Sztuczna inteligencja w chemii. "Zależności potrafią być tryliony"
- 7 grudnia na Zamku Królewskim w Warszawie odbyła się uroczystość wręczenia najważniejszych wyróżnień naukowych w naszym kraju. Nagrody Fundacji na rzecz Nauki Polskiej ze względu na swoje znaczenie i prestiż nazywane są Polskimi Noblami.
- Laureatem tegorocznej Nagrody w obszarze nauk chemicznych i o materiałach został prof. Bartosz Grzybowski z Instytutu Chemii Organicznej PAN w Warszawie i Ulsan National Institute of Science and Technology w Ulsan w Republice Korei.
- Prof. Bartosz Grzybowski otrzymał nagrodę za komputerowo zaplanowaną syntezę chemiczną, a także za wykorzystanie sztucznej inteligencji do przewidywania przebiegu reakcji chemicznych i odkrywania nowych związków, mogących znaleźć zastosowanie np. jako leki.
Prof. Bartosz Grzybowski wyjaśnia, że podczas swojej pracy korzysta z dwóch programów: Chematica i Alchemia. - Są to oprogramowania w sumie do planowania syntez albo do przewidywania, co się wydarzy, kiedy na przykład zmiesza się substancję A z substancją B - tłumaczy.
- Planowanie syntez to nie jest tylko to, co wydarzy się w jednym kroku. Żeby zrobić lek czy produkt naturalny (…), jest to wiele kroków syntezy, czyli upraszczania struktury, którą chcielibyśmy w końcu otrzymać, żeby po iluś tam przejściach chemicznych zostać z bardzo tanimi i prostymi bloczkami budulcowymi - mówi.
Komputer trzeba nauczyć reguł
Jak w tym wszystkim można wykorzystać sztuczną inteligencję? - Najpierw ten komputer trzeba nauczyć reguł chemii. Dlaczego jednak jest to dość trudny problem? Takich metod reakcji jest kilkadziesiąt tysięcy. Natomiast potencjalnych ścieżek, tak jak w szachach jest 10 typów ruchów, z których mogę złożyć miliardy czy tryliony gier, zaś w chemii organicznej jest jeszcze gorzej, bo jest około 60 tys. podstawowych reakcji chemicznych, z których można złożyć przestrzeń "10 do potęgi większej niż ile jest atomów we Wszechświecie". Z tej przestrzeni chcemy znaleźć jedną metodę robienia tego konkretnego związku, który nas interesuje - twierdzi prof. Bartosz Grzybowski.
Gość Jedynki przyznaje, że jest to trudne zadanie. - Ruchy syntetyczne, tj. pojedyncze reakcje, zależą od siebie. Jeżeli wykonam jedną, to już nie będę mógł wykonać drugiej. Są to łańcuchy prawdopodobieństw zależnych, które przekładają się na ogromne drzewa możliwości (…). Tych zależności potrafią być tryliony - dodaje.
Algorytm zastąpi sztukę planowania?
Na planowaniu syntez związków nietrywialnych, jak podkreśla gość Jedynki, zna się być może kilkaset osób na świecie. Jeżeli komputer nauczyłby się tego, algorytm mógłby zastąpić sztukę planowania syntezy.
- Naciskamy guzik, komputer ma nam "wypluć" metodę w zależności od skomplikowania związku od 1 minuty do kilku godzin, natomiast normalnie może to być parę miesięcy myślenia dla bardzo dobrego chemika (…). Jednak żeby było to możliwe, komputer najpierw musi się "najeść" tej wiedzy chemicznej, aby ją zrozumieć - zauważa prof. Bartosz Grzybowski.
POSŁUCHAJ
Sztuczna inteligencja w chemii. "Zależności potrafią być tryliony" (Jedynka/Eureka)
Czytaj także:
Audycja "Ludzie Nauki" powstała we współpracy z Fundacją na rzecz Nauki Polskiej.
Tytuł audycji: "Ludzie Nauki" w ramach "Eureki"
Prowadził: Krzysztof Michalski
Gość: prof. Bartosz Grzybowski (Instytut Chemii Organicznej PAN w Warszawie i Ulsan National Institute of Science and Technology w Ulsan w Republice Korei)
Data emisji: 19.12.2022
Godzina emisji: 19.29
DS
