2022-nji ýylda uly gurallar ösen uly himiýa
Ägirt uly maglumatlar toplumy we ägirt uly gurallar alymlara şu ýyl himiýa bilen uly möçberde meşgullanmaga kömek etdi
tarapyndanAriana Remmel
Kredit: ORNL-däki Oak Ridge Liderlik Hasaplaýyş Meýdançasy
Oak Ridge Milli Laboratoriýasyndaky Frontier superkompýuteri himiklere öňküden has çylşyrymly molekulýar simulýasiýalary kabul etmäge kömek etjek täze nesil maşynlaryň ilkinjisidir.
Alymlar 2022-nji ýylda örän uly gurallar bilen uly açyşlar etdiler. Himiki taýdan ukyply emeli intellektiň soňky tendensiýasyna esaslanyp, alymlar uly öňegidişlikler gazandylar we kompýuterlere öň görlüp-eşidilmedik derejede belok gurluşlaryny çaklamagy öwretdiler. Iýul aýynda Alphabet kompaniýasyna degişli DeepMind gurluşlaryny öz içine alýan maglumat bazasyny çap etdi.belli bolan beloklaryň ählisi diýen ýaly—100 milliondan gowrak görnüşlerden 200 milliondan gowrak aýratyn belok — maşyn öwrenme algoritmi AlphaFold tarapyndan çaklanylyşy ýaly. Soňra, noýabr aýynda Meta tehnologiýa kompaniýasy emeli intellekt algoritmi bilen belok çaklama tehnologiýasyndaky ösüşini görkezdi.ESMFoldHeniz ekspertler tarapyndan gözden geçirilmedik çapdan öňki gözlegde Meta barlagçylary täze algoritmleriniň AlphaFold ýaly takyk däldigini, ýöne has çaltdygyny habar berdiler. Ýokary tizlik barlagçylaryň bary-ýogy 2 hepdede 600 million gurluşy çaklap biljekdigini aňladýardy (bioRxiv 2022, DOI:10.1101/2022.07.20.500902).
Waşington uniwersitetiniň (UW) lukmançylyk mekdebiniň biologlary kömek edýärlerkompýuterleriň biohimiki mümkinçiliklerini tebigatyň şablonyndan daşary giňeltmekmaşynlara başdan başlap ýörite beloklary teklip etmegi öwretmek arkaly. UW-den Deýwid Beýker we onuň topary ýönekeý soraglary gaýtalap kämilleşdirmek ýa-da bar bolan gurluşyň saýlanan bölekleriniň arasyndaky boşluklary doldurmak arkaly beloklary dizaýn edip bilýän täze AI guralyny döretdiler (Ylym2022, DOI:10.1126/science.abn2100). Topar şeýle hem birnäçe belok subbirlikleriniň dizaýn edilen 3D şekillerinden we gurluşlaryndan başlap, soňra olary netijeli ýasamak üçin zerur bolan aminokislota yzygiderliligini kesgitläp bilýän täze ProteinMPNN programmasyny ilkinji gezek işe girizdi (Ylym2022, DOI:10.1126/ylmy.add2187;10.1126/science.add1964). Bu biohimiki taýdan başarjaň algoritmler alymlara täze biomateriallarda we derman serişdelerinde ulanylyp bilinjek emeli beloklar üçin çyzgylary gurmaga kömek edip biler.
Kredit: Ian C. Haydon / UW Belok Dizaýny Instituty
Maşyn öwrenmek algoritmleri alymlara belli bir funksiýalary göz öňünde tutup, täze beloklary döretmäge kömek edýär.
