Fonte: University of ViennaSummary: os pesquisadores conseguiram desenvolver um método para prever espectros de infravermelho molecular com base em inteligência artificial. Essas “impressões digitais” químicas só poderiam ser simuladas por técnicas de predição comuns para pequenas moléculas em alta qualidade. A equipe foi capaz de realizar simulações que anteriormente não eram possíveis.
Avanços drásticos na pesquisa de inteligência artificial levaram a uma ampla gama de desenvolvimentos fascinantes nessa área na última década. Carros autônomos, mas também aplicações cotidianas como motores de busca e filtros de spam ilustram a versatilidade dos métodos do campo da inteligência artificial.
A espectroscopia de infravermelhos é um dos métodos experimentais mais valiosos para obter informações sobre o mundo das moléculas. Os espectros infravermelhos são impressões químicas químicas que fornecem informações sobre a composição e propriedades de substâncias e materiais. Em muitos casos, esses espectros são muito complexos – uma análise detalhada torna indispensáveis as simulações auxiliadas por computador. Embora os cálculos químicos quânticos, em princípio, permitam uma previsão extremamente precisa dos espectros infravermelhos, sua aplicabilidade na prática é dificultada pelo alto esforço computacional associado a eles. Por este motivo, espectros infravermelhos confiáveis só podem ser calculados para sistemas químicos relativamente pequenos.
Um grupo internacional de pesquisadores liderado por Philipp Marquetand da Faculdade de Química da Universidade de Viena já encontrou uma maneira de acelerar essas simulações usando inteligência artificial. Para este fim, são usadas as chamadas redes neurais artificiais, modelos matemáticos do cérebro humano. Estes são capazes de aprender as complexas relações mecânicas quânticas que são necessárias para a modelagem de espectros infravermelhos usando apenas alguns exemplos. Desta forma, os cientistas podem realizar simulações em poucos minutos, o que, de outra forma, levaria milhares de anos, mesmo com supercomputadores modernos – sem sacrificar a confiabilidade. “Agora podemos finalmente simular problemas químicos que não poderiam ser superados com as técnicas de simulação utilizadas até agora”, diz Michael Gastegger, o primeiro autor do estudo.
Com base nos resultados deste estudo, os pesquisadores estão confiantes de que seu método de previsão de espectros será amplamente utilizado na análise de espectros de infravermelho experimental no futuro.