Studiuesit në Institutin Federal Zviceran të Teknologjisë në Lozanë (EPFL) kanë zhvilluar një kornizë inteligjence artificiale që mund të marrë udhëzimet e një kimisti në gjuhë të përditshme dhe të zgjedhë mënyrën më të mirë për të prodhuar një molekulë të caktuar nga mijëra rrugë të mundshme sinteze. Sistemi, të cilin ekipi e përshkroi në një punim të fundit, synon të shkurtojë kohën që kimistët kalojnë duke kërkuar manualisht në bazat e të dhënave të reaksioneve dhe duke planifikuar rrugë me shumë hapa.
Si funksionon AI
Korniza përdor përpunimin e gjuhës natyrore për të kuptuar komanda si "bëje këtë përbërës duke filluar nga benzeni" ose "gjej një rrugë që shmang tretësit toksikë". Më pas ajo kryen një kërkim nëpër reaksione kimike të njohura dhe struktura molekulare për të gjetur sekuencën më efikase të hapave. Studiuesit thanë se sistemi merr parasysh faktorë si rendimenti, kostoja dhe siguria kur rendit opsionet.
Ndryshe nga mjetet e mëparshme që kërkonin që përdoruesit të fusnin saktësisht vargjet SMILES ose modelet e reaksioneve, ky pranon llojin e udhëzimeve me tekst të lirë që një kimist do të shkruante në një fletore laboratori. Kjo ul pengesën për përdorimin e planifikimit kompjuterik, veçanërisht për studiuesit që nuk janë ekspertë në programim.
Aplikime të mundshme në kimia
Aftësia për të hartuar shpejt një rrugë sinteze ka rëndësi më të madhe në fusha si zhvillimi farmaceutik, ku marrja e një kandidati të ri për ilaç në laborator mund të jetë një pengesë. Një kërkim që mund t'i marrë një njeriu orë ose ditë mund të ngjeshet në minuta nga AI.
Ekipi i EPFL-së testoi kornizën në një grup molekulash objektiv që përfshinin ndërmjetës të zakonshëm farmaceutikë. Në çdo rast, sistemi ktheu një rrugë të arsyeshme që përputhej ose përmirësonte atë të projektuar nga një kimist njerëzor. Studiuesit vunë re se AI ndonjëherë sugjeronte një sekuencë të ndryshme reaksionesh që ishte më e shkurtër ose përdorte reagentë më të lirë.
Çfarë arritën studiuesit
Puna u krye nga një grup në Laboratorin e Kimisë Kompjuterike dhe Sintezës Organike të EPFL-së. Ata trajnuan AI-në në një bazë të madhe të dhënash të reaksioneve kimike të njohura, duke i dhënë asaj aftësinë për të zbërthyer një objektiv kompleks në blloqe ndërtimi më të thjeshtë. Sistemi më pas punon mbrapsht — një strategji e quajtur retrosintezë — për të gjetur hapat.
Ekipi trajnoi AI-në në një bazë të madhe të dhënash të reaksioneve kimike të njohura, duke i dhënë asaj aftësinë për të zbërthyer një objektiv kompleks në blloqe ndërtimi më të thjeshtë. Sistemi më pas punon mbrapsht — një strategji e quajtur retrosintezë — për të gjetur hapat.
Për shkak se korniza mbështetet në hyrje në gjuhë të zakonshme, studiuesit thanë se ajo mund të integrohet në fletoret elektronike të laboratorit ose motorët e kërkimit kimik. Kjo do t'i lejonte një kimisti të shkruante "sintetizo ibuprofenin" dhe të merrte një listë të kushteve të reaksionit dhe materialeve fillestare brenda sekondave.
Hapat e ardhshëm
Ekipi i EPFL-së tani po punon për zgjerimin e sistemit për të trajtuar reaksione që përfshijnë faza të shumta ose katalizatorë. Ata po shqyrtojnë gjithashtu mundësinë që AI të mësojë nga reaksionet e reja ndërsa ato publikohen, në mënyrë që sugjerimet e rrugëve të përmirësohen vazhdimisht. Puna nuk është vendosur ende në një mjedis industrial, por studiuesit thanë se janë duke diskutuar bashkëpunime me kompani farmaceutike.
