Pesquisadores das Universidades de Viena e Göttingen conseguiram desenvolver um método para prever espectros infravermelhos moleculares com base em inteligência artificial. Essas "impressões digitais" químicas só podiam ser simuladas por técnicas comuns de predição para pequenas moléculas de alta qualidade. Com a ajuda da nova tecnologia, que se baseia em redes neuronais semelhantes ao cérebro humano e, portanto, é capaz de aprender, a equipe liderada por Philipp Marquetand, da Faculdade de Química da Universidade de Viena, conseguiu realizar simulações que antes não eram possíveis. O potencial desta nova estratégia já foi publicado na edição atual da revista. Ciência Química .

Avanços drásticos na pesquisa de inteligência artificial levaram a uma ampla gama de desenvolvimentos fascinantes nessa área na última década. Carros com condução autônoma, mas também os aplicativos do dia-a-dia, como mecanismos de pesquisa e filtros de spam, ilustram a versatilidade dos métodos do campo da inteligência artificial.

A espectroscopia de infravermelho é um dos métodos experimentais mais valiosos para obter informações sobre o mundo das moléculas. Os espectros infravermelhos são impressões digitais 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 as simulações auxiliadas por computador indispensáveis. 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 esta razão, espectros infravermelhos confiáveis ​​só podem ser calculados para sistemas químicos relativamente pequenos.

Os pesquisadores descobriram agora uma maneira de acelerar essas simulações usando inteligência artificial. Para este propósito, as chamadas redes neurais artificiais são usadas, modelos matemáticos do cérebro humano. Eles são capazes de aprender as relações mecânicas quânticas complexas que são necessárias para a modelagem de espectros infravermelhos usando apenas alguns exemplos. Desta maneira, 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 puderam 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 infravermelhos experimentais no futuro.