Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Popular

AI mengurangi waktu komputasi yang diperlukan untuk mempelajari nasib molekul yang terpapar cahaya – ScienceDaily


Proses yang diinduksi cahaya sangat penting dalam teknologi transformatif seperti pemanenan energi matahari, serta dalam bahan fotomedis dan fotoresponif. Studi teoritis tentang dinamika proses yang diinduksi foto memerlukan banyak kalkulasi struktur elektronik, yang secara komputasi mahal. Ilmuwan dari Universitas Groningen mengembangkan algoritma berbasis pembelajaran mesin, yang mengurangi perhitungan ini secara signifikan. Paket perangkat lunak Open Source yang mereka kembangkan, PySurf, disajikan dalam makalah di Jurnal Teori dan Perhitungan Kimia pada 24 November.

Bagaimana molekul berperilaku ketika terkena cahaya? Pengetahuan tentang proses ini tidak hanya penting bagi proses penting di alam, seperti fotosintesis dan produksi vitamin D, tetapi juga penting untuk desain rasional molekul baru dengan sifat fotoresponif spesifik.

Pembelajaran mesin

Namun, meskipun ada kemajuan besar dalam perangkat keras dan metode komputasi, kalkulasi interaksi antara cahaya dan molekul masih menjadi tantangan, jelas Shirin Faraji, Profesor Madya dalam Kimia Teoretis, penulis utama makalah ini. ‘Perhitungan struktur elektronik tingkat tinggi sudah sangat mahal untuk molekul berukuran sedang, kromofor khas memiliki sekitar tiga puluh atom berat.’ Menyertakan pengaruh lingkungan pada tingkat mekanika kuantum pada sistem semacam itu secara praktis tidak mungkin.

‘Perangkat lunak saat ini mencari seluruh ruang konformasi, tetapi kami menggunakan pembelajaran mesin untuk mengecualikan bagian dari pencarian ruang konformasi ini, menjadikannya pencarian yang sangat cerdas,’ Faraji menjelaskan. ‘Perangkat lunak kami, oleh karena itu, membutuhkan beberapa kali lipat lebih sedikit waktu komputasi daripada perangkat lunak dinamika langsung yang ada.’ Dalam makalah tersebut, para pengembang melaporkan fotodinamika dua molekul patokan, SO2 dan pirazin, dan menunjukkan bahwa hasil mereka sebanding dengan yang diperoleh dengan menggunakan simulasi yang sepenuhnya didasarkan pada dinamika kuantum.

Kimia kuantum

Lebih lanjut, paket perangkat lunak dikembangkan dari awal dan mudah diadaptasi untuk tujuan tertentu, misalnya dengan menggunakan mesin plug-in dan alur kerja. Faraji: ‘Seorang mahasiswa PhD dapat dengan mudah menggali kode dan mengembangkan algoritme tertentu, misalnya, algoritme berbasis jaringan saraf baru.’

Faraji menyumbangkan kode ke beberapa paket perangkat lunak, terutama Q-Chem, salah satu program perangkat lunak kimia kuantum terkemuka di dunia, dan saat ini menjadi anggota Dewan Direksi Q-Chem. Paket PySurf baru akan berinteraksi dengan Q-Chem, tetapi juga dengan perangkat lunak struktur elektronik lainnya. PySurf adalah Open Source, yang berarti tersedia sebagai unduhan gratis bersama dengan manual, dan tim Faraji akan memberikan dukungan untuk pengguna.

Rilis pertama

Perangkat lunak PySurf adalah hasil dari proyek yang didanai oleh hibah pribadi kepada Faraji dari program Vidi Dutch Research Council (NWO). Faraji: ‘Kami hanya satu setengah tahun dalam proyek lima tahun ini. Jadi, versi saat ini hanyalah rilis pertama. Kami terus mengerjakan program untuk mengoptimalkannya dan untuk membuat antarmuka yang ramah pengguna. ‘

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Groningen. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Lagutogel/a>