Химик в мире нейросетей - Максимилиан Копылович

ELN (Electronic Lab Notebook) — электронный лабораторный журнал, автоматизирующий сбор данных с приборов, структурирующий эксперименты и помогающий в подготовке отчётов.

Галлюцинация (ИИ) — правдоподобная, но ложная информация, сгенерированная нейросетью.

Скрытое пространство (Latent space) — многомерное математическое пространство, в котором нейросеть «хранит» представления о молекулах и их свойствах.

Граф (Graph) — математическое представление молекулы в виде узлов (атомов) и рёбер (связей). Графовые нейросети (GNN) обучаются, моделируя обмен информацией между атомами.

SMILES — способ записи структуры молекулы в виде текстовой строки. Например, вода — O, а аспирин — CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(=O)O.

API (Application Programming Interface) — программный интерфейс, позволяющий сервисам и приложениям обмениваться данными.

Деплой (Deploy) — процесс развёртывания и запуска готовой модели в эксплуатацию.

Open Source — программное обеспечение с открытым исходным кодом.

Фингерпринт (Молекулярный отпечаток) — вектор из нулей и единиц, кодирующий наличие или отсутствие определённых структурных фрагментов в молекуле.

Function calling — механизм, позволяющий языковой модели вызывать внешние функции (например, калькулятор или базу данных) и использовать их ответы.

Байесовская оптимизация — вероятностный метод подбора параметров эксперимента, позволяющий найти оптимум за минимальное число шагов.

Приложение Б. Краткий гид по инструментам

Инструмент

Что делает

Где взять

Ретросинтез и реакции

IBM RXN

Планирует синтез, предсказывает продукты и исходные вещества.

rxn.res.ibm.com

ASKCOS

Находит пути синтеза, подбирает условия и оценивает стоимость.

askcos.mit.edu

DeepRetro

Фреймворк для ретросинтеза в диалоге с языковой моделью.

GitHub

MHNpath

Планирует синтез с настройкой приоритетов (цена, безопасность).

GitHub

Автономные лаборатории

AlphaFlow

Проточный робот-химик, оптимизирующий сложные синтезы.

Публикации и видео обзоры

A-Lab

Роботизированная лаборатория для синтеза неорганических материалов.

Материалы научных обзоров

RoboChem-Flex

Открытая платформа для сборки доступной авто-лаборатории.

Чертежи и код на GitHub

Спектры и структуры

IMPRESSION-G2

Предсказывает ЯМР-спектры существенно быстрее DFT.

Научные публикации / Демо

ChefNMR

Определяет структуру вещества по 1D ЯМР и брутто-формуле.

Научные статьи

nmrdb.org

Бесплатный онлайн-предиктор ЯМР-сдвигов.

nmrdb.org

Генерация материалов

GNoME

Предсказывает стабильность новых кристаллов.

Materials Project

MatterGen

Генерирует новые материалы «с нуля» под заданные свойства.

Публикация в Nature

Materials Project

Открытая база данных кристаллической структуры веществ.

materialsproject.org

Белки и биомолекулы

AlphaFold3

Предсказывает 3D-структуры белков и их комплексов.

alphafoldserver.com

RFdiffusion

Создаёт дизайн белков, не существующих в природе.

GitHub (Baker Lab)

Обучение, моделирование и поиск

MarvinSketch / Ketcher

Бесплатные редакторы формул для браузера.

chemaxon.com, EPAM Open Source

PhET Simulations

Интерактивные симуляции химических и физических процессов.

phet.colorado.edu

Teachable Machine

Конструктор классификаторов изображений без кода.

teachablemachine.withgoogle.com

Elicit / Consensus

Семантический поиск и суммаризация научных статей.

elicit.org, consensus.app

RDKit / scikit-learn

Библиотеки Python для хемоинформатики и ML.

Установка через pip

WebMO Demo

Онлайн-запуск простейших квантово-химических расчётов.

webmo.net/demo/