DARPA использует искусственный интеллект для создания инновационных аккумуляторов и взрывчатых веществ

• DARPA разработало инструменты на основе машинного обучения для производства новых молекул.
• Программа под названием Make-It может ускорить процесс химических открытий для ряда продуктов военного назначения и их применения.

Одной из самых сложных задач современной органической химии является обучение компьютеров планированию химического синтеза. Несмотря на годы исследований, нам не удалось разработать полные пути, построенные с помощью компьютеров и затем успешно реализованные в лаборатории.

В настоящее время компьютерное программное и аппаратное обеспечение недостаточно способно обрабатывать огромную базу знаний о химических превращениях, эффективно ориентироваться в огромных «деревьях» синтетических возможностей и логике высшего порядка.

В настоящее время DARPA работает над программным инструментом, основанным на экспертном кодировании и методах машинного обучения для прогнозирования синтетических путей, оптимизированных по таким параметрам, как время, стоимость, безопасность и минимизация отходов.

Программа под названием Make-It направлена на то, чтобы освободить исследователей, чтобы они могли сосредоточиться на химических инновациях, а не тестировать многочисленные способы синтеза соединений. Команда пытается создать автоматизированное оборудование (на основе концепции «одно устройство — множество молекул»), которое будет генерировать нужные соединения, используя собственную базу знаний и метод проб и ошибок.

Это может ускорить процесс открытия химических продуктов для ряда военных продуктов и приложений. Хорошей новостью является то, что недавно они продемонстрировали значительный прогресс в создании этого автоматизированного оборудования.

Это может позволить создать широкий спектр оборонной продукции следующего поколения, включая меньшие по размеру и долговечные батареи, топливные элементы, более безопасные в обращении взрывчатые вещества, эффективное топливо для ракетных двигателей, лучшие клеи, краски и покрытия.

Как это поможет химикам-исследователям?

Обычно химик-исследователь тратит десятки часов на создание синтетических путей получения нового соединения и месяцы на выполнение и усовершенствование синтеза в лаборатории. Этот новый инструмент поможет химикам использовать свои умственные способности в других важных областях, таких как молекулярные открытия.

Химики-исследователи смогут генерировать молекулы в соответствии со своими потребностями вместо того, чтобы покупать их у поставщиков и утилизировать оптом. Этот инструмент может оказаться полезным не только в области химии, но и во многих других технологических областях, связанных с исследованиями и разработками малых молекул.

Графики синтетических возможностей, выходящих из цели и расширяющихся вместе с числом. итераций поиска

При использовании неавтоматизированных методологий небольшие и незначительные изменения могут оказать огромное влияние на производительность и чистоту получаемых соединений, что затрудняет воспроизведение синтеза, о котором сообщалось ранее. С другой стороны, автоматизированный химический синтез создает воспроизводимые процедуры, которые ускоряют и демократизируют производство.

Ссылка:ScienceDirect | doi:10.1016/j.chempr.2018.02.002 | ДАРПА