מאַסיווע מכשירים האָבן אַוואַנסירטער גרויסע כעמיע אין 2022
ריזיקע דאַטן-זאַמלונגען און קאָלאָסאַלע אינסטרומענטן האָבן געהאָלפֿן וויסנשאַפֿטלער זיך צו באַקעמפֿן מיט כעמיע אויף אַ ריזיקן מאָסשטאַב דעם יאָר.
דורךאַריאַנאַ רעמעל
קרעדיט: אק רידזש לידערשיפּ קאמפיוטינג פאַסיליטי ביי ORNL
דער פראָנטיער סופּערקאָמפּיוטער ביי אָוק רידזש נאַציאָנאַלער לאַבאָראַטאָריע איז דער ערשטער פון אַ נייַער דור פון מאשינען וואָס וועלן העלפֿן כעמיקער נעמען אויף מאָלעקולאַרע סימולאַציעס וואָס זענען מער קאָמפּליצירט ווי אלץ פריער.
וויסנשאפטלער האבן געמאכט גרויסע ענטדעקונגען מיט איבערגעטריבענע מכשירים אין 2022. בויענדיג אויף דעם לעצטיקן טרענד פון כעמיש קאמפעטענטער קינסטלעכער אינטעליגענץ, האבן די פארשער געמאכט גרויסע פארשריט, לערנענדיג קאמפיוטערס צו פאראויסזאגן פראטעין סטרוקטורן אויף אן אומגעזעענעם פארנעם. אין יולי, האט די אלפאבעט-געפירטע פירמע דיפמיינד ארויסגעגעבן א דאטאבאזע מיט די סטרוקטורן פוןכּמעט אַלע באַקאַנטע פּראָטעאינען—200 מיליאָן-פּלוס יחיד פּראָטעאינען פֿון איבער 100 מיליאָן מינים—ווי פֿאָרויסגעזאָגט דורך דעם מאַשין לערנען אַלגעריטם אַלפֿאַפאָלד. דערנאָך, אין נאָוועמבער, האָט די טעק פֿירמע מעטאַ דעמאָנסטרירט איר פֿאָרשריט אין פּראָטעין פֿאָרויסזאָגן טעכנאָלאָגיע מיט אַן AI אַלגעריטם גערופֿןעס.עם.פאָלדאין א פאָר-פּרינט שטודיע וואָס איז נאָך נישט געוואָרן רעצענזירט דורך גלייכגילטיקע, האָבן מעטאַ פאָרשער געמאָלדן אַז זייער נייער אַלגעריטם איז נישט אַזוי פּינקטלעך ווי אַלפֿאַפאָלד אָבער איז שנעלער. די געוואקסענע גיכקייט האָט באַדייט אַז די פאָרשער קענען פאָרויסזאָגן 600 מיליאָן סטרוקטורן אין בלויז 2 וואָכן (bioRxiv 2022, DOI:10.1101/2022.07.20.500902).
ביאָלאָגן אין דער אוניווערסיטעט פון וואַשינגטאָן (UW) שולע פון מעדיצין העלפֿןאויסברייטערן קאָמפּיוטערס' ביאָכעמישע מעגלעכקייטן ווייטער פון נאַטור'ס מוסטערדורך לערנען מאשינען צו פאָרשלאָגן באַשטעלטע פּראָטעאינען פֿון אָנהייב. UW'ס דוד בייקער און זיין מאַנשאַפֿט האָבן באַשאַפֿן אַ נייע קינסטלעכע אינטעליגענץ געצייַג וואָס קען דיזיינען פּראָטעאינען דורך אָדער איטעראַטיוו פֿאַרבעסערן פּשוטע פּראָמפּטס אָדער דורך פֿילן די לעכער צווישן אויסגעקליבענע טיילן פֿון אַן עקזיסטירנדיקער סטרוקטור (וויסנשאַפֿט2022, DOI:10.1126/וויסנשאַפט.abn2100די מאַנשאַפֿט האָט אויך דעביוטירט אַ נײַע פּראָגראַם, ProteinMPNN, וואָס קען אָנהייבן פֿון דיזײַנירטע 3D פֿאָרמען און אַסעמבליז פֿון קייפל פּראָטעין סוביוניטן און דערנאָך באַשטימען די אַמינאָ זויער סיקוואַנסן וואָס זענען נויטיק צו מאַכן זיי עפֿעקטיוו (וויסנשאַפֿט2022, DOI:10.1126/וויסנשאַפט.add2187;10.1126/וויסנשאַפט.add1964די בייאָכעמיש קלוגע אַלגעריטמען קענען העלפֿן וויסנשאַפֿטלער בויען בלויפּרינץ פֿאַר קינסטלעכע פּראָטעאינען וואָס קענען גענוצט ווערן אין נײַע ביאָמאַטעריאַלן און פֿאַרמאַסוטיקאַלז.
קרעדיט: איאן סי. היידאן/UW אינסטיטוט פאר פראטעין דיזיין
מאַשין לערנען אַלגעריטמען העלפֿן וויסנשאַפֿטלער אויסטראַכטן נײַע פּראָטעאינען מיט ספּעציפֿישע פֿונקציעס אין זינען.
