Химики из МГУ придумали, как с помощью искусственного интеллекта предсказывать спектры сложных органических молекул под названием ПАУ. Эти молекулы можно встретить и в дыме от костра, и в межзвездном пространстве. Исследование показывает, как ИИ может помочь в экологических исследованиях на Земле и раскрытии химических загадок космоса. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе университета. Результаты опубликованы в Journal of Chemical Information and Modeling.
ПАУ — это органические молекулы с несколькими соединенными бензольными кольцами. Они появляются как в результате природных процессов, так и благодаря человеческой деятельности, например, при сжигании топлива и мусора. Такие молекулы также встречаются в космосе — от пылевых облаков до атмосфер планет. Есть предположение, что ПАУ могли участвовать в формировании РНК на ранней Земле, способствуя возникновению жизни. Изучение ПАУ важно для понимания экологических процессов, сгорания и астрохимии.
Один из основных способов изучения ПАУ — инфракрасная спектроскопия, но интерпретация спектров из космоса и загрязненного воздуха сложна из-за ограниченных данных о молекулах ПАУ и высокой стоимости теоретических расчетов.
Исследователи из МГУ предлагают использовать машинное обучение для предсказания ИК-спектров ПАУ, уделяя особое внимание молекулярной структуре и заряду.
«Предсказание спектров гетероатомных молекул, содержащих азот и кислород, до сих пор оставалось сложной задачей из-за их отличий от обычных ПАУ и нехватки данных для обучения моделей. Мы планируем использовать transfer learning, чтобы повысить точность предсказаний», — говорит Бабкен Бегларян, аспирант кафедры лазерной химии МГУ.
Это исследование впервые позволило предсказать спектры как заряженных, так и нейтральных молекул, используя все доступные спектры ПАУ. Такой подход обеспечил высокую точность предсказаний.
«Полученные результаты позволяют точнее моделировать спектры ПАУ, что важно для изучения межзвездной среды и атмосфер других планет», — подытожил Александр Закускин, младший научный сотрудник МГУ.
Ранее сообщалось, что в МГУ придумали новую архитектуру для вычислительных систем.