IBM создала автоматизированную лабораторию с искусственным интеллектом
ИИ-платформа от IBM сможет найти тысячи новых химических соединений. Все процессы происходят в удаленном режиме — через облако.
RXN for Chemistry стремится упростить ход развития науки и ускорить научный процесс, связанный с открытием и созданием новых материалов. Ей пользуются более 29 тыс. человек, за время своей работы она накопила более 5 млн предсказаний по химическим реакциям.
На поиск и запуск в производство одного нового материала уходит почти 10 лет работы и от $10 млн до $100 млн. Дело в том, что в химическом синтезе до сих пор используется метод проб и ошибок, а предметные знания, необходимые для адаптации существующих ферментов к новым химическим реакциям, неструктурированы.
«Чтобы создать новый материал, химикам приходится оперировать в практически бесконечном пространстве, в котором потенциальных химических соединений больше, чем атомов во Вселенной, — рассказал доктор наук Алессандро Куриони, директор IBM Research Europe. — Чтобы помочь в преодолении вызовов, которые требуют появления новых материалов, например, голод, изменение климата, инфекции, исследователям необходимо уметь эффективно генерировать идеи создания потенциальных материалов, синтезировать и тестировать их.».
Для решения этих задач IBM расширяет возможности RoboRXN:
- Безопасность и кастомизация:
- новые возможности облачной инфраструктуры позволяют пользователям обучать RXN на базе собственных наборов данных, используя собственные наработки.
- Экологичность:
- новые ИИ-модели помогут химикам быстро прогнозировать и выявлять более экологичные ферменты.
- Экономичность:
- самые трудоёмкие начальные этапы синтеза автоматизируются.
RoboRXN выявляет и ранжирует эффективные и устойчивые ферментативные реакции с помощью машинного обучения, что обеспечивает более экологичный синтез. Химики могут заменить токсичные катализаторы и растворители природными соединениями, обработав в ИИ-системе огромные объемы данных.
RXN for Chemistry, основной движок системы RoboRXN, использует нейронные сети для предсказания наиболее вероятного результата химической реакции. Это достигается путем преобразующего перевода с одного «языка» (реактивы и реагенты) на другой (продукты). После этого оптимизированные рецепты и регламенты синтеза передают RoboRXN, она оснащена архитектурой для ретросинтеза — вместо предсказания исхода возможной химической реакции процесс идет в обратном порядке: определяются химические вещества, необходимые для создания целевой молекулы.
Облачная платформа с искусственным интеллектом была разработана и запущена в 2018 году с последующей организацией бесплатного доступа через IBM Cloud. С момента запуска лаборатория RoboRXN превзошла все основанные на данных модели в предсказании химических реакций, показав точность 90% и выше.
Ферменты используются в самых разных отраслях — от пищевой промышленности и производства напитков до фармацевтики и косметики. Поэтому подбор экологически чистых альтернатив как никогда важен.
У IBM RoboRXN есть множество отраслевых партнеров, каждый из которых имеет собственный уникальный опыт. В частности, уже ведутся работы по интеграции с Atinary Technologies в области химии, а также с Arctoris с целью замкнуть цикл «разработка-изготовление-тестирование-анализ» в процессе создания лекарств.