Scienziati dell'Intangible Realities Laboratory (IRL) dell'Università di Bristol e dell'ETH di Zurigo hanno utilizzato la realtà virtuale e algoritmi di intelligenza artificiale per apprendere i dettagli del cambiamento chimico.

In un articolo di copertina pubblicato oggi su Il Giornale di Chimica Fisica , ricercatori dell'Università di Bristol e dell'ETH di Zurigo descrivono come i framework avanzati di interazione e visualizzazione che utilizzano la realtà virtuale (VR) consentono agli esseri umani di addestrare algoritmi di apprendimento automatico e accelerare la scoperta scientifica.

Il team descrive il proprio lavoro di progettazione di un framework software VR open source all'avanguardia in grado di eseguire calcoli di meccanica quantistica "al volo".

Consente ai ricercatori di esplorare modelli fisici sofisticati di complessi riarrangiamenti molecolari che comportano la creazione e la rottura di legami chimici, la prima volta che la realtà virtuale è stata utilizzata per consentire una cosa del genere.

Il team ha utilizzato il proprio sistema VR interattivo per "insegnare" la chimica quantistica alle reti neurali.

autrice principale Silvia Amabilino, che lavora tra l'IRL e il Centre for Computational Chemistry di Bristol, ha dichiarato:"La generazione di set di dati per insegnare la chimica quantistica alle macchine è una sfida di vecchia data.

"I nostri risultati suggeriscono che l'intuizione umana, combinato con la realtà virtuale, può generare dati di formazione di alta qualità, e quindi migliorare i modelli di apprendimento automatico."

Coautore, Dottor Lars Bratholm, chi lavora tra l'IRL, il Centro di Chimica Computazionale, e la School of Mathematics ha aggiunto:"Per la maggior parte dei flussi di lavoro computazionali scientifici, il collo di bottiglia è la potenza di elaborazione. Ma l'apprendimento automatico ha creato uno scenario in cui il nuovo collo di bottiglia è la capacità di generare rapidamente dati di alta qualità".

Il dottor David Glowacki, ricercatore della Royal Society, che dirige l'IRL presso il Dipartimento di Informatica e la Scuola di Chimica di Bristol, ha dichiarato:"Strumenti immersivi come la realtà virtuale forniscono agli esseri umani un mezzo efficiente per esprimere intuizioni scientifiche e di progettazione di alto livello. Per quanto ne sappiamo, questo lavoro rappresenta la prima volta che un framework VR è stato utilizzato per generare dati per l'addestramento di una rete neurale".

L'ascesa dell'apprendimento automatico e dell'automazione nella scienza e nella società ha portato a importanti domande sul tipo di futuro scientifico a cui dovremmo lavorare consapevolmente per progettare nei prossimi decenni. Le narrazioni del nostro futuro emergente spesso indicano l'automazione come il fine ultimo, e a volte non è chiaro dove si inserisce l'umano.

Il professor Markus Reiher dell'ETH ha aggiunto:"Questo lavoro mostra che i framework avanzati di visualizzazione e interazione come VR e AR consentono agli esseri umani di integrare gli approcci di apprendimento automatico automatizzato e accelerare la scoperta scientifica.

"Il documento offre una visione interessante di come la scienza potrebbe evolversi nel prossimo futuro, dove gli umani concentrano i loro sforzi su come addestrare efficacemente le macchine."