Sztuczna inteligencja na pomoc chemikom

Przydatny pomocnik

Od teraz chemicy mogą liczyć na nowego super-wykwalifikowanego asystenta laboratoryjnego – sztuczną inteligencję. Badacze Uniwersytetu w Münsterze zaprojektowali program komputerowy bazujący na technologii „głębokiego uczenia”, który jest w stanie wykreować schemat przebiegu reakcji chemicznych, potrzebnych do syntezy złożonych związków organicznych.

Zaprojektowane przez program poszczególne etapy reakcji chemicznych, wydają się tak samo dobre, jak te tworzone przez ludzi, co potwierdzono w podwójnie ślepej próbie z udziałem 45 wykwalifikowanych chemików. Testowanie oprogramowania opisanego w marcu w magazynie Nature, nie jest pierwszym takim przedsięwzięciem z udziałem sztucznej inteligencji. Jednak to właśnie tym razem chemicy uznali je za przełomowe odkrycie, w którym widzą nadzieję na przyśpieszenie prac nad odkrywaniem nowych leków i podniesienie efektywności badań w dziedzinie chemii organicznej.

Nowe możliwości

Dotychczas chemicy chcąc wytworzyć nową substancję, swoją pracę zaczynali niejako od końca. Pierwszym krokiem było określenie jaki związek chemiczny chcą uzyskać, a następnie zaprojektowanie potencjalnego ciągu reakcji, które mogłyby doprowadzić do jego otrzymania. Naukowcy musieli więc najpierw zapoznać się z zarejestrowanymi wcześniej schematami reakcji chemicznych potencjalnych podjednostek. Następnie, metodą prób i błędów próbowali analizować, które ze znanych odczynników i w jakiej sekwencji mogą doprowadzić do syntezy pożądanego związku. Proces taki nazywany jest retrosyntezą i może wymagać kilku godzin, a nawet kilku dni planowania.

Urządzenie zaprojektowane przez zespół Marwina Seglera, na Uniwersytecie w Münsterze w Niemczech, wykorzystuje technologię głębokiego uczenia sieci splotowych, która ma za zadanie przyswajać wszystkie obecnie znane jednoetapowe reakcje z zakresu chemii organicznej. Dotychczas urządzenie operuje na 12.4 milionach takich schematów, dzięki czemu jest w stanie przewidzieć jaką reakcję chemiczną należy przeprowadzić na dowolnym etapie reakcji.

Program potrafi w powtarzalny sposób zaplanować wieloetapowy proces syntezy pożądanego związku i określić takie jego podjednostki, które są możliwe do uzyskania z dostępnych substratów. O wyjątkowości urządzenia zaprojektowanego przez Seglera świadczy fakt, że potrafi ono uczyć się wyłącznie na podstawie dostępnych danych i nie wymaga wprowadzania żadnych regulacji przez człowieka.

Segler zdradził, że kilka firm farmaceutycznych już jest zainteresowanych jego produktem. Nie ma on jednak zamiaru pozbawiać chemików organicznych pracy "urządzenie będzie jedynie wspomagać chemików, którzy chcą otrzymać dany związek i dostać się jak najszybszą drogą z punktu A do B" uspokaja.

Artykuł pochodzi z porwadzonego przeze mnie bloga