ווי קאמפיוטער-כעמיקער'ס אמביציעס וואקסן, וואקסן אויך די קאמפיוטערס וואס ווערן גענוצט צו סימולירן די מאלעקולארע וועלט. אין אק רידזש נאציאנאלע לאבאראטאריע (ORNL), האבן כעמיקער באקומען א ערשטן בליק אויף איינעם פון די מערסט שטארקע סופערקאמפיוטערס וואס זענען ווען געבויט געווארן.ORNL'ס עקסאַסקאַלע סופּערקאָמפּיוטער, Frontier, איז צווישן די ערשטע מאשינען צו רעכענען מער ווי 1 קווינטיליאן שוועבנדיקע אפעראציעס פער סעקונדע, אן איינהייט פון קאמפיוטער-אריטמעטיק. יענע קאמפיוטער-געשווינדיקייט איז בערך דריי מאל אזוי שנעל ווי דער הערשנדיקער טשעמפיאן, דער סופערקאמפיוטער פוגאקו אין יאפאן. אין קומענדיגן יאר פלאנירן נאך צוויי נאציאנאלע לאבאראטאריעס צו דעביוטירן עקסאסקעיל קאמפיוטערס אין די פאראייניגטע שטאטן. די איבערגעטריבענע קאמפיוטער-קראפט פון די מאדערנע מאשינען וועט ערלויבן כעמיקער צו סימולירן נאך גרעסערע מאלעקולארע סיסטעמען און אויף לענגערע צייט-סקאלעס. די דאטן געזאמלט פון יענע מאדעלן קענען העלפן פארשער שטופן די גרענעצן פון וואס איז מעגליך אין כעמיע דורך פארקלענערן דעם ריס צווישן די רעאקציעס אין א פלעשל און די ווירטועלע סימולאציעס גענוצט צו מאדעלירן זיי. "מיר זענען ביי א פונקט וואו מיר קענען אנהייבן טאקע פרעגן פראגעס וועגן וואס פעלט אין אונזערע טעארעטישע מעטאדן אדער מאדעלן וואס וואלט אונז געברענגט נענטער צו וואס אן עקספערימענט זאגט אונז איז רעאל," האט טערעזא ווינדוס, א קאמפיוטער-כעמיקער ביי אייאווע סטעיט אוניווערסיטעט און פראיעקט-פירערין מיטן עקסאסקעיל קאמפיוטער פראיעקט, געזאגט צו C&EN אין סעפטעמבער. סימולאציעס וואָס לויפן אויף עקסאַסקייל קאָמפּיוטערס קענען העלפֿן כעמיקער אויסטראַכטן נײַע ברענשטאָף קוואלן און דיזיינען נײַע קלימאַט-רעזילענטע מאַטעריאַלן.
איבערן לאנד, אין מענלאָ פּאַרק, קאַליפאָרניע, אינסטאַלירט די SLAC נאַציאָנאַלע אַקסעלעראַטאָר לאַבאָראַטאָריעסופּערקילע אַפּגרעידס צו די לינאַק קאָוכירענט ליכט מקור (LCLS)וואָס קען ערלויבן כעמיקער צו קוקן טיפער אין דער אולטרא-שנעלער וועלט פון אַטאָמען און עלעקטראָנען. די פאַסיליטעט איז געבויט אויף אַ 3 קילאָמעטער לינעאַרן אַקסעלעראַטאָר, טיילן פון וועלכן ווערן געקילט מיט פליסיקן העליום אַראָפּ צו 2 ק, צו פּראָדוצירן אַ טיפּ סופּער-העלטיקער, סופּער-שנעלער ליכט-מקור גערופן אַן X-שטראַל פריי-עלעקטראָן לאַזער (XFEL). כעמיקער האָבן גענוצט די אינסטרומענטן'ס שטאַרקע פּולסן צו מאַכן מאָלעקולאַרע פֿילמען וואָס האָבן זיי דערמעגלעכט צו זען אַ צאָל פּראָצעסן, אַזאַ ווי כעמישע פֿאַרבינדונגען וואָס פֿאָרמירן זיך און פאָטאָסינטעטישע ענזימען וואָס גייען צו אַרבעטן. "אין אַ פֿעמטאָסעקונדע בליץ, קענט איר זען אַטאָמען שטיין שטיל, איין אַטאָמישע פֿאַרבינדונגען וואָס ברעכן זיך," האָט לעאָראַ דרעסעלהאַוס-מאַרעיס, אַ מאַטעריאַל וויסנשאַפֿטלערין מיט געמיינזאַמע אַפּוינטמאַנץ אין סטאַנפֿאָרד אוניווערסיטעט און SLAC, געזאָגט צו C&EN אין יולי. די אַפּגרעידס צו LCLS וועלן אויך ערלויבן וויסנשאַפֿטלער צו בעסער טונען די ענערגיעס פון X-שטראַלן ווען די נייע מעגלעכקייטן ווערן בנימצא פרי אין קומענדיקן יאָר.
קרעדיט: SLAC נאציאנאלע אַקסעלעראַטאָר לאַבאָראַטאָריע
SLAC נאציאנאלע אַקסעלעראַטאָר לאַבאָראַטאָריע'ס X-שטראַל לאַזער איז געבויט אויף אַ