O software computacional avançado está automaticamente simplificando a pesquisa química quântica por processos automáticos de simulações moleculares em andamento. Este software é um design complexo de pacotes, mas geralmente seu uso é limitado aos químicos teóricos treinados em técnicas de computação especializadas.
Essa restrição excede um novo livro de chat de plataforma da Web, desenvolvido na Universidade Emri.
O Chattbott orienta os não -XParts através do processo de chatbot para estabelecer simulações moleculares e visualizar moléculas na solução. Permite que qualquer químico, incluindo a graduação em química, configure simulações mecânicas quânticas complexas através do bate -papo.
Inadvertidamente, as plataformas universalmente disponíveis – conhecidas como AutoSolvetWeb – opera principalmente na infraestrutura da nuvem, estendendo um acesso adicional a sofisticados equipamentos de pesquisa de contagem.
Jornal Ciência química O AutoSolvetWeb publicou um conceito de prova, que identifica um passo importante na educação e estudo científico da IA.
O AutoSolvetWeb é preparado para certos produtos químicos (um solvente) e está preparado para configurar a simulação para que uma substância (solvente) se dissolva, uma solução (um solvente).
Simulações são fornecidas na forma de filmes 3D.
“É um pouco como um microscópio, um nível nuclear de moléculas para interagir para você em uma solução”, liderou Fang Liu, professor assistente de química.
Ele cria uma ferramenta valiosa para criar conjuntos de dados grandes e de alta qualidade, abordando os comportamentos das moléculas para resolver a ampla acessibilidade do AutoSolvetWeb. Esses conjuntos de dados nacionais fornecem uma base para a aplicação de técnicas de aprendizado de máquina para inovar tudo, desde energia renovável até saúde humana.
“Nosso objetivo é ajudar a aumentar o ritmo da descoberta científica”, diz Fanging Rain, seus co-autores Ciência química Um estudante de doutorado em papel e química.
O ex -especialista em pesquisa da EMRI Rohit Gad é o primeiro autor de Paper. Co-autores adicionais incluem Lechin Dong, estudante de química da EMRI; Yao Wang, professor assistente de química; Sri Laya Devguptom, um ex -Emri visitando Pandit; E Rajat Mittal, ex -assistente de pesquisa de graduação da Universidade de Clemson.
Tarefas complexas são automatizadas
Um químico teórico, incluindo modelagem e características moleculares e reações a um químico teórico, lidera uma equipe em química.
Uma molécula para uma molécula precisa determinar a localização e a orientação das moléculas de superfície através da geometria e da simulação molecular da molécula de solvente antes de executar o programa de química quântica. O processo de definição e gerenciamento dessas simulações é complexo e demorado, os pesquisadores limitam quantos pesquisadores podem realizar esse cálculo nacional.
Em 2022, o grupo Liu criou uma maneira de automatizar muitos desses cálculos com um sistema que foi apelidado automaticamente. Este sistema reduz as linhas do código que um químico digno deve inserir um super computador para executar a simulação de várias centenas de linhas para algumas linhas.
Além das interfaces da linha de comando preparadas para químicas teóricas mais experientes, uma interface gráfica intuitiva é apropriada para aprender a administrar estudantes de pós-graduação em autoosolve.
O AutoSolvetWeb criou essa base.
Expandir o acesso a
Opera inicialmente na infraestrutura da nuvem, os desafios de configuração de hardware do AutoSolvetWeb foram superados, tornando as curvas de aprendizado mais planas para pesquisas sofisticadas de cálculo. O Chatboat se comunica através da linguagem natural do que o código do computador no front end, enquanto o AutoSolvetWeb é automatizado para os processos de software na parte traseira.
“Os químicos podem gastar menos tempo para aprender a escrever códigos de computador, para que desejam resolver problemas específicos podem se concentrar mais em seus esforços”, explicou Liu. “Queremos permitir que os alunos executem as simulações para si mesmas para que possam entender completamente a mobilidade das moléculas na solução”.
Um grande modelo de idioma (LLM) como o ChattGPT é baseado em um barco chat, o AutoSolvetWeb Chatboat é principalmente baseado em regras. Ele não transmite um ser humano verdadeiro em vários tópicos, mas está pronto em tarefas específicas semelhantes ao chatbut usado para atendimento ao cliente, como o Banking Online.
O Chatbot pede a um usuário que digite o nome da molécula de interesse, como o nome da cafeína e selecione um solvente para dissolver a cafeína como a água. O sistema explora os dados do PABTEME – a maior coleção gratuita de informações químicas on -line do mundo, combinada com os Institutos Nacionais de Saúde.
As nuvens de chatbot orientam o usuário passo a passo pelo ambiente, integrando vários programas de software de código aberto necessários para o fluxo de trabalho. Quando todos os parâmetros corretos são calculados através do processo automático, os resultados da simulação automática do AutoSolvetWEB enviam os resultados a um super viajante da National Science Foundation.
O supercomputador retorna um arquivo tragicile. O usuário pode baixar esse arquivo e usar o software de código aberto para converter o arquivo em um filme 3D que solicitaram o arquivo.
Para acreditar em assistir – e encargos
O AutoSolvetWeb está pronto para aumentar como a química é ensinada.
“Como os computadores se tornam mais poderosos, eles se tornam mais importantes para pesquisas científicas”, disse Rain. “Os estudantes de química de pós -graduação precisam estar familiarizados com as simulações de computador para que possam acompanhar o progresso de como são estudados”.
Ele cita o solvatocromismo, que é um exemplo do poder da simulação de computador para a educação, a técnica de análise de composição química no líquido.
Os estudantes de pós -graduação geralmente aprendem sobre o solvatocromismo no teste de laboratório, dissolvendo um solvente conhecido como corante de Richart em vários solventes. Dependendo de como a molécula de solvente absorve as moléculas de solvente, a solução se torna azul, vermelha, verde ou amarela.
A explicação mais simples deste evento é a variedade de cores devido à variedade da variável da solução. As alterações na polarização tornam a condição do solo de uma molécula separadamente, afetando assim a absorção de uma molécula ao longo do comprimento de onda da luz.
O que é explicado é a exceção desta regra. Às vezes, solventes de polarização semelhantes produzem cores diferentes porque as ligações de hidrogênio são formadas entre solventes e solventes.
“Nessa situação, os alunos precisam executar simulações de computador para entender completamente como a ligação de hidrogênio desempenha um papel especial nessa situação”, disse Liu. “Parece que você precisa ver a estrutura de velocidade diretamente para que você possa entender as coisas na escala microscópica”.
Essa visualização detalhada nacional ajuda os alunos a aprender a pensar criticamente, diz ele, para que possam sair para memorizar idéias de livros didáticos para criar e analisar suas próprias descobertas.
“Na ciência, simplesmente não queremos entender o que está acontecendo”, acrescentou Ren. “Queremos saber por que isso está acontecendo.”
Molécula pequena, dados grandes
Liu e seus colegas estão agora trabalhando para estender a gama de sistemas químicos a automaticamente, saindo de restrições como moléculas orgânicas únicas como solventes. Eles também estão aumentando a capacidade da plataforma de armazenar e trocar os dados não apenas para produzir dados, mas também para a comunidade de química em um formato de código aberto.
Os pesquisadores esperam que a pesquisa em química democrática inspire iniciativas semelhantes em ciências naturais para tornar os democratas democratas. Ren explica que seu objetivo final é ajudar a conectar a IA em vários domínios da ciência básica na ciência básica.
