Создан метод для анализа структуры кристаллов с использованием ИИ

Исследователи из России разработали новый метод, который позволяет применять нейросети для анализа кристаллической структуры и выявления связей, трудных для обнаружения традиционными методами. Этот подход помог ученым обнаружить ранее неизвестные закономерности в структуре кристаллов соединений хлора, брома и йода, как сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ). Об этом пишет портал ТАСС.

По словам почетного профессора СпбГУ Вадима Кукушкина, который цитируется пресс-службой РНФ, целью было создать поиск, который не ограничивал бы результаты. Нейросеть выступает в роли партнера, а не замены человеку: все выводы проверялись вручную. Однако для некоторых взаимодействий количество структур превысило возможности химика, что сделало необходимым использование нейросети.

Исследователи отмечают, что за последние десятилетия химики собрали огромное количество данных о структуре и свойствах множества кристаллов, как природных, так и созданных человеком. Например, в Кембриджской базе данных к началу 2026 года будет более 1,4 миллиона кристаллических структур, и это число ежегодно увеличивается на десятки тысяч.

Чтобы работать с этим массивом данных, ученые разработали алгоритмы, которые позволяют находить интересующие кристаллы, основываясь на известных характеристиках их структуры, таких как углы между атомами и расстояния между ними. Хотя такой подход часто оказывается эффективным, он не позволяет находить необычные вариации в структуре, которые не соответствуют известным закономерностям.

Для решения этой задачи химики из Санкт-Петербургского государственного университета и Самарского государственного технического университета предложили метод, который сочетает топологическую оценку кристаллов с инструментами искусственного интеллекта. В рамках этого подхода разработанная в России программа для анализа кристаллической структуры определяет соседство атомов на основе геометрической структуры вещества, а нейросеть выявляет статистические закономерности, анализируя возможные комбинации контактов между атомами.

Исследователи успешно протестировали этот метод на наборе из примерно пяти сотен кристаллов с положительно заряженными ионами хлора, брома, йода и других галогенов. Анализ, проведенный с помощью ИИ, помог ученым выявить несколько ранее неизвестных вариантов взаимодействий атомов этих галогенов и других элементов, природа которых еще требует изучения с использованием квантово-химических расчетов.

Больше новостей и эксклюзивных видео смотрите в канале Самара Онлайн 24 в MAX

Читайте также: