ИИ предсказывает результаты химических реакций (+видео)

Представляя атомы в виде букв, а молекулы как слова, программное обеспечение ИИ от IBM использует для прогнозирования результатов органических химических реакций теже методы, которые применяются при компьютерном переводе с иностранных языков, что может ускорить разработку новых медицинских препаратов.

В течение последних 50 лет ученые пытались «обучить» компьютеры основам химического анализа, чтобы они помогали предсказывать результаты органических химических реакций. Однако органические соединения могут быть чрезвычайно сложными, а имитация их поведения может оказаться трудоемкой и неточной. Вместо этого исследователи из IBM решили применить программу ИИ, обычно используемую для перевода с иностранных языков.

«Вместо перевода с английского языка на немецкий или китайский язык, мы использовали такую же технологию ИИ для просмотра сотен тысяч или миллионов химических реакций для того, чтобы программа изучила базовую структуру «языка» органической химии, а затем попыталась предсказать результаты возможной реакции, - говорит один из участников исследования Теодоро Лаино. - Мы хотим помочь химикам в проектировании новых методов синтеза органических соединений».

Синтез фармацевтических препаратов и других сложных органических соединений зачастую является сложной задачей, порой состоящей из 30 или 40 этапов, объясняет он. Фармацевтические компании прилагают огромные усилия, пытаясь сократить несколько этапов с тем, чтобы уменьшить время и увеличить эффективность исследований.

Новая программа ИИ — это искусственная нейронная сеть, в которой компоненты, называемые нейронами, получают данные и совместно решают такие же проблемы, как и перевод предложения. Затем нейронная сеть многократно корректирует соединения между своими нейронами и увидит, когда новые модели соединений лучше решают проблему. Со временем нейронная сеть обнаруживает, какие модели лучше всего подходят для вычисления решений, имитируя процесс обучения в человеческом мозге.

Также, как и маленький ребенок, который может не знать правил склонения и спряжения, но все же говорит правильно, это новое программное обеспечение ИИ никогда не узнает законов органической химии, но сможет все-таки делать предсказания о результатах химических реакций.

В тех случаях, когда ИИ считает, что химическая реакция может иметь более одного результата, она обеспечит несколько решений, ранжированных по вероятности. Точность предсказаний может достигать 80%.