• РЕГИСТРАЦИЯ
Коронавирус. Последние новости

Нейросеть научилась распознавать узлы в полимерах

2 298

Ученые проверили способность нейросетей классифицировать возникающие в химии полимеров узлы. Исследователи протестировали несколько различных архитектур, лучшая из которых показала правильное распознавание в 99 процентов случаев при анализе циклических молекул из ста сегментов. Такой точности уже сегодня достаточно для некоторых применений, а в случае прогресса в будущем нейросетевое определение узлов может стать полноценным методом как в случае физико-химических систем, так и в контексте математики, пишут авторы в журнале Physical Review E.

Узлы повсеместны в окружающей реальности, от спутавшихся в кармане наушников до альпинисткой обвязки. Они также возникают во многих разделах науки, в том числе в физике, химии и биологии. Например, бывают заузленные течения в жидкости, в узлы также скручиваются многие молекулы - в частности, белки и ДНК.

С точки зрения математики узел — это вложение окружности в трехмерное пространство, при этом одинаковые с точностью до непрерывных преобразований (без разрывов) узлы считаются эквивалентными. Известно, что задача о классификации узлов алгоритмически разрешима, но пока не придумано алгоритма полиномиальной сложности даже для распознавания тривиальных узлов, то есть обычных окружностей с точностью до деформаций.

Стандартный подход заключается в поиске топологических инвариантов, по которым можно отличить узлы. Здесь выделяются два направления: полиномиальные инварианты (АлександераДжонса и другие) и гомотопические инварианты (ХовановаХегора — Флоера и другие). Однако все предложенные методы обладают недостатками. В частности, бесконечно много неодинаковых на самом деле узлов обладают одинаковым полиномом Александера, а гомотопии в общем случае нереалистично сложно подсчитать.

Исследователи из Китая и Сингапура под руководством Лян Дая (Liang Dai) из Городского университета Гонконга опробовали принципиально иной метод на основе нейросетей. В отличие от аналитических алгоритмов он не позволяет добиться абсолютной уверенности в ответе, но зато теоретически может работать в недоступных для других способов случаях. Авторы хотели проверить принципиальную возможность использования нейросетей для распознавания узлов, поэтому ограничились пятью разными узлами и двумя нейросетями.

Исследовали использовали нейросеть с прямой связью и рекуррентную нейросеть. Обучающей и тестовой выборкой были проведенные методом Монте-Карло симуляции конфигурации полимера в виде кольца из ста мономеров. В каждом случае тип узла определялся с помощью многочлена Александера, а для нейросетей выбиралось по 200 тысяч или 2 миллиона каждого из пяти видов получаемых узлов. В качестве дополнительного испытания нейросети также определяли тип узла у миллиона полимеров из 60 и 80 мономеров, которых не было в обучающей выборке.

 

Результаты обучения нейросетей

O. Vandans et al. / Physical Review E, 2020

Ранее ученые нашли среди миллионов молекулярных узлов шесть устойчивых, вывели прочность веревочного узла из его топологии и скрутили рекордно сложный молекулярный узел.

Тимур Кешелава

https://nplus1.ru/news/2020/02...

Искусственный интеллект - самый живой среди живых

    США - первые во всём...

    США должны быть первыми во всём. Поэтому за первую неделю суперкризиса было зарегистрировано 3,3 млн новых безработных, что стало абсолютным историческим рекордом, многократно прев...

    Почему люди верят в эволюцию

    Самая коварная и губительная идеология, когда-либо навязанная разуму современного человека, - это представление о том, что люди - это всего лишь животные и потомки других, более примитивных существ. ...

    Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

    0 новых комментариев

      Jivoy Сегодня 09:52

      ИИ от IBM ищет препараты для лечения пациентов с коронавирусом

      ИИ от IBM поможет исследователям в поисках препарата для лечения коронавируса. Другой инструмент на основе машинного обучения позволит ученым быстро искать достоверные данные среди научных работ. В IBM отметили, что они хотели бы помочь исследователям лучше понимать природу COVID-19 и способы его лечения. Для этого они предлагают использовать мощности...
      102
      Jivoy Вчера 18:27

