Vergessenes Chemiewissen mit KI aufspüren

Wie viel chemisches Wissen steckt in jahrhundertealten alchemistischen Rezepten? Ein Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Guillermo Restrepo, Wissenschaftler am Institute for Studies of Science (ISoS) der Universität Bielefeld nutzt künstliche Intelligenz, um historische Texte zu entschlüsseln und vergessene chemische Erkenntnisse im Labor zu überprüfen. Mit seinem Projekt hat das Team eine dreijährige Förderung der gemeinnützigen Wissenschaftsorganisation Schmidt Sciences aus den USA eingeworben.

Alchemist*innen suchten einst nach neuen Stoffen und Reaktionen und hinterließen ein wertvolles historisches Erbe. Doch was verraten ihre oft rätselhaften Rezepte über die Anfänge der Chemie? Mit dieser Frage beschäftigt sich das Forschungsprojekt (Al-)Chemical Space In Silico (AXIS), das von Schmidt Sciences mit 400.000 Euro über drei Jahre gefördert wird. Guillermo Restrepo leitet es gemeinsam mit Dr. Sarah Lang vom Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte.

Die Wissenschaftler glauben, dass die Kombination aus digitalisierten historischen Informationen, künstlicher Intelligenz, Quantenchemie und Experimenten im Labor entscheidend dazu beitragen wird, alchemistisches Wissen besser zu verstehen.

KI entschlüsselt historische Texte

Viele chemische Datenbanken erfassen Informationen erst ab etwa 1800. Älteres Wissen steckt jedoch in alchemistischen Rezepten, die heute digitalisiert vorliegen. Ihre Sprache ist oft verschlüsselt, allegorisch oder esoterisch.

Das AXIS-Team nutzt Large Language Models (LLMs), um mögliche chemische Inhalte von symbolischen Beschreibungen zu unterscheiden. Anschließend untersuchen die Forschenden mithilfe der Quantenchemie – computergestützter Methoden zur Untersuchung chemischer Eigenschaften –, welche Rezepte wissenschaftlich vielversprechend sind.

Vom Rezept ins Labor

Die aussichtsreichsten Rezepte werden im Labor nachgestellt und mit chemischen Verbindungen getestet. So entstehen neue Daten zu Stoffen und Reaktionen aus der Zeit vor 1800, die helfen, die Entwicklung der Chemie besser nachzuvollziehen.

Das Projekt verbindet Geschichtswissenschaft, Informatik und Chemie und soll zeigen, wie KI historische Quellen für die Forschung erschließen kann. Die entwickelten Werkzeuge und Daten sollen offen zugänglich sein, damit auch andere Forschende sie nutzen und weiterentwickeln können.

Es gab insgesamt mehr als 500 Einreichungen aus 42 Ländern. Das Forschungsvorhaben von Dr. Guillermo Restrepo ist eines von 19 Projekten, die für die diesjährigen Auszeichnungen des Humanities and AI Virtual Institute (HAVI) ausgewählt wurden, darunter Vorhaben der Universitäten in Oxford, Boston, Berkeley und New York. Schmidt Sciences ist eine Initiative des Ehepaars Eric und Wendy Schmidt, das eine Reihe philanthropischer Projekte finanziert. Eric Schmidt war vormals CEO von Google.

https://www.uni-bielefeld.de