Специалисты из России создали искусственный интеллект, способный воспроизводить профессиональную интуицию химиков в процессе разработки новых материалов и соединений. В ходе обучения системы была собрана база данных, включающая 200 тыс. сопоставлений различных молекул, для чего эксперты проанализировали 300 тыс. химических структур. Разработка способна значительно ускорить научные изыскания в таких сферах, как фармацевтика и материаловедение.
Научные сотрудники Института органической химии им. Н.Д. Зелинского (ИОХ) РАН обучили нейросеть воссоздавать мыслительные процессы химиков, включая их интуитивные решения. Разработчики называют это значительным шагом вперед в сфере искусственного интеллекта и химической науки. Алгоритм, по их мнению, способен ускорить решение исследовательских задач в различных направлениях — от создания лекарств до разработки новых материалов. Об этом сообщили в пресс-службе Минобрнауки России. Итоги исследования будут представлены в научном журнале Chemical Science.
Хотя ИИ уже успешно справляется со многими задачами, выполняемыми человеком, до недавнего времени он не мог воспроизвести интуитивные решения, основанные на опыте, знаниях и сложных ассоциативных связях, которые трудно формализовать математически.
Для решения этой задачи ученые применили метод машинного обучения Learning to Rank (LTR), используемый в поисковых системах и рекомендательных алгоритмах. Нейросеть обучалась на большом количестве примеров, запоминала их и затем самостоятельно находила оптимальные решения.
В качестве ключевого параметра для обучения исследователи выбрали сложность молекул — характеристику, которую сложно выразить численно. Химики определяют этот параметр субъективно, опираясь на свой практический опыт.
Для тренировки ИИ 50 экспертов проанализировали 300 тыс. молекул, сравнив их по уровню сложности. В результате было сформировано 200 тыс. парных сопоставлений, на которых и обучали нейросеть. В отличие от простой классификации, модель научилась принимать решения, аналогичные человеческим.
Разработанная система не только оценивает молекулярную сложность, но и воспроизводит образ мышления специалистов. Как пояснили авторы, ИИ приобрел профессиональную «интуицию», позволяющую ему выполнять задачи с точностью, сопоставимой с работой опытного химика.
«Проект «Цифровая химия» имеет большое практическое значение, так как способствует ускорению внедрения инноваций в химические технологии и созданию новых структурных элементов для отечественной химической промышленности», — отметил заместитель директора ИОХ РАН, член-корреспондент РАН Евгений Третьяков.
