Создан новый алгоритм для моделирования молекулярных структур

Алгоритм Uni-Bond поможет улучшить моделирование молекулярных структур

Исследователи из Института AIRI, НИУ ВШЭ, МГУ, ТГУ и УрФУ представили алгоритмическую разработку Uni-Bond в области химической информатики. Презентация прошла на международной конференции ICML в Сеуле. Разработка позволяет преобразовывать трехмерные координаты атомов в плоские структурные формулы молекул.

В научной практике часто используются трехмерные модели веществ, но для прогнозирования свойств молекул применяются структурные формулы. Алгоритм Uni-Bond устанавливает более надежную связь между этими форматами данных. В отличие от существующих программ, которые определяют химические связи через измерение расстояний между атомами, новая разработка анализирует геометрию всей молекулы. Это позволяет строить граф связей на основе трехмерных координат.

Точность работы алгоритма достигает 99,53%, что в 20 раз снижает частоту ошибок по сравнению с предыдущими методами. В экспериментах с кластерами воды модель корректно определила внутримолекулярные связи и не зафиксировала ложных межмолекулярных взаимодействий.

Нейросеть распознает пять типов взаимодействий: отсутствие связи, одинарные, двойные, тройные и ароматические связи. Авторы отмечают, что учет глобальной информации о молекуле повышает устойчивость алгоритма к шумам и искажениям геометрии. В будущем разработчики планируют адаптировать модель для работы с заряженными частицами и радикалами, а также использовать ее для проверки структур, созданных другими ИИ-системами. Технология может быть применена в создании новых химических соединений, в том числе в фармацевтике.