تهدف الباحثات إلى تحسين دور الذكاء الصناعي في الكيمياء

يعمل الباحثون على فهم كيفية اتخاذ الذكاء الصناعي للقرارات لتعزيز استخدامه في الكيمياء، وخاصة تطوير الأدوية. سيتم تقديم بحوث جديدة حول هذا الموضوع في اجتماع الجمعية الأمريكية للكيمياء الخريفي، من 18 إلى 22 أغسطس. ستتضمن الاجتماع أكثر من 10,000 عرض حول مواضيع علمية مختلفة.

أعلنت الجمعية الأمريكية للكيمياء اليوم في بيان صحفي أن الباحثين سيقدمون نتائج حول استخدام الذكاء الصناعي القابل للشرح (XAI) لفهم كيفية اتخاذ الذكاء الصناعي للقرارات في الكيمياء. من خلال تبسيط هذه الأنظمة المعقدة، يهدف الخبراء إلى زيادة الثقة وتحسين فعالية الذكاء الصناعي.

تشرح ريبيكا ديفيس، أستاذة الكيمياء، أن النماذج الحالية للذكاء الصناعي غالبًا ما تُنظر إليها كـ “صناديق سوداء”، حيث تكون عمليات اتخاذ القرارات مخفية. وتقول: “إذا استطعنا أن نطور نماذج تساعد في تقديم بعض الرؤى حول كيفية اتخاذ الذكاء الصناعي لقراراته، فقد يمكن أن يجعل العلماء أكثر راحة مع هذه الأساليب”.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ XAI تقديم معلومات قيمة لتحسين برمجة الذكاء الصناعي وتعزيز أدائه في الميدان. يقول هانتر ستورم، طالب الدراسات العليا في مختبر ديفيس الذي يقدم العمل في الاجتماع: “أريد أن استخدم XAI لفهم أي المعلومات التي نحتاج إلى تعليم الحواسيب عن الكيمياء”.

بدأ الباحثون بإدخال قواعد بيانات المركبات الدوائية المعروفة في نموذج AI تم تصميمه للتنبؤ بنشاط المركب البيولوجي. ولفهم عملية اتخاذ القرارات للنموذج، استخدموا نموذج XAI الذي طوره المتعاون باسكال فريدريش في معهد كارلسروه للتكنولوجيا في ألمانيا.

سمح لهم ذلك بتحديد الميزات الجزيئية الخاصة التي تؤثر في توقعات الذكاء الصناعي. ومن خلال تحليل هذه العوامل، اكتسبت ديفيس وستورم فهماً لمعايير الذكاء الصناعي في تصنيف الجزيئات وتحديد إمكاناتها كمرشحين للأدوية.

النتائج الأولية تشير إلى أن XAI يمكن أن يكتشف أشياء قد يغفل عنها البشر، حيث يمكنه تحليل المتغيرات بشكل أكبر في آن واحد.

على سبيل المثال، عند تحليل جزيئات البنسلين، اكتشفت الذكاء الصناعي شيئًا غير متوقع. يعتقد العلماء عموما أن الهيكل الأساسي للبنسلين أمر حاسم لخصائصه المضادة للبكتيريا. ومع ذلك، أوضحت ديفيس أن XAI حدد الأجزاء المرتبطة بهذا النواة كالعامل الرئيسي في تحديد نشاط الجزيء المضاد للبكتيريا. وهي تقول إن هذا قد يفسر لماذا بعض النسخ المعدلة من البنسلين التي تحتوي على نفس الهيكل الأساسي أقل فعالية.

كخطوة قادمة، يخطط الباحثون للتعاون مع مختبر الأحياء الدقيقة لإنشاء واختبار المركبات المضادة للميكروبات المحتملة التي تم تحديدها بواسطة النماذج الذكاء الاصطناعي المحسنة. هدفهم النهائي هو استخدام الذكاء الاصطناعي لتطوير مضادات حيوية جديدة وأكثر فعالية يمكنها مكافحة التهديد المتزايد لمقاومة المضادات الحيوية.

في عرض، تقول ديفيس، “التعلم الآلي يوفر لنا الآن الفرصة للقيام بذلك على نطاق أكبر، حيث من المرجح أن نرى اتجاهات لم نرها أبدا في السلوك الكيميائي وسيتيح لنا خلق جزيئات ومواد بمعدل أسرع مما كان عليه في التاريخ”.

مع استمرار تطور الذكاء الصناعي، تعد الشفافية والفهم أمرين أساسيين لبناء الثقة العامة والعلمية. من خلال فك ألغاز تعقيدات الذكاء الصناعي، يقوم العلماء بالتقدم نحو استغلال كامل لإمكاناته لصالح المجتمع. يجب أن يتم التعبير عن المحتوى الذي يتواجد بين هذه الرموز باللغة الإنجليزية – [ ] ،%% ، <>. لا تزيل أو تغير أي شيء في العلامات HTML. هذا هو النص الذي أود أن تترجمه.