OpenAI表示，公司將最新模型GPT-5.4與Molecule.one的自主實驗系統「Maria」結合，改善了一種用於藥物研發的高難度化學反應[1]。這套AI會自行提出假設，並在機器人實驗室裡完成了一萬多次反應，最終找到一種能提升該反應效率的添加劑——在此之前，這項反應的產率一直偏低。整個流程屬於由人類化學家做最終判斷的「近乎自主」架構，但AI參與了一個研究專案的完整環節，因此格外受到關注。
將GPT-5.4與自主實驗室「Maria」結合
這項工作延續了OpenAI讓AI成為科學家夥伴的一系列嘗試[1]。該公司先前已展示過模型在數學、理論物理與生物學等領域為新成果作出貢獻的案例。這一次，它把方向延伸到與藥物研發直接相關的「藥物化學」領域。
具體而言，OpenAI與專注藥物研發支援的Molecule.one合作，將GPT-5.4接上該公司的化學AI「Maria」[1]。Maria是一套與高通量（大規模平行）實驗設備整合、能自主推進研究的化學AI。研究團隊只給這套系統下達了一個沒有既定答案的籠統目標：改善若干重要反應類別中的某一種。
該系統會生成研究提案，設計並執行實驗，分析所得資料，再提出下一步該嘗試的實驗[1]。與此同時，人類化學家也持續參與其中：設計用於引導與評分的提示，挑選要測試的提案，並對實驗方案做出有限度的修正。最終結果的獨立驗證同樣由人類負責。
「Chan–Lam偶聯」難在哪裡
AI判斷最有希望的提案「OAI-M1-03」所瞄準的，是Chan–Lam偶聯這項反應中難度較高的類型[1]。Chan–Lam偶聯用於形成碳氮鍵，化學家藉它來建構廣泛存在於藥物分子中的結構[1][2]。
不過，這項反應並非對所有分子都同樣有效。尤其是把硼酸與所謂的「一級磺醯胺」結合時，向來產率偏低[1]。磺醯胺是一類重要的分子，出現在抗癌藥、抗菌藥與利尿藥等眾多藥物中。由於合成是藥物研發的一大瓶頸，科學家只能測試自己能夠製得的分子，因此若能讓這項反應更加穩定可靠，可供探索的候選分子範圍便會隨之擴大。
從那個沒有既定答案的目標出發，GPT-5.4自行把一級磺醯胺判定為「困難但價值很高的對象」[1]。接著它提出，加入包含TEMPO在內的溫和氧化劑，或許能改善該反應。對化學家而言，這是一個既出乎意料又相當有意思的提示。
一萬多次自動實驗讓產率提升
經過在Maria Lab進行的兩輪實驗，這項提案帶來了明顯改善[1]。在最佳化後的條件下，所測試硼酸的88%與磺醯胺的83%產率獲得提升。平均產率從16.6%升至25.2%，產率超過30%的反應占比也從15.6%增加到37.5%。
實驗規模同樣具有重大意義。Maria在兩輪中共執行了10,080次反應[1]。這個數字，是一名每天做3次反應的化學家花10年也達不到的。僅憑少數幾個例子，化學結果很容易被誤讀；正因為嘗試了大量反應，才得以從10種氧化劑中辨識出TEMPO的效果，並確認它的作用與限制。
此外，在分析第一輪資料後提出的第二輪實驗還發現，把TEMPO換成更便宜的類似物「4-hydroxy-TEMPO」，效能幾乎不會下降[1]。
這項結果並不只停留在微升等級的篩選。當人類化學家在實驗台規模（bench scale）以手動方式重現具代表性的反應時，14組受質配對中有11組產率上升，其中8組的提升超過兩倍[1]。由於極小規模的實驗有時會產生在放大後便消失的表面效果，這次重現被視為相當重要。4位外部化學專家審閱了預印本（未經同儕審查的論文），認同該結果具有新穎性、值得分享。
「近乎自主」代表什麼，以及它的限制
OpenAI將整個流程稱為「近乎自主」（near-autonomous），而非完全自主[1]。重要的判斷仍由人類化學家做出。模型負責提出關鍵的研究構想，而人類提供宏觀的方向掌控與判斷，修正實驗細節，協助準備試劑與耗材，並親手重現關鍵實驗。其中，人類做出的最大修正，是出於擔心溶劑二甲基亞碸（DMSO）會與作為對照的更強氧化劑發生反應，而指示避免使用它。
這項歷時三個月的工作，從3月4日的第一條提示，一直持續到6月4日向獨立專家分享OAI-M1-03的結果[1]。在GPT-5.4與Maria測試的4項提案中，OAI-M1-02與OAI-M1-04獲得實驗證實，OAI-M1-01則遭到推翻。
不過，OpenAI謹慎地界定了這項成果能夠說明與不能說明的範圍[1]。它並不能證明AI可以獨自從頭到尾運作一個化學研究專案，整個工作仰賴專用的高通量設備。也無法保證它能直接套用到其他偶聯反應、其他受質或生產條件上；闡明反應機制以及進行獨立重現，仍是日後的課題。OpenAI還提到，對醫藥與材料科學有益的技術也可能遭到濫用，並表示已刻意將這項工作侷限在不涉及毒物或化學武器的正當藥物化學課題上。所用模型已接受英國AI Security Institute（AISI）的相關評估，並被設計為會拒絕針對有害用途的請求。
總結
OpenAI將GPT-5.4與Molecule.one的自主實驗系統「Maria」結合，改善了藥物研發中所用Chan–Lam偶聯的高難度類型[1]。AI自行鎖定一級磺醯胺這個難題對象，並提出TEMPO這種添加劑，結果使平均產率從16.6%升至25.2%，在人類於實驗台上的重現中，效果也獲得確認。這仍處於由人類做關鍵決策的「近乎自主」階段，重現以及適用範圍的釐清也尚待完成，但它是AI在從提出假設到執行、解讀實驗的整個研究環節中作出具體貢獻的一個實例。
