AI делает химию

Подход ИИ к химии может заставить вас думать о роботах, проводящих эксперименты, но в этом случае машинное обучение предсказывает свойства молекул на основе их базовой конструкции.

В принципе химия — это всего лишь вопрос решения уравнения Шредингера, но для реальных систем это сложная задача. Возможность предсказывать физические свойства по молекулярным структурам имеет практическое значение, и, возможно, ИИ может в этом помочь.

Вместо решения уравнения Шредингера исследователи обучили алгоритм машинного обучения (ML) предсказанию молекулярной атомизации на основе обучающего набора небольших молекул. После обучения алгоритм ML прошел перекрестную проверку на наборе невидимых соединений. Входные данные были такими же, как и для уравнения Шредингера, то есть оба метода начинаются с одних и тех же данных, положений атомов и зарядов.
Используемый алгоритм машинного обучения представлял собой гребневую регрессию на основе ядра, и ему удалось достаточно хорошо изучить нелинейную зависимость, чтобы предсказать атомизацию невидимых молекул лучше, чем конкурирующие простые методы.

(щелкните график, чтобы увеличить)
Должен ли быть неожиданный результат?
Учитывая любую техническую проблему, вы можете взять теорию и построить точное решение, то есть уравнение Шредингера в данном случае, которое затем вы можете решить обычно с помощью приближения. Теория дает вам в целом нелинейную зависимость между входами и выходами. Подход AI просто избегает теории и изучает нелинейные отношения. Вам просто нужно найти правильный метод обучения и достаточно хорошо подогнать модель к данным, чтобы учесть поведение без переобучения.
В конце концов, у вас такая же предсказательная сила, и решение AI обычно будет вычислять намного быстрее. Тем не менее, это также будет гораздо менее удовлетворительным для практикующего, чем глубокая теория, которая также «объясняет» то, что происходит.
По-прежнему существует гораздо больше ситуаций, в которых методы искусственного интеллекта могут предоставить более быстрые альтернативные решения, чем традиционный подход, основанный на теории.