Ученые создали нейросеть, которая распознает молекулы
Российские ученые создали ИИ-систему, которая по 3D-модели молекулы с точностью 99,53% восстанавливает ее химическую формулу и открывает путь к более быстрым прогнозам свойств новых веществ, передает Kazinform со ссылкой на ТАСС.
По данным издания, российские исследователи создали нейросеть, которая способна анализировать трехмерные модели молекул и определять химические формулы представленных на них веществ. Эта разработка позволит связать друг с другом программы физического 3D-моделирования и системы ИИ, прогнозирующие свойства веществ, сообщила пресс-служба института искусственного интеллекта AIRI.
— Классические программы определяют связи, просто измеряя расстояния между атомами и сравнивая их с табличными значениями. Из-за этого малейшая погрешность замеров приводит к ошибкам. Новый алгоритм анализирует геометрию нужной молекулы целиком и строит граф связей атомов прямо по трехмерным координатам. Благодаря новому подходу к решению этой задачи точность алгоритма достигла 99,53%, снизив частоту ошибок в 20 раз, — говорится в сообщении.
Как отмечается в сообщении, данная система была разработана группой исследователей из AIRI, НИУ ВШЭ, Московского центра перспективных исследований МГУ имени Ломоносова, ТГУ и УрФУ для решения одной из самых важных задач на стыке химии и искусственного интеллекта. Она связана с тем, что существующие подходы для моделирования и прогнозирования свойств химических соединений используют в своей работе очень разные форматы входных данных.
Также первые алгоритмы работают с трехмерными моделями, состоящими из наборов атомов, расположенных на определенных расстояниях друг от друга, тогда как большинство существующих методов предугадывания свойств соединений опираются на структурные формулы или молекулярные графы, где важно не точное расположение атомов в пространстве, а то, какие из атомов соединены и какими химическими связями.
Российские ученые сделали большой шаг к объединению этих систем, разработав ИИ-алгоритм, который способен «переводить» трехмерные модели молекул в химические формулы. Для этого система анализирует расположение атомов и распознает пять возможных вариантов их взаимодействий, в том числе отсутствие связи, одинарную, двойную, тройную и ароматическую связь, подобную тем, которые есть в ароматических углеводородах.
Благодаря тому, что нейросеть анализирует всю молекулу целиком, в ее работе возникает относительно мало ошибок и «фантомных» связей между атомами по сравнению с уже существующими решениями. В частности, разработка российских ученых способна корректно моделировать соединения с большим числом встроенных в них молекул воды, а также решать другие трудные задачи. Это в несколько десятков раз снизило частоту появления ошибок, что позволит значительным образом улучшить работу систем моделирования и прогнозирования свойств молекул.
Напомним, в Китае обнаружили новый ген иммунной системы, повышающий точность подбора доноров. Также в Китае нашли способ синтезировать платиновые катализаторы за минуты.
