Išskirtinis naujovinis kompiuterinio mokymosi vystymasis atvėrė kelią svarbiems proveržiams chemijos ir medžiagų mokslo srityse. Tyrimų apie Los Alamos nacionalinėje laboratorijoje atstovai sėkmingai sukūrė kompiuterinio mokymosi interatominius potencialus, kurie sugeba prognozuoti molekulių energijas ir veikiančias atomus. Ši inovacija leidžia atlikti labai efektyvius modeliavimus, kurie taupo laiką ir išlaidas, palyginti su tradicinėmis skaičiavimo metodikomis.
Įprastas molekulinės dinamikos chemijoje modeliavimas buvo remiamas fiziniais skaičiavimo modeliais, tokiais kaip klasikiniai jėgos laukai arba kvantinė mechanika. Kvantinės mechanikos modeliai yra tikslūs, tačiau skaitmeniškai brangūs. Kita vertus, klasikiniai jėgos laukai yra skaitmeniškai efektyvūs, tačiau trūksta tikslumo ir tinkami tik konkrečioms sistemoms. Naujai sukurtas kompiuterinio mokymosi modelis, ANI-1xnr, jungia greitį, tikslumą ir universalumą.
ANI-1xnr yra pirmasis reakcijusis kompiuterinis mokymo interatominių potencialų modelis, konkuravęs su fiziniais skaičiavimo modeliais didelio masto reaktyviems atomistiniams modeliavimams. Jame slypi unikalus pranašumas – taikomas įvairioms chemijos sistemoms be būtinybės nuolat jį pertvarkyti. Darbas suinterautomaticizuotas, į kurią jungiami reaktyvūs molekulinės dinamikos modeliavimai, leidžia visapusiškai tirti įvairias chemines sistemas, kuriose esama anglies, vandenilio, azoto ir deguonies.
ANI-1xnr parodė savo universalumą sėkmingai nagrinėdamas įvairias sistemas, įskaitant anglies fazinius perejimus, degimą ir priešbiotinę chemiją. Modeliavimus patikrino palyginus su eksperimentiniais rezultatais ir įprastomis skaičiavimo technikomis.
Pagrindinis darbo etapas yra naudojimas nanoreaktorių modeliavimams, kurie autonomiškai tyrinėja reaktyvų cheminį erdvę. Ši naujoviška metodika pašalina poreikį žmogiškai intuicijai, sukeliant cheminės reakcijas per molekulių aukštų greičių susidūrimus. Aktyvusis mokymas, kitas svarbus komponentas, išnaudoja ANI-1xnr kompiuterinio mokymo potencialą, kad skatintų nanoreaktorių dinamiką ir pasirinktų struktūras su dideliu lygiu neapibrėžtumo. Ši metodika užtikrina padidintą tikslumą ir reliatyvumą modeliavimuose.
ANI-1xnr vystymas žymi svarbų etapą reaktyviosios chemijos srityje mastu. Skirtingai nei ankstesnės modeliavimo technikos, ANI-1xnr nereikalauja specifinės srities ekspertizės ar nuolatinio pertvarkymo kiekvienam naujam naudojimo atvejui. Šis peršokimas leidžia mokslininkams iš įvairių sričių tirti nežinomą chemiją ir atveria naujas galimybes tyrimams ir bendradarbiavimui.
Norint palengvinti tolesnius tyrimus ir bendradarbiavimą, tyrimų komandos naudojama duomenų rinkinio ir ANI-1xnr kodo informacija yra viešai prieinama mokslui bendruomenei.
DUK
Kas yra kompiuteriniai mokymosi interatomys potencialai?
Kompiuteriniai mokymosi interatomys potencialai yra skaičiavimo modeliai, kurie naudoja dirbtinės intelektikos technikas prognozuoti molekulių energijas ir veiksmus, veikiančius atomus. Jie leidžia atlikti modeliavimus, kurie taupo laiką ir išlaidas, palyginti su tradicinėmis skaičiavimo metodikomis, padaro juos vertingu įrankiu įvairiose mokslo srityse.
Kaip kompiuteriniai mokymosi interatomys potencialai skiriasi nuo kitų skaičiavimo modelių?
Kompiuteriniai mokymosi interatomys potencialai skiriasi nuo kitų skaičiavimo modelių, tokių kaip klasikiniai jėgos laukai arba kvantinė mechanika, pagal efektyvumą, tikslumą ir universalumą. Kvantiniai mechanikos modeliai suteikia tikslumą, tačiau yra skaitmeniškai brangūs. Kita vertus, klasikiniai jėgos laukai siūlo skaitmeninį efektyvumą, bet trūksta tikslumo ir yra riboti konkrečioms sistemoms. Kompiuteriniai mokymosi interatomys potencialai, tokiu kaip ANI-1xnr, perkišia šią spragą, suteikdami greitį, tikslumą ir pritaikomumą plačiam cheminių sistemų spektrui.
Kokia ANI-1xnr reikšmė?
ANI-1xnr yra pirmasis reaktyvus kompiuterinis mokymosi interatomys potencialas, konkuruojantis su fiziniais skaičiavimo modeliais didelio masto reaktyviems atomistiniams modeliavimams. Jis pašalina poreikį nuolat pertvarkyti ir specializuotis, pasiekiamas mokslininkams iš įvairių sričių. ANI-1xnr žymi permainų vystymąsi reaktyviosios chemijos tyrimuose mastu.
Šaltiniai:
– Los Alamos nacionalinė laboratorija: lanl.gov
– Nature Chemistry straipsnis: nature.com
– DOI: 10.1038/s41557-023-01427-3
The source of the article is from the blog motopaddock.nl