Как упростить химический синтез с помощью AI Advantage

Получите более эффективный, но быстрый результат в следующем синтезе

Вопрос о том, может ли компьютер думать, не более интересен, чем вопрос о том, может ли подводная лодка плавать. - Эдсгер В. Дейкстра

Если вы знакомы с миром технологий, я уверен, что вы уловили суть приведенной выше строки. Если нет, то краткое введение об ИИ и его использовании во всех сферах жизни. AI означает искусственный интеллект. Да, вы поняли !!! Искусственный интеллект - это способ заставить компьютер, робот или продукт думать, как думают разумные люди, то есть интеллект, демонстрируемый машинами, известен как искусственный интеллект.

Звучит круто? Да, определение классное. Но куда круче его приложения. Где это используется? Вы должны спросить наоборот - а где нет? Да, вы прочитали правильно; почти повсюду, его используют и сейчас. Использование искусственного интеллекта в целом будет подпадать под категорию обработки данных, которая будет включать следующее:

• Поиск в данных и оптимизация поиска для получения наиболее релевантных результатов
• Логические цепочки для рассуждений «если-то», которые могут применяться для выполнения строки команд на основе параметров.
• Обнаружение закономерностей для выявления значимых закономерностей в обширном наборе данных для получения уникальной информации
• Прикладные вероятностные модели для прогнозирования будущих результатов

Вы можете узнать больше об искусственном интеллекте, перейдя по следующей ссылке -

Но, как сказано в заголовке, блог призван облегчить вам следующий синтетический подход; Я займусь искусственным интеллектом в области химии. Да, ИИ здесь тоже используется. Изначально исследования в области искусственного интеллекта, применяемые в химии, в первую очередь были вызваны необходимостью ускорить открытие лекарств и сократить огромные затраты и время вывода новых лекарств на рынок. На данный момент ИИ добился значительного прогресса в ускорении исследований и разработок в области лекарств. Однако приложения ИИ в химии не ограничиваются открытием лекарств, как обсуждается в обзоре, опубликованном в 2018 году (Nature). Два распространенных использования:

1) Product Prediction
2) Retrosynthetic Analysis

Однако здесь я покажу практический подход к его использованию, а не какую-либо теорию и тому подобное. Хотя всегда лучше получить теорию и прочее, поэтому, если вам интересно, просмотрите следующую ссылку -

IBM предоставляет нам бесплатные инструменты искусственного интеллекта в облаке для цифровой химии (IBM RXN для химии). Используя простой интерфейс рисования Кетчера, можно рисовать любые структуры и выполнять аналогичные действия по прогнозированию химических реакций и путей ретросинтеза. Не волнуйтесь; оставайтесь спокойными и расслабленными, и я проведу вас шаг за шагом для обоих процессов.

Шаг 1. Начало работы

Самое первое, что вам нужно сделать, это перейти на сайт, предоставленный IBM, по следующей ссылке -

Теперь вы можете увидеть синюю кнопку в правом верхнем углу экрана (отмеченную красным квадратом) с надписью «Начать!» [Рис.-1.1], нажмите кнопку, чтобы зарегистрироваться.

Шаг 2: переход на страницу регистрации

Следующим шагом является регистрация, поскольку вы впервые используете IBM RXN. Вы можете сделать это, используя синюю кнопку «Войти» (отмечена красным квадратом) [Рис.-1.2] -

Шаг 3: Регистрация

Пришло время зарегистрироваться. Теперь вы можете выбрать три различных варианта: а) Войти через Facebook (отмечен черным прямоугольником), б) Войти через Google (отмечен зеленым прямоугольником) и последний c. ) Зарегистрируйтесь! (отмечен красным квадратом) [Рис.-1.3A]. Здесь я использую аутентификацию Google [Рис.-1.3B]; Вы можете зарегистрироваться, используя любой из трех процессов.

Шаг 4: Создание проекта

Теперь вы можете начать свой проект. Создайте новый проект, используя синюю кнопку с надписью «Создайте новый проект сейчас!» (отмечена красным квадратом) [Рис.-1.4A]. Затем дайте название вашему проекту и нажмите кнопку «Создать проект» (отмечена красным квадратом) [Рис.-1.4B].

Шаг 5: Выполнение ретросинтеза / реакции на основе искусственного интеллекта:

Этот шаг можно разделить на две центральные части следующим образом:

А) Ретросинтез на основе ИИ:

Эту часть также можно разделить на различные мелкие части -

• Рисование целевой молекулы:. Вы можете нарисовать двухмерную молекулу, используя интерфейс рисования Кетчера [Рис.-1.5]. Это похоже на рисование молекул в ChemDraw, и я уверен, что вы это использовали.

Кроме того, вы можете ввести или вставить код SMILES (Упрощенная система ввода строки молекулярного ввода) для молекулы и загрузить соответствующую молекулу, используя параметр Загрузить в Ketcher в вашем рабочем пространстве [ Рис.-1.6].

• Запуск ретросинтетического анализа: После того, как вы закончили импорт целевой молекулы, можно приступать к выполнению ретросинтетического анализа; это так просто. Просто нажмите синюю кнопку с надписью «Новый ретросинтез» (отмечен красным квадратом) [Рис.-1.7].

• Настройка модели и параметров ИИ:. Следующим шагом является выбор модели ИИ, качества анализа ретросинтеза и других параметров с помощью расширенной опции. Тем не менее, я использовал все значения по умолчанию и сохранил качество анализа на низком уровне (худшее), чтобы получить быстрый результат. Затем запустите процесс анализа, используя синюю кнопку с надписью «Запустить ретросинтез» (отмечен красным квадратом) [Рис.-1.8].

• Окно Live Update:. Теперь вы можете увидеть всплывающее окно (отмеченное красным квадратом) [Рис.-1.9]. Вы можете увидеть приблизительное время для завершения работы. Вы можете выйти из окна и вернуться за результатом позже, а можете остаться там.

• Анализ результатов:. После завершения работы вы можете увидеть всплывающее окно зеленого цвета, появляющееся в правом нижнем углу экрана (отмеченное красным квадратом) [Рис. .-1.10]. Выбранный по умолчанию процесс - лучший процесс согласно ретросинтетическому анализу на основе искусственного интеллекта.

Вы можете найти другие ретросинтетические подходы, за которыми следует первый [Рис.-1.11], строго названный Последовательность 0 и так далее. Однако вы можете установить флажки Уверенность (отмечено черным квадратом) [Рис.-1.10] и Оценка оптимизации (отмечено синим прямоугольником) [Рис.-1.10] чтобы знать, насколько удобен результат. Как вы понимаете, последовательность 0 всегда имеет наивысшую достоверность и самый высокий балл оптимизации. Вы можете экспортировать одну последовательность, используя опцию PDF [Рис.-1.11]. Также вы можете добавить одну или несколько последовательностей в свою коллекцию для дальнейшего изучения [Рис.-1.11].

Теперь вы можете увидеть свою коллекцию, перейдя в основную папку проекта и выбрав опцию VIEW RETROSYNTHESIS (отмечена красным квадратом) [Рис.-1.12A]. Последовательность, которую я добавил в свою коллекцию, показана на Рис.-1.12B] (отмечена красным прямоугольником).

Б) Прогнозирование реакции на основе ИИ:

Эту часть также можно разделить на различные мелкие части -

• Рисование реагентов. Как и на предыдущем рисунке целевой молекулы, вы можете рисовать реагенты с помощью интерфейса рисования Кетчера [Рис.-1.13]. Кроме того, вы можете загрузить молекулы реагента, используя их код SMILES (такой же, как и в предыдущем). Самое главное, вам не нужно вздыхать "+", чтобы указать на реакцию между реагентами. Вы можете нарисовать все необходимые реагенты рядом.

• Начало прогнозирования реакции:. Следующее, что нужно сделать, это начать прогнозирование реакции, используя синюю кнопку с надписью «Новая реакция» (отмечена красным квадратом. ) [Рис.-1.14A]. На следующем шаге вам нужно выбрать модель ИИ (я оставил ее по умолчанию), а затем нажать «Выполнить прогноз» (отмечен красным квадратом) [Рис.-1.14B]. На следующем экране вы увидите зеленое всплывающее окно с сообщением «Прогнозирование начато» (отмечено красным полем) [Рис.-1.14C]. На следующем экране показано, что прогноз делается с помощью модели AI [Рис.-1.14D].

• Получение результата:. Здесь вы получите только один прогноз для реакции, и вы получите уведомление во всплывающем окне зеленого цвета (отмечено красным полем) [ Рис.-1.15]. Чтобы получить больше прогнозов, вы должны нажать «Создать больше результатов» (отмечен зеленым полем) [Рис.-1.15].

После завершения работы вы можете найти все возможные предсказанные продукты, используя различные пути [Рис. - 1.16], а также добавьте реакцию в свою коллекцию, как и в предыдущем случае.

Теперь вы можете увидеть свою коллекцию, перейдя в основную папку проекта и выбрав опцию ПРОСМОТР РЕАКЦИЙ (отмечен красным квадратом) [Рис.-1.17A]. Последовательность, которую я добавил в свою коллекцию, показана на Рис.-1.17B] (отмечена красным прямоугольником).

Спасибо за чтение.

Я надеюсь, что вы нашли эту статью «Как сделать свой химический синтез абсолютно простым с помощью AI Advantage» полезной. Пожалуйста, хлопайте в ладоши, делитесь и подписывайтесь, если хотите, и, пожалуйста, оставьте любой комментарий, чтобы сообщить мне свои мысли.

Вы также можете найти меня в LinkedIn, Twitter или GitHub.

Контакт:

Веб-сайт - aritraroy.netlify.com

Электронная почта - [email protected]