Нейросеть TITO ускорила молекулярное моделирование в 10 000 раз: новая эра научных открытий близко

Команда исследователей из Технологического университета Чалмерса представила систему искусственного интеллекта под названием TITO, которая моделирует молекулярную динамику почти в десять тысяч раз быстрее традиционных методов. Результат прошёл рецензирование и обещает заметно ускорить работу химиков, биологов и материаловедов.

Молекулярная динамика лежит в основе разработки лекарств, новых материалов и катализаторов. Чтобы понять, как ведёт себя молекула, её поведение приходится просчитывать крошечными шагами на масштабе фемтосекунд. Таких шагов нужны миллиарды, поэтому даже короткий по физическим меркам процесс требует огромных вычислительных ресурсов и дней работы суперкомпьютеров.

TITO обходит это ограничение. Вместо того чтобы честно считать каждый фемтосекундный шаг, модель научилась предсказывать, как молекулярная система меняется во времени, и перебрасывает мост от фемтосекунд сразу к наносекундам, сохраняя при этом базовую физику процесса. Обучали её на более чем 12 500 органических молекул и свыше тысячи пептидов.

Выигрыш в скорости до десяти тысяч раз означает, что расчёты, на которые раньше уходили недели, теперь укладываются в считанные часы. Для фармацевтики это шанс быстрее перебирать кандидатов в лекарства, для материаловедения - проверять гипотезы о новых соединениях, не дожидаясь месяцами очереди на суперкомпьютер.

Авторы называют свою работу одним из первых реальных признаков того, что искусственный интеллект начинает ускорять сам процесс научного поиска. Если подход подтвердится на более широком классе систем, привычный цикл проб и ошибок в лабораториях может стать ощутимо короче.

Источник: https://eurekalert.org/news-releases/1131574

Научная статья: https://science.org/doi/10.1126/sciadv.aed2333