La inteligencia artificial se puede utilizar para predecir las funciones de onda molecular y las propiedades electrónicas de las moléculas. Este innovador método de IA desarrollado por un equipo de investigadores de la Universidad de Warwick, la Universidad Técnica de Berlín y la Universidad de Luxemburgo, podría utilizarse paraacelerar el diseño de moléculas de drogas o nuevos materiales.
La inteligencia artificial y los algoritmos de aprendizaje automático se usan de manera rutinaria para predecir nuestro comportamiento de compra y para reconocer nuestras caras o la escritura a mano. En la investigación científica, la inteligencia artificial se está estableciendo como una herramienta crucial para el descubrimiento científico.
En Química, la IA se ha convertido en un instrumento para predecir los resultados de experimentos o simulaciones de sistemas cuánticos. Para lograr esto, la IA debe ser capaz de incorporar sistemáticamente las leyes fundamentales de la física.
Un equipo interdisciplinario de químicos, físicos e informáticos dirigido por la Universidad de Warwick, que incluye la Universidad Técnica de Berlín y la Universidad de Luxemburgo, ha desarrollado un algoritmo de aprendizaje automático profundo que puede predecir los estados cuánticos de las moléculas, por lo quellamadas funciones de onda, que determinan todas las propiedades de las moléculas.
La IA logra esto al aprender a resolver ecuaciones fundamentales de la mecánica cuántica como se muestra en su artículo 'Unificación del aprendizaje automático y la química cuántica con una red neuronal profunda para funciones de onda molecular' publicado en Comunicaciones de la naturaleza .
Resolver estas ecuaciones de la manera convencional requiere recursos informáticos masivos de alto rendimiento meses de tiempo informático, que suele ser el cuello de botella para el diseño computacional de nuevas moléculas especialmente diseñadas para aplicaciones médicas e industriales. El algoritmo de IA recientemente desarrollado puede proporcionarpredicciones precisas en segundos en una computadora portátil o teléfono móvil.
Comentarios del Dr. Reinhard Maurer del Departamento de Química de la Universidad de Warwick :
"Este ha sido un esfuerzo conjunto de tres años, que requirió conocimientos de informática para desarrollar un algoritmo de inteligencia artificial lo suficientemente flexible como para capturar la forma y el comportamiento de las funciones de onda, pero también conocimientos de química y física para procesar y representar cuánticadatos químicos en una forma manejable para el algoritmo "
El equipo se reunió durante un programa interdisciplinario de becas de 3 meses en IPAM UCLA sobre el tema del aprendizaje automático en física cuántica.
El profesor Dr. Klaus Robert-Muller del Instituto de Ingeniería de Software y Ciencias de la Computación Teórica de la Universidad Técnica de Berlín agrega :
"Este trabajo interdisciplinario es un progreso importante ya que muestra que los métodos de IA pueden realizar eficientemente los aspectos más difíciles de las simulaciones moleculares cuánticas. En los próximos años, los métodos de IA se establecerán como parte esencial del proceso de descubrimiento en química computacionaly física molecular "
El profesor Dr. Alexandre Tkatchenko del Departamento de Física e Investigación de Materiales de la Universidad de Luxemburgo concluye :
"Este trabajo permite un nuevo nivel de diseño compuesto donde las propiedades electrónicas y estructurales de una molécula se pueden ajustar simultáneamente para lograr los criterios de aplicación deseados"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Warwick . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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