- Учёные AIRI создали нейросеть для прогнозирования оптических свойств молекул с точностью на 30% выше существующих моделей.
- Для обучения использован новый набор данных nablaColors-3D с трехмерными структурами молекул и экспериментальными спектрами.
- Лучшая модель снизила ошибку предсказания длины волны до 16 нанометров, в то время как классический метод TD-DFT ошибается почти в 4 раза больше.
Команда учёных из Института AIRI разработала новую нейронную сеть, которая за доли секунды может с высокой точностью предсказывать, как молекулы взаимодействуют со светом. Эта технология начнёт активно использоваться в ближайшем будущем в химии и материаловедении, существенно ускоряя разработку красителей, OLED-элементов и биомаркеров.
Оптические свойства молекул — это то, как они поглощают и излучают свет разных цветов. Для создания новых красителей или устройств на основе света сегодня приходится долго проводить эксперименты или сложные квантово-химические вычисления. Они очень затратные и не всегда точные. Учёные AIRI создали метод, который учитывает трёхмерное расположение атомов внутри молекулы, а не только связи между ними. Это позволяет нейросети гораздо точнее понять, какой свет поглощается или излучается.
Ключевым элементом стала большая база данных nablaColors-3D, которая содержит не только химический состав, но и пространственные структуры молекул, а также реальные измерения их оптических свойств. Благодаря этому учёные обучили несколько передовых моделей, в итоге лучшая снизила ошибку предсказания длины волны излучаемого света до 16 нанометров. Для сравнения, один из классических методов ухода в глубины квантовой химии ошибается почти в четыре раза больше.
Для бизнеса и разработчиков это значит возможность быстро отбирать и проверять новые вещества с нужными оптическими характеристиками без длительных и дорогостоящих опытов. Такой инструмент значительно ускорит появление новых ярких и стойких красителей, эффективных УФ-фильтров и компонентов для современных экранов и сенсорных систем.
Денис Потапов из AIRI пояснил, что именно учёт реального трёхмерного расположения атомов даёт резкий рывок в точности. Он влияет на электронную структуру молекулы и её взаимодействие со светом, что традиционные модели не могли полноценно учесть. Это открывает новые возможности для искусственного интеллекта в дизайне материалов будущего.
