Гостьова лекція про квантову хімію та штучний інтелект

8 січня у Дніпровському національному університеті імені Олеся Гончара відбулася відкрита онлайн-лекція професора Університету Карнегі-Меллон (Піттсбург, США) Олександра Ісаєва. Захід відбувся у межах роботи «Клубу юних дослідників» хімічного факультету ДНУ за проєктом «STEM-лабораторія експериментальної та комп’ютерної хімії».

Олександр Ісаєв – випускник хімічного факультету Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара, де захистив магістерську роботу під керівництвом доктора хімічних наук професора Сергія Оковитого. У 2008 році захистив дисертацію PhD з комп’ютерної хімії у Джексонському державному університеті (Міссісіпі, США), потім працював науковим співробітником в Університеті Кейс Вестерн (Огайо, Клівленд, США). Нині Олександр Костянтинович займається комп’ютерним дизайном ліків і нових матеріалів за допомогою методів машинного навчання і штучного інтелекту.

Професор Ісаєв продовжує активно співпрацювати з нашим університетом, зокрема разом із директором НДІ хімії та геології професором Віталієм Пальчиковим на базі CMU займається прогнозуванням властивостей та розробкою нових каркасних сполук для збереження сонячної енергії. Олександр Ісаєв є закордонним рецензентом журналу Journal of Chemistry and Technologies хімічного факультету ДНУ. Він опублікував понад 100 статей у престижних наукових журналах, таких як Nature, Nature Chemistry, Nature Communications, JACS, Chemical Science та інших, що процитовано більше 21,500 разів (h-індекс = 55 у Google Scholar). Він також є одним із редакторів «Журналу хімічної інформації та моделювання», який видає Американське хімічне товариство (ACS).

Для академічної спільноти Alma mater, студентів, аспірантів та викладачів хімічного факультету, та школярів-учасників «Клубу юних дослідників» професор Ісаєв підготував пізнавальну лекцію «Прискорення квантової хімії за допомогою машинного навчання та штучного інтелекту». Цікавість підігрівав той факт, що тематика доповіді – надсучасна, що називається, з переднього краю науки. Автор намагався максимально адаптувати матеріал.

 

Так, слухачі ознайомилися з тим, як машинне навчання та штучний інтелект фундаментально трансформують обчислювальну хімію, створюючи сурогатні моделі, що відтворюють точність квантової механіки за частку обчислювальних затрат.

Спільно з лектором розглянули питання розробки нейромережевих потенціалів і архітектур штучного інтелекту, навчених на великих масивах квантово-механічних даних, які кодують фізичні закони міжатомних взаємодій та уможливлюють симуляції, що раніше вважалися нездійсненними.

 

Також проаналізували, як синергія між строгою квантовою теорією та сучасним штучним інтелектом відкриває нову еру обчислювальної науки – еру, в якій ми можемо досліджувати хімічний простір у безпрецедентних масштабах та з безпрецедентною швидкістю, здійснюючи відкриття, які раніше були поза нашими можливостями.

За допомогою реальних прикладів із галузей розробки ліків, дизайну матеріалів та моделювання реакцій учасники зустрічі дізналися, як ці методи прискорюють молекулярний скринінг з днів до хвилин, зберігаючи при цьому хімічну достовірність.

Після лекції відбулося жваве обговорення та дискусія. Професори Сергій Коваленко та Віталій Пальчиков піднімали питання зв’язку практики органічної та медичної хімії із новітніми досягненнями машинного навчання. Учениця випускного класу ліцею 11 (м. Кам’янське) Софія Негари цікавилася перспективами «традиційної» хімії на тлі бурхливого розвитку штучного інтелекту та «планових відкриттів». До дискусії доєдналися деканеса хімічного факультету Світлана Коптєва та завідувачка кафедри фізичної, органічної та неорганічної хімії Надія Стець. Лектор надав вичерпні відповіді на всі поставлені важливі запитання.

Проєкт «STEM-лабораторія експериментальної та комп’ютерної хімії» реалізується за підтримки #KSEFoundation (https://foundation.kse.ua) та за фінансування #STEMTalentFund (https://stemtalentfund.org). Фінансування надано в межах грантової програми #DaVinciUkraine – ініціативи для розвитку STEM-освіти в Україні.

Слідкуйте за соцмережами KSE Foundation, буде ще багато цікавих проєктів:

https://www.instagram.com/kse_foundation

https://www.facebook.com/KSEFoundation

Доцентка кафедри фізичної, органічної та неорганічної хімії
Катерина Плясовська,
професор Віталій Пальчиков