Перейти к содержимому
ЛиС ФИТО
Войти  
admin

Создана компьютерная модель для агрохимии, предсказывающая активность молекул

Оцените эту тему

Recommended Posts

kesif3.jpg
Учёные из МФТИ и МГУ впервые разработали компьютерную модель, позволяющую предсказывать агрохимическую активность простых молекул, в будущем подобные вычислительные модели позволят значительно удешевить поиск новых активных молекул и внесут свой вклад в понимание механизмов их действия. Итоги своей работы ученые опубликовали в научном журнале Phytochemistry.

 

Для построения модели авторы применили методы машинного обучения, в частности cамоорганизующиеся карты Кохонена. В качестве обучающей выборки использовалась уникальная выборка, включающая 1800 тщательно отобранных известных агрохимикатов. В качестве источников информации авторы использовали патенты, научные публикации и специализированные базы данных.

 

Молекулы, интересные с точки зрения агрохимии, принято делить на 2 категории: пестициды (которые борются с насекомыми, сорняками и грибками) и регуляторы роста растений (стимулирующие или подавляющие их рост). Для того, чтобы обнаружить новую активную молекулу из какой—либо группы, проводят дорогостоящие эксперименты — синтезируют большое количество (обычно несколько тысяч) разнообразных молекул, а затем проверяют их эффект на клетках или целых растениях. При этом в таких экспериментах значителен процент промахов — активными в лучшем случае могут оказаться лишь несколько десятков молекул. Иными словами, модель может быть использована с целью обоснованного уменьшения изначального количества молекул из числа доступных для дальнейшей экспериментальной проверки. Это позволит значительно снизить как временные, так и финансовые затраты на поиск активных молекул.

 

В своей работе авторы для моделирования использовали представление химического пространства, в котором каждая молекула описывается набором особых параметров — молекулярных дескрипторов. Значение такого дескриптора отражает особое свойство молекулы — растворимость, размер, площадь полярной поверхности и т.д. Каждая молекула в химическом пространстве задаётся (кодируется) набором таких параметров, как точка — своими координатами на плоскости.

 

С использованием алгоритма Кохонена без учителя можно уменьшить размерность этих данных с наименьшей ошибкой (этот этап назвается обучением алгоритма) и визуализировать результат в виде удобной для анализа двумерной карты, на которой можно поочередно выделить области, занимаемые молекулами из различных категорий. Тогда по этой карте можно оценить классификационную способность модели.

Если эта способность в высока (например, для подобных масштабных задач это больше 70%), то модель можно протестировать с использованием независимого тестового набора молекул, которые не принимали участие в обучении. Именно это и сделали авторы работы, наглядно продемонстрировав, что их модель способна прогнозировать специфическую активность новых молекул, относя их к одной из общепринятых категорий: гербициды, регуляторы роста растений.

 

"Важно отметить, что разработанная модель обладает хорошей дифференциальной прогностической способностью и является первой в области агрохимии, построенной с использованием такой представительной обучающей выборки. В ходе работы нам совместно с коллегами из Лаборатории разработки инновационных лекарственных средств удалось протестировать модель с использованием результатов реального тестирования, осуществленного нами. В дальнейшем мы планируем расширить обучающую выборку и повысить прогностическую способность модели, возможно с применением других алгоритмов машинного обучения", — приводит пресс-служба МФТИ слова Яна Иваненкова, главного автора статьи и заведующего Лабораторией медицинской химии и биоинформатики МФТИ.

 

Источник: http://ria.ru/studies/20160216/1375713205.html

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

ничего не понял :(

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Агрохимия тут никаким боком ни при чем :(

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас
Войти  


  • Похожие публикации

    • Автор: Редактор
      После пяти лет исследований французская инженерная фирма Agrithermic создала онлайн программу, позволяющую сравнивать между собой энергопотребление разных теплиц. По мнению авторов, программа Хортиэнерджи (Hortinergy) поможет проектировать новые теплицы с низким потреблением энергии. 
      В настоящее время энергозатраты являются одной из основных позиций себестоимости тепличного производства, а колебания цен на энергоносители еще больше осложняют ситуацию. На рынке предлагается ряд технических решений для снижения расхода энергии, например, термоэкраны. Агрономы теплиц, их консультанты, а также поставщики оборудования стремятся создать оптимальные решения, учитывающие требования определенной культуры к условиям микроклимата и позволяющие получить такой урожай, который позволит окупить инвестиции в определенные сроки.
      Программа Хортиэнерджи является первой программой, которая позволяет в онлайн режиме симулировать и оценить энергопотребление уже существующей или только проектируемой теплицы в любой точке мира.  
       
      График оценки срока окупаемости инвестиций при использовании разных термоэкранов. По вертикали сумма инвестиций, по горизонтали – срок окупаемости (годы). Черная линия – без экрана, зеленая
       – с одинарным экраном, синяя – с двойным экраном.
      База данных программы содержит информацию о важнейшем оборудовании, доступном на рынке, особенностях стекла, пленки и пластмасс (поликарбоната), различных экранах и т.д. Производители оборудования могут использовать ее для определенных заданных параметров, чтобы упростить работу своих пользователей
      В качестве инструмента для оценки энергосберегающих возможностей программа Хортиэнерджи помогает рассчитать необходимые размеры требуемого оборудования и оптимизировать инвестиции. Пользователи могут сравнить различные технические сценарии с помощью простого онлайн-интерфейса программы. Для каждого сценария создается детальный рапорт, например, о потреблении тепла, расходе энергии на осушение воздуха, поступлении ФАР на уровне экрана и прочих показателях в час, в месяц или в год.
      Программа Хортиэнерджи позволяет пользователю оценить оптимальную конфигурацию инвестиций и экономию энергии, которая может достигать 50% в проектах по реконструкции теплиц и до 70% – в инновативных тепличных проектах.

      Общий расход энергии по месяцам. По вертикали расход энергии, кВт*ч, по горизонтали месяцы.
      Инновационные алгоритмы учитывают специфические параметры теплицы, например, светопроницаемость прозрачных экранов, внутренние и внешние установки климата (экраны, дефицит водяных паров и т.д.), испарение воды, тип растения и проч.
      Надежность расчетов программы была проверена с помощью измерений в классических и полузакрытых теплицах. Например, при сравнении ее расчетов с расходом энергии в теплицах университета в Вагенингене (Нидерланды) расхождения составили менее 10%. В сотрудничестве с ведущими тепличными хозяйствами и исследовательскими центрами программа будет дополнена несколькими важными дополнениями. Программа Хортиэнерджи выдвинута на соискание Приза инноваций международной выставки тепличного хозяйства «ГринТех» в Амстердаме, а также будет выставлена на выставке VivaTechnology 2018 в Париже.
      https://www.fruit-inform.com/
    • Автор: Марите
      Мы уже говорили о том, что некоторые производители субстратов предлагают лишь продукты, в то время как некоторые предлагают технологии.
      Последнее время активизировался Культилен и предлагает интересные вещи, в том числе, аппликацию (приложение) Smart Root Zone Management App помогающее агроному на всех этапах выращивания: от рассады до конца выращивания.
      Его можно бесплатно (но заметьте, пока бесплатно) приобрести в Google Play Store , обещают обновлять информацию каждый месяц.
      Подробнее здесь
      http://www.hortidaily.com/article/31814/New-Cultilene-App-helps-control-plant-balance
Пользовательский поиск





×