      Власти с помощью спутников следят за стройками инфекционных центров Минобороны

      Власти с помощью спутников следят за стройками инфекционных центров Минобороны. Об этом говорится в заявлении Роскосмоса, который и осуществляет мониторинг этих объектов. Роскосмос опубликовал фотографии строящихся больниц для инфицированных коронавирусной инфекцией в Уссурийске, Волгограде и Нижнем Новгороде. Снимки были сделаны с помощью спутника &l...
      420
      Jivoy Вчера 16:50

      Астрономам удалось увидеть гибель другой звёздной системы

      В космическом океане дрейфует множество тайн, о существование которых мы даже не догадываемся. Одна из таких была раскрыта пять лет назад, когда астрономы обнаружили одинокую звезду на расстоянии 570 световых лет от Земли, яркость которой тускнела нерегулярно каждые 4,5-5 часов. После пристального изучения оказалось, что это белый карлик «WD 1145+017»...
      445
      Jivoy Вчера 13:30

      Ученые зафиксировали новый вид гравитационных волн

      Acтpoнoмы oбнapужили гравитационные вoлны, которые исходят от двoйнoй cиcтeмы из бeлыx кapликoв. Это открытие позволит ученым детальнее изучать структуру подобных систем. Астрономы обнаружили два белых карлика, которые вращаются рядом и создают гравитационные волны. Их описали исследователи из Центра астрофизики Гарвардского университета — ...
      309
      Jivoy 5 апреля 13:32

      Опасный вирус

      Не один интернет снимает фильмы о коронавирусе. На "Россия 1" вышел фильм Наили Аскер-заде "Опасный вирус", где впервые показали изнутри центр вирусологии "Вектор" в Новосибирске. До сих пор журналистов туда не пускали. Часто фильмы об эпидемиях начинаются с лаборатории, где что-то пошло не так. За дверьми с угрожающими надписями ходят...
      976
      Jivoy 5 апреля 10:20

      Китайские ученые: коронавирус может поражать репродуктивную функцию молодых мужчин

      Новое исследование китайских ученых предостерегает: коронавирус может наносить ущерб репродуктивным способностям мужчин. Группа медиков из клиники города Ухань в китайской провинции Хубей, где началась эпидемия, обследовала 81 мужчину репродуктивного возраста, переболевшего коронавирусом. Они обнаружили, что в сперматогониальных клетках (стволовые клетки, ...
      1207
      Jivoy 4 апреля 18:19

      Роспотребнадзор: Россия идет по оптимистичному сценарию в борьбе с коронавирусом

      Россия идет по оптимистичному сценарию в борьбе с коронавирусом, сказала глава Роспотребнадзора Анна Попова телеканалу »Россия-1». «Сегодня Россия идет по оптимистичному сценарию, и во-многом потому, что в предыдущие два месяца знакомства с этим вирусом в России были приняты все необходимые должные меры», — сказала Попова. О...
      741
      Jivoy 4 апреля 18:08

      История пандемий

      ...
      1141
      Jivoy 4 апреля 16:01

      "Вектор" и Роспотребнадзор рассказали о вакцине от коронавируса

      В государственном научном центре "Вектор" начался этап испытаний на обезьянах вакцины против коронавируса COVID-19. Ранее препарат протестировали на мышах и хорьках. Об этом в фильме "Опасный вирус" Наили Аскер-заде на телеканале "Россия 1", рассказал директор центра Ринат Максютов. По словам Максютова, у хорьков и мышей удалось в...
      798
      Jivoy 4 апреля 11:58

      Смертность от коронавируса

      Невыносимо читать бесконечные рассуждения гуманитариев о том, что «коронавирус косит стариков». А уж эпических масштабов выводы из этого!.. Теории заговора, философские обобщения!.. Господи, сколько же бреда пишут! Давайте я вас удивлю: смертность от коронавируса СТАНДАРТНАЯ, а точнее она такая, какой была ВСЕГДА! Что имеется в виду: Ковид19 —...
      1698
      Jivoy 4 апреля 10:14

      Российские врачи спасают больных коронавирусом с помощью крови выздоровевших пациентов

      Российские врачи спасают больных коронавирусом с помощью крови выздоровевших пациентов. Отделение трансфузиологии НИИ Склифосовского и центр имени Гаврилова начали забирать кровь у людей, вылечившихся от коронавируса. Из этой крови выделяют плазму с антителами, а затем – вводят её больным. Это должно помочь пациентам победить болезнь. Отделение готово при...
      1095
      Jivoy 3 апреля 17:05

      Сможем ли мы выжить без интернета?

