Создана система искусственного интеллекта, рассчитывающая результаты органических химических реакций - «Наука и технологии»

Исследователи компании IBM разработали новую систему искусственного интеллекта, основой которой являются методы, используемые для перевода текста с одного языка на другой. Однако, эта программа рассматривает атомы химических веществ, словно буквы, а молекулы - в качестве отдельных слов, и результатом ее работы является отнюдь не перевод, а определение конечных результатов сложнейших органических химических реакций, что, в свою очередь, может быть использоваться для ускорения разработки новых лекарственных препаратов, к примеру.

За последние 50 лет ученые изо всех сил старались обучить компьютеры всем тонкостям "работы" химических превращений с целью получения достоверных предсказаний результатов органических химических реакций. Однако, органические соединения могут быть настолько сложны, что для моделирования их химических свойств и поведения во время реакций требуются недопустимо высокие затраты вычислительных ресурсов, в обратном случае получаемые результаты имеют малую достоверность для того, чтобы им можно было доверять на сто процентов.

Поэтому исследователи из компании IBM Research в Цюрихе решили сделать весьма необычный ход. Взяв программу-переводчик на базе искусственного интеллекта, они приспособили ее для работы в области органической химии. Как и в большинстве других случаев, в основе новой программы лежит искусственная нейронная сеть, которая прошла процесс предварительного обучения на миллионах известных химических реакций, некоторые из которых весьма сложны и проводятся за 30-40 последовательных шагов. Другими словами, ученые IBM обучили свою программу-переводчик базовой структуре "языка" органической химии.

В настоящее время программа обеспечивает выдачу результатов, достоверность которых составляет не ниже 80 процентов. При этом, если искусственный интеллект находит, что химическая реакция может пойти разными путями, каждый из которых приведет к отдельному результату, она выдаст все варианты возможных решений, упорядочив их согласно рассчитанной вероятности.

До последнего времени новой системе искусственного интеллекта приходилось иметь дело с органическими молекулами, количество атомов в которых не превышало 150. "Однако нет никаких теоретических ограничений, которые не позволят нам работать с более длинными и сложными молекулами" - рассказывает Теофил Годин (Theophile Gaudin), один из исследователей.

В ближайшем будущем исследователи IBM Research планирую сделать их систему доступной для всех через "облачный" сервис. К тому времени, согласно имеющимся прогнозам, система уже будет обеспечивать достоверность результатов не ниже 90 процентов. Помимо этого, в новом варианте системы уже будет учитываться ряд дополнительных факторов, таких, как текущая температура, pH-фактор, используемые растворители и т.п. При этом, большую часть влияния этих факторов на результаты химической реакции искусственному интеллекту предстоит выяснить полностью самостоятельно в ходе самообучения.

"Кроме этого, мы планируем провести своего рода соревнования, в которых наша программа будет конкурировать с группами экспертов в области органической химии" - рассказывает Теофил Годин, - "Однако это совсем не означает, что искусственный интеллект в будущем станет заменой ученым-химикам, мы создавали его изначально в качестве инструмента, который облегчит и ускорит их работу".