VINACHEM

Các nhà nghiên cứu tại Tập đoàn IBM (Mỹ) đã phát triển thêm một chương trình trí tuệ nhân tạo (AI) có khả năng dự báo sản phẩm của các phản ứng hóa học hữu cơ. Được lập mô hình dựa trên các hệ thống dịch ngôn ngữ mới nhất, tương tự như trí tuệ nhân tạo của Google mô phỏng bộ não người, mô hình AI của IBM đã dự báo chính xác các sản phẩm trong 80% thời gian, mặc dù nó chưa được dạy bất cứ quy tắc hóa học hữu cơ nào.

Các nhà nghiên cứu tại IBM đang chia sẻ một mục tiêu đầy tham vọng với các nhà hóa học khác, những người đã tìm cách tạo ra “nhà hóa học AI” từ thập niên 1970, khi nhà hóa học hữu cơ E.J Corey khởi động lĩnh vực nghiên cứu AI trong hóa học bằng cách tạo ra cơ sở dữ liệu kiến thức hóa học

Tuy nhiên, việc tạo ra công cụ AI dựa trên kiến thức hóa học sẽ tiêu tốn rất nhiều thời gian. Nhóm nghiên cứu của nhà hóa học Bartosz A, Grzybowski tại Đại học Tổng hợp Harvard (Mỹ) đã phải mất 10 năm để mã hóa chương trình Chematica của họ với 20.000 quy tắc hóa học. Hơn nữa, AI dựa trên kiến thức sẽ gặp khó khăn khi xử trí với các phản ứng nằm ngoài bộ quy tắc của nó.

Các nhà khoa học IBM đã áp dụng một cách tiếp cận mới – đó là phương pháp hóa học hữu cơ mà không cần phải ghi nhớ các quy tắc hóa học. Theo phương pháp này, chương trình AI của họ chỉ cần tìm cách phát hiện kiểu mẫu chung của các phản ứng và sắp xếp chúng một cách hợp lý.

Thay cho việc dạy chương trình AI của mình các quy tắc hóa học, nhóm nghiên cứu IBM đã nạp vào chương trình dữ liệu của hơn 50.000 phản ứng mẫu để luyện tập. Một nhà nghiên cứu trong nhóm giải thích, chương trình sẽ thử dự báo sản phẩm có khả năng nhất sau khi biết các chất phản ứng và thuốc thử. Khi cho chương trình luyện tập lặp đi lặp lại nhiều lần với các bộ chất phản ứng như vậy, chương trình sẽ dần dần học được cách để xuất những sản phẩm hợp lý.

Để mô hình AI có thể hoạt động, trước tiên các cấu trúc hóa học sẽ được chuyển đổi thành chuỗi các chữ và số theo chương trình Smiles – chương trình nhập dòng phân tử đơn giản hóa. Sau đó, mô hình AI sẽ xem xét phản ứng như một vấn đề dịch thuật, trong khi đó nó sử dụng thuật toán rất mạnh, ban đầu được phát triển để xử lý ngôn ngữ.

Sau 24h học, mô hình AI của IBM được cung cấp dữ liệu về một bộ các phản ứng mới mà nó chưa biết trước đó. Nó đã dự báo đúng sản phẩm trong 80,3% thời gian. Nhóm nghiên cứu IBM cho biết, điều đó có nghĩa là AI của họ đạt kết quả tốt hơn 6,3% so với chương trình dự báo tương đương do Viện công nghệ Massachusetts (MIT) tạo ra trước đây.

Tuy cho đến nay vẫn còn thiếu những phương pháp kiểm tra các chương trình dự báo như trên trong thực tế, nhưng các nhà khoa học cho rằng vài năm tới chúng ta sẽ có các công cụ cần thiết để sử dụng và thử nghiệm.

LH

Theo ChemistryWorld,12/2017