Guillermo Restrepo: Die KI, die vergessenes Chemiewissen aus Alchemie-Rezepten hebt

Forschungsleiter Guillermo Restrepo und sein Projektpartner Lang verbinden Chemiewissen mit KI, um verschollenes Wissen aus der Alchemie wieder nutzbar zu machen. Ihr Projekt AXIS, kurz für (Al-)Chemical Space In Silico, gehört zu 19 ausgewählten Vorhaben des Humanities and AI Virtual Institute.

Unter den weiteren prämierten Projekten finden sich Vorhaben der Universitäten Oxford, Boston, Berkeley und New York; insgesamt gingen für die diesjährigen Auszeichnungen mehr als 500 Einreichungen aus 42 Ländern ein. Restrepo und Lang setzen auf eine Kombination aus Geschichtswissenschaft, Informatik und experimenteller Chemie, um Texte lesbar zu machen, die lange als unzugänglich galten.

Restrepo und Lang führen das AXIS-Projekt

Viele chemische Datenbanken erfassen Wissen erst ab etwa dem Jahr 1800. Was davor in alchemistischen Schriften festgehalten wurde, blieb bislang weitgehend unausgewertet, weil die Texte in symbolischer und allegorischer Sprache verfasst sind. Genau hier setzt das Team um Restrepo an.

Das Projekt verbindet drei Disziplinen: Geschichtswissenschaft, Informatik und Chemie arbeiten gemeinsam daran, die verschlüsselten Anleitungen zu entschlüsseln und ihren wissenschaftlichen Gehalt zu prüfen.

Wie künstliche Intelligenz altes Chemiewissen entschlüsselt

Das Team setzt Large Language Models ein, um chemische Inhalte in den symbolischen Beschreibungen alchemistischer Rezepte zu identifizieren. Die Modelle übersetzen damit sinngemäß, was frühere Autoren in verschlüsselter Form notiert haben.

Anschließend kommt Quantenchemie ins Spiel: Mit computergestützten Methoden wird untersucht, welche der entschlüsselten Rezepte chemisch plausibel und damit wissenschaftlich vielversprechend sind. Erst danach werden die aussichtsreichsten Varianten im Labor nachgestellt und experimentell getestet.

Restrepo begründet diesen mehrstufigen Ansatz damit, dass erst das Zusammenspiel aus digitalisiertem historischem Wissen, künstlicher Intelligenz, Quantenchemie und Laborexperimenten ein besseres Verständnis alchemistischen Wissens ermöglicht.

Rechenbeispiel: Was die Förderung von Schmidt Sciences bedeutet

Schmidt Sciences, eine Initiative des Ehepaars Eric und Wendy Schmidt, fördert AXIS mit einer Gesamtsumme von 400.000 Euro über einen Zeitraum von drei Jahren. Umgerechnet stehen dem Team damit rund 133.300 Euro pro Jahr zur Verfügung, um Textanalyse, Modellrechnungen und Laborversuche zu finanzieren.

Diese Summe verteilt sich auf ein Vorhaben, das drei aufwendige Arbeitsschritte kombiniert: Sprachmodelle zur Textauswertung, quantenchemische Berechnungen zur Vorauswahl und klassische Laborchemie zur Bestätigung. Jeder dieser Schritte benötigt eigene Rechenkapazität und Personal, was die vergleichsweise schlanke Förderung einordnet.

Was als Nächstes kommt

Die im Projekt entwickelten Werkzeuge und Daten sollen offen zugänglich gemacht werden. Damit könnten auch andere Forschungsgruppen künftig auf die aufbereiteten Textkorpora und Analysemethoden zugreifen, statt bei null zu beginnen.

Für die Chemiegeschichte bedeutet das einen möglichen Zugang zu Wissen, das seit Jahrhunderten unbeachtet in Archiven liegt. Ob sich darunter tatsächlich neue chemische Verbindungen oder Verfahren verbergen, werden die geplanten Laborversuche in den kommenden drei Jahren zeigen.

Bild: Symbolbild, KI-erzeugt.