      Как вы думаете, мы все еще те самые люди которые бродили по земле тысячи лет, или мы стали новым обществом — обществом ОНЛАЙН? Почти как в культовом фильме Матрица. Я давно думал, что мы очень зависим от интернета, но не задумывался насколько. Давайте посмотрим правде в глаза, страшный и ужасный вирус заставил нас сидеть дома, не выходить на улицу и зачастую не ...
      786
      Jivoy 3 апреля 08:36

      Наследник зонда «Берешит» будет готов к полету на Луну до конца 2022 года

        Firefly Aerospace Посадочный модуль Genesis компании Firefly сможет доставить 85 килограмм инструментов на один из лунных полюсов до конца 2022 года. Как пишет Spaceflight Now, компания подала соответствующую заявку в NASA в марте, и теперь агентство должно принять решение о финансировании до ...
      120
      Jivoy 2 апреля 20:59

      Нейросеть реалистично заполнила прерывания в аудизвонке

        Google Во время аудиозвонка часто возникают короткие прерывания, из-за которых речь собеседника кажется прерывистой и неестественной. Google разработала нейросетевой алгоритм, который анализирует последние фрагменты речи и заполняет паузу реалистично синтезированным голосом собеседника. Компания несколько месяцев тестировала эту функцию...
      393
      Jivoy 2 апреля 06:43

      Давайте раз и навсегда: нужно все-таки носить маски во время эпидемии или нет?

      Что случилось? Споры о том, нужно ли носить маски в общественных местах, продолжаются с тех пор, как появилась информация о новой коронавирусной инфекции. Например, Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ), как и многие другие организации, считает, что маски нужны только медицинским работникам, пациентам и людям, ...
      13522
      Jivoy 31 марта 11:06

      Я эпидемиолог

      По специальности я эпидемиолог. Последняя моя должность на службе в Вооружённых силах называлась «начальник отдела особо опасных инфекций флотского Центра санэпиднадзора». Приходилось работать в очагах холеры, чумы, сибирской язвы, тропической малярии, туляремии… Человек непосвящённый может воскликнуть «ого» или что-нибудь в этом ...
      10431
      Jivoy 30 марта 11:27

      Пуля против Капли Принца Руперта

      Вот такого испытания прочности этой КАПЛИ я еще не видел. Капли принца Руперта — застывшие в холодной воде капли расплавленного стекла, обладающие чрезвычайно высокими внутренними механическими напряжениями. При этом капля обладает исключительной прочностью: по её «голове» можно бить молотком, и она не разобьётся. Но если надломить хвостик, ка...
      2938
      Jivoy 29 марта 17:10

      Бывший руководитель управления президента по развитию ИТ и связи Андрей Липов возглавил Роскомнадзор

      Он считается куратором закона об автономном рунете. Премьер-министр России Михаил Мишустин назначил бывшего начальника управления президента по развитию информационно-коммуникационных технологий и инфраструктуры связи Андрея Липова главой Роскомнадзора, пишет ТАСС со ссылкой на соответствующий документ. 28 марта Липов был освобождён от должно...
      370
      Jivoy 29 марта 09:50

      На Меркурии может быть жизнь

      Ближайшая к Солнцу планета Меркурий может быть пригодной для возникновения жизни. К такому неожиданному выводу пришли специалисты из Института планетарной науки, которые считают, что в этом крошечном мире имеется все необходимое для появления микроорганизмов. Вместе с тем, хотя планета богата своими практически неиссякаемыми энергетическими запасами, вероятность возни...
      694
      Jivoy 29 марта 09:33

      Новый экзоскелет может позволить бегать в 7 раз быстрее, чем обычно

      мение быстро бегать может пригодиться в самых разных областях: не важно, занимаетесь ли вы профессиональным спортом или же просто хотите быстрее добраться до стеллажа с гречкой в магазине, опередив в пути всех своих конкурентов. И для тех, и для других, специалисты из Университета Вандербильта в США придумали новое уникальное устройство, позволяющее бегать с...
      873
      Служба поддержи

      Яндекс.Метрика