow heeft een, wat zij noemen, 'chemische verwerkingseenheid' ontwikkeld: een slimme en betaalbare ‘robotchemicus op desktopformaat’, die in staat is om chemicaliën te maken. Dit is een enorm tijdrovende en repetitieve klus, vandaar dat hij uitbesteed wordt aan robots. Tot nu toe hadden dit soort robots hiervoor een enorme hoeveelheid programmering nodig, met gedetailleerde instructies. Maar omdat er geen standaard programmeertaal voor scheikunde is, werken de programma's die voor de ene robot zijn gemaakt, niet op een ander type. Dankzij deze nieuwe programmeertaal wordt de inspanning die nodig is om verschillende robots te programmeren, grotendeels weggenomen, zeggen de onderzoekers.

Natuurlijke taalverwerking
De Schotse wetenschappers hebben een manier gevonden om nieuwe instructiesets voor de chemische robots te maken op basis van natuurlijke taalverwerking. Ze ontwikkelden daartoe een computerprogramma genaamd SynthReader, dat wetenschappelijke artikelen kan scannen en de chemische procedures daarin kan herkennen. Het programma splitst die procedures automatisch op in eenvoudige instructies en slaat ze op in een indeling die het team Chemical Description Language, oftewel XDL noemt: een nieuwe open source-taal voor het beschrijven van chemische processen.
Die XDL-bestanden zijn chemische instructies die in principe door elke robot kunnen worden ingelezen. De onderzoekers hebben vervolgens een gebruiksvriendelijke interface gebouwd, die kan worden geïntegreerd met elk chemisch robotsysteem en waarmee de XDL-instructies in chemicaliën kunnen worden omgezet. De enige menselijke input die nog nodig is, is ervoor zorgen dat de apparatuur die de robot nodig heeft om de moleculen te maken, correct is ingesteld.

Net als het rippen van een cd
Hoogleraar Lee Cronin, die het onderzoek leidde: “Wat we hebben bereikt met de ontwikkeling van onze ‘Chemische Spotify’ is vergelijkbaar met het rippen van een compact disc naar een mp3. We nemen informatie die is opgeslagen in een fysiek formaat, in dit geval een wetenschappelijk artikel, en halen alle gegevens eruit die we nodig hebben om een digitaal bestand te maken dat op elk systeem kan worden afgespeeld. In dit geval elke ‘robotchemicus’. We hopen dat ons systeem de mogelijkheden van deze robots sterk zal uitbreiden en de creatie van een enorme database van moleculen uit honderden jaren aan wetenschappelijke artikelen mogelijk maakt.”

Missie naar Mars
“Ons systeem”, vervolgt de hoogleraar, “kan XDL-bestanden lezen en uitvoeren die door gebruikers overal ter wereld zijn gedeeld. Door dat soort kennis rechtstreeks in handen te geven van mensen die toegang hebben tot de robots, kunnen artsen in de toekomst medicijnen op aanvraag maken. Het zou zelfs kunnen betekenen dat toekomstige bemande missies naar Mars ruwe chemische materialen kunnen meenemen en ter plekke kunnen maken wat ze nodig hebben, daar op de rode planeet.”