Čeští vědci chtějí s pomocí AI objevovat nové molekuly

Čeští vědci spolupracují s odborníky ze čtrnácti výzkumných institucí po celém světě, aby využili umělou inteligenci (AI) na objev a vývoj nových přírodních molekul, které by bylo možné využívat například ve vývoji léčiv, kosmickém výzkumu nebo likvidaci znečištění v přírodě.

Objevování malých molekul může znamenat pokrok v celé řadě vědeckých oborů, které přinášejí reálné zlepšení lidského života. Podle Českého vysokého učení technického v Praze (ČVUT), které mezinárodní projekt MassSpecGym vede, se to týká oblastí jako chemie, biologie, vývoj léčiv a analýza životního prostředí.

„I přesto, že se dosáhlo velkého pokroku, vědci stále objevili jen malý kousek celkové molekulární rozmanitosti života,“ uvedli výzkumníci.

Rozpady molekul

Takzvaná tandemová hmotnostní spektrometrie, kterou využívají, je důležitá metoda, která pomáhá identifikovat molekuly v biologických a environmentálních vzorcích. Funguje tak, že molekuly se nejprve rozpadnou na menší části a poté se změří hmotnosti těchto fragmentů. „Z biologických nebo environmentálních vzorků lze změřit tisíce různých spekter, z nichž každé obvykle odpovídá jedné molekule,“ popsal Tomáš Pluskal z Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR, který je součástí této vědecké iniciativy.

Popsat pak ale spektra pomocí molekulárních struktur je i přes rychlý vědecký pokrok stále nesmírně složité. „I s nejmodernějšími metodami strojového učení se podaří popsat méně než deset procent spekter. To znamená, že velká část chemických možností zůstává neobjevená, což zpomaluje pokrok ve vědě a technologii,“ upozornil Pluskal.

Vývoj umělé inteligence pro hmotnostní spektrometrii je zatím omezen tím, že chybí jednotná data a způsob, jak AI hodnotit. Projekt MassSpecGym se to snaží zlepšovat tím, že vytváří standardy pro objevování molekul a jejich popis. Cílem je vyvinout nové AI modely, které pomohou objevit neznámé chemické látky v přírodě.

Projekt MassSpecGym má tři hlavní části. Mezi ně patří největší veřejně dostupná databáze hmotnostních spekter s označenými molekulami, úkoly pro AI, které pomáhají objevit molekuly, a sady spekter a molekul pro testování, jak dobře AI modely dokáží pracovat s novými molekulami.

Vývoj MassSpecGym začal na semináři v Německu a zapojilo se do něj třicet výzkumníků ze čtrnácti institucí. Výzkum byl vybrán pro prestižní prezentaci na konferenci NeurIPS 2024 ve Vancouveru, která je jednou z významných konferencí v oblasti strojového učení. Tento projekt byl spolufinancován z unijních projektů FRONTIER a ELIAS.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

ŽivěTeplotní rekordy v pátek padly na dvou třetinách stanic

Současná vlna veder přinesla do Česka i v pátek vysoké a mnohde rekordní teploty. Už kolem poledne přepsalo teplotní rekord pět stanic. Celkově během dne zatím padl rekord pro poslední červencový den na 108 ze 171 stanic, které fungují alespoň třicet let. Pětina stanic pak má nové maximum pro celý červenec, a na pěti procentech padl dokonce absolutní rekord pro celý rok. Nejvíce naměřili v Plzni-Bolevci, kde bylo 39,4 stupně Celsia.
12:35Aktualizovánopřed 7 mminutami

Maďarsko se chystá na úplné odstavení své jediné jaderné elektrárny

Maďarská jaderná elektrárna Paks zatím kvůli nízkému průtoku Dunaje pokračuje v produkci energie zhruba v polovičním objemu, než je běžné. Podle agentury MTI to v pátek uvedl premiér Péter Magyar, který ve čtvrtek avizoval brzkou úplnou odstávku elektrárny. Problémy s výrobou energie kvůli suchu hlásí i Rumunsko. Za současný pokles vody v Dunaji může podle médií kombinace dlouhodobého sucha a letní vlny veder.
před 5 hhodinami

AI od Anthropicu se při testech nabourala do systémů tří firem

Několik týdnů po hackerském útoku modelu umělé inteligence (AI) společnosti OpenAI, vývojáře ChatGPT, její konkurent Anthropic přiznal, že se mu stalo něco podobného. Při testování umělá inteligence Anthropicu neplánovaně vnikla do počítačových systémů tří firem, uvedla na svém blogu společnost. Skutečnost, že se model AI při testu z vlastní iniciativy stal hackerem byla považována za bezprecedentní incident a varovný signál pro technologický průmysl, nyní je však jasné, že to nebyl ojedinělý případ, upozornila agentura DPA.
před 7 hhodinami

Srpen bude teplý, naznačují předpovědi. Jeho začátek přinese tropické noci

Zbytek prázdnin bude dle dostupných předpovědí pokračovat v dosavadních trendech, tedy horku ve dne i v noci. První čtvrtina měsíce přinese pokračování vlny veder s teplotami nad 30 stupňů.
před 8 hhodinami

Dopady silného jevu El Niño by se mohly projevit i v Estonsku

V Tichomoří sílí jev El Niño, který by mohl dosáhnout rekordních hodnot. Vědci varují, že jeho dopady, včetně prudkého růstu globálních teplot, by mohly zasáhnout oblasti daleko za tropickým pásmem.
před 9 hhodinami

Vědci z Česka popsali gen, který pomáhá rostlinám zvládat sucho

Výzkumníci z centra CEITEC Masarykovy univerzity popsali gen, který pomáhá rostlinám odolávat horku, suchu a stresu, který tyto podmínky vyvolávají. Objev by mohl přispět ke šlechtění nových odrůd zemědělských plodin.
před 10 hhodinami

Teplotní rekordy padly ve čtvrtek na mnoha místech Česka. Podívejte se na mapu

Česko zažívá další vlnu mimořádně horkého počasí. V Doksanech na Litoměřicku ve čtvrtek odpoledne naměřili meteorologové 40,1 stupně Celsia. Teplotní rekordy padly na 114 ze 171 stanic. Přes 39 stupňů bylo v Plzni Bolevci, v Plzni na Mikulce a také Rokycanech. V pátek má být ještě o něco tepleji.
včeraAktualizovánopřed 21 hhodinami

Extrémní horka vyžadují výjimečná opatření, říkají experti

Česko se na konci pracovního týdne potýká s mimořádně vysokými teplotami, víkend přinese úlevu s hodnotami „jen“ kolem dvaatřiceti stupňů. Po něm se vedra dle předpovědi opět vrátí. S takto vysokými teplotami lidé v tuzemsku zatím nemají dlouhodobě příliš zkušeností, proto vědci i instituce přicházejí s radami, jak tyto extrémy přežít ve zdraví.
včera v 15:14

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.