3565
Новітня AI-платформа CatDRX прискорює відкриття хімічних каталізаторів, поєднуючи генеративне моделювання зі специфічними умовами реакцій.
Каталізатори — це хімічні сполуки, що прискорюють перебіг реакцій, і є критично важливими у фармацевтиці, матеріалознавстві та «зеленій» хімії. Але традиційне їх проєктування залишається складним і тривалим процесом з переважно емпіричним підходом. Для розв’язання цієї проблеми вчені з Інституту науки Токіо розробили CatDRX — генеративну AI-систему, яка враховує як структуру каталізатора, так і умови реакції.
Ця модель базується на варіаційному автокодері, умовному до реакційного середовища (англ. reaction-conditioned variational autoencoder), що вивчає закономірності із великих баз даних хімічних реакцій. «CatDRX унікальний тим, що він “бачить” всю реакційну систему, а не лише каталізатор», — зазначає доцент Масахіто Оуе, керівник дослідження. Завдяки цьому, CatDRX здатен не тільки передбачити ефективність каталізатора, а й генерувати нові, потенційно дієві структури.
Модель тренувалась на відкритих базах даних реакцій і донавчалась на спеціалізованих каталізаторних наборах. У випробуваннях на прикладі таких реакцій, як спряження Сузукі-Міяура і асиметрична реакція Пікте-Шпенглера, CatDRX продемонстрував високу точність у передбаченні каталізаторної активності. Створені ним нові структури збігались із відомими ефективними прикладами, а деякі з них виявилися перспективними для лабораторних досліджень.
«CatDRX — це гнучкий інструмент: він може як пропонувати абсолютно нові каталізатори, так і варіації вже існуючих», — пояснює Оуе. Важливо, що модель враховує баланс між активністю, селективністю та технічною реалізованістю, що традиційно є викликом у дизайні каталізаторів. Використання обчислювальних методів на кшталт теорії функціонала густини підтвердило достовірність її прогнозів.
У майбутньому дослідники планують вдосконалити CatDRX, додавши параметри температури, концентрацій та розширивши бібліотеки каталізаторів. Підвищення точності генерації має сприяти створенню структур, що легше синтезуються в лабораторії, а отже — швидшій їхній практичній реалізації. Це робить CatDRX прикладом ефективного поєднання штучного інтелекту та хімічної інженерії задля стійкого розвитку.
AI CatDRX прискорює створення хімічних каталізаторів з’явилася спочатку на Цікавості.
