Компьютерная сеть для химиков: сохранит, рассчитает, спрогнозирует
В Северо-Западном Университете осуществлен проект по созданию компьютерной сети, которая собрала в себе все знания в области химии за последние 250 лет научных исследований. Chematica, как называют...
В Северо-Западном Университете осуществлен проект по созданию компьютерной сети, которая собрала в себе все знания в области химии за последние 250 лет научных исследований. Chematica, как называют ее создатели, объединяет сведения о более чем семи миллионах веществ и о реакциях, благодаря которым эти вещества образуются.
"Более десяти лет назад я начал понимать, что мы живем посреди технологической революции, где все время присутствует понятие "сеть", - рассказывает руководитель проекта Бартош Гжибовский, профессор Северо-Западного университета в штате Иллинойс. - Тем не менее, по какой-то причине химия не использовала возможности сетей. Это очень неэффективно. Не в последнюю очередь дело в том, что химик выходит на пенсию, он уносит с собой все знания и опыт, накопленный за время своей карьеры. В свою очередь, если правильно запрограммировать современные компьютеры, они будут все это помнить, и мы можем создать то, что я называю "Бессмертным ученым"... Мы создали машину, которая содержит не только все знания в области химии, но и 86 тыс. правил, по которым осуществляются химические реакции. Для сравнения, химики-органики высшего уровня знают всего тысячу - полторы таких правил".
Созданная сеть способна выдавать поисковые результаты и анализировать их с помощью алгоритмов, сравнимых с теми, что используются Google или телекоммуникационными сетями. Уже теперь Chematica позволяет за доли секунды просчитывать миллиарды вариантов химического синтеза, ведущие к желанной цели - получению требуемой молекулы. Кроме того, теоретически эта сеть способна протестировать и рассчитать синтез новых соединений.
Важнейшей областью применения Chematica есть сокращение пути химического синтеза до одноэтапной реакции "в одном котле". Святой Грааль органической химии - это когда все исходные материалы объединены в самом начале, а весь процесс протекает в одном сосуде, так же, как готовится тушеное мясо. Пожалуй, самым захватывающим примером работы системы является синтез лекарства для борьбы с астмой. Обычно он занимает четыре этапа. Компьютер проанализировал все шаги и показал, что они могут быть объединены в один. Ученые воспользовались советом машины и действительно создали препарат всего за один этап и без затрат на промежуточную очистку. И этот пример не единственный - программа уже используется рядом фармацевтических компаний.
Еще одна область, где Chematica на высоте - это сетевой подход для прогнозирования и мониторинга химических реакций, ведущих к созданию химического оружия. И изучить все возможные стратегии синтеза, которые позволят потенциальным террористам создать нервнопаралитические, взрывчатые и отравляющие вещества буквально из подручных материалов.
Тем не менее, невзирая на явно благожелательную реакцию общественности, у сети Chematica есть немало противников среди химиков. По словам ее разработчиков, люди боятся создания некого научного монстра - компьютера, способного заменить живого ученого.
"Ничего подобного! - утверждает профессор Гжибовский. - Я вижу Chematica как инструмент, который поможет химикам для оптимизации их работы". Он также уверен, что Chematica будет в каждом смартфоне уже буквально через несколько месяцев. И это ускорит появления многих открытий в химической области.