Hasaplaýyş himikleriniň maksatlary artýarka, molekulýar dünýäni simulýasiýa etmek üçin ulanylýan kompýuterler hem artýar. Oak Ridge milli laboratoriýasynda (ORNL) himikler ilkinji gezek gurlan iň güýçli superkompýuterleriň birine göz aýladylar.ORNL-iň ekzaskal superkompýuteri Frontier, sekuntda 1 kwintilliondan gowrak ýüzýän amallary hasaplaýan ilkinji maşynlaryň biridir, bu hasaplama arifmetikasynyň birligidir. Bu hasaplama tizligi häzirki çempion, Ýaponiýadaky Fugaku superkompýuterinden üç esse çaltdyr. Indiki ýylda ýene-de iki milli laboratoriýa ABŞ-da exascale kompýuterlerini çykarmagy meýilleşdirýär. Bu döwrebap maşynlaryň uly kompýuter güýji himiklere has uly molekulýar ulgamlary we has uzak wagt ölçeglerinde simulýasiýa etmäge mümkinçilik berer. Şol modellerden ýygnalan maglumatlar ylmy işgärlere kolbadaky reaksiýalar bilen olary modelirlemek üçin ulanylýan wirtual simulýasiýalaryň arasyndaky boşlugy azaltmak arkaly himiýada mümkin bolan zatlaryň çäklerini giňeltmäge kömek edip biler. "Biz tejribe bize hakyky diýip aýdýan zadymyza ýakynlaşdyrjak nazaryýet usullarymyzda ýa-da modellerimizde nämeleriň ýetmeýändigi barada hakykatdanam soraglary berip başlaýan nokada ýetdik" diýip, Aýowa Döwlet Uniwersitetiniň hasaplama himigi we Exascale Hasaplama Taslamasynyň taslamanyň ýolbaşçysy Tereza Windus sentýabr aýynda C&EN-e beren interwýusynda aýtdy. Exascale kompýuterlerinde işleýän simulýasiýalar himiklere täze ýangyç çeşmelerini oýlap tapmaga we howa şertlerine çydamly täze materiallary dizaýn etmäge kömek edip biler.
Kaliforniýanyň Menlo Park şäherinde ýurduň dürli künjeklerinde SLAC Milli Akselerator Laboratoriýasy gurnalýarLinac Koherent Yşyk Çeşmesine (LCLS) örän ajaýyp täzelenmelerbu himiklere atomlaryň we elektronlaryň örän çalt dünýäsine has çuňňur göz aýlamaga mümkinçilik berip biler. Desga 3 km uzynlykdaky çyzykly tizlendirijide guruldy, onuň bölekleri 2 K-a çenli suwuk geliý bilen sowadylýar we rentgen şöhleli erkin elektron lazeri (XFEL) diýlip atlandyrylýan örän ýagty, örän çalt ýagtylyk çeşmesini öndürýär. Himikler gurallaryň güýçli impulslaryny molekulýar filmleri döretmek üçin ulandylar, bu bolsa olara himiki baglanyşyklaryň emele gelmegi we fotosintez fermentleriniň işlemegi ýaly köp sanly prosesleri synlamaga mümkinçilik berdi. “Femtosekundlyk ýalpyldawukda atomlaryň hereketsiz durandygyny, ýeke-täk atom baglanyşyklarynyň üzülýändigini görüp bolýar” diýip, Stenford uniwersitetinde we SLAC-da bilelikdäki wezipeleri bolan materialşynas Leora Dresselhaus-Marais iýul aýynda C&EN-e aýtdy. LCLS-iň täzelenmeleri alymlara täze mümkinçilikler geljek ýylyň başynda elýeterli bolanda rentgen şöhleleriniň energiýalaryny has gowy sazlamaga hem mümkinçilik berer.
Kredit: SLAC Milli Akselerator Laboratoriýasy
SLAC Milli Tizlendiriji Laboratoriýasynyň rentgen lazeri Kaliforniýanyň Menlo Park şäherindäki 3 km uzynlykdaky çyzykly tizlendirijide guruldy.
Bu ýyl alymlar köpden bäri garaşylýan Jeýms Webb kosmos teleskopynyň (JWST) nähili güýçli bolup biljekdigini hem gördüler.Älemimiziň himiki çylşyrymlylygyNASA we onuň hyzmatdaşlary — Ýewropa Kosmos Agentligi, Kanada Kosmos Agentligi we Kosmos Teleskop Ylym Instituty — ýyldyz dumanlyklarynyň ajaýyp portretlerinden gadymy galaktikalaryň elementar barmak yzlaryna çenli onlarça suraty çap etdiler. 10 milliard dollarlyk infragyzyl teleskop älemimiziň çuňňur taryhyny öwrenmek üçin niýetlenen ylmy gurallar toplumy bilen bezelen. Onýyllyklaryň dowamynda JWST 4,6 milliard ýyl mundan ozal görünýän aýlanýan galaktikanyň suratyny düşürip, inženerleriniň garaşmalaryndan has gowy netije çykardy, bu suratda kislorodyň, neonyň we beýleki atomlaryň spektroskopik alamatlary bar. Alymlar şeýle hem ekzoplanetdäki bugly bulutlaryň we dumanlaryň alamatlaryny ölçediler we astrobiologlara Ýerden daşarda ýaşamaga ýaramly dünýäleri gözlemekde kömek edip biljek maglumatlary berdiler.
Ýerleşdirilen wagty: 2023-nji ýylyň 7-nji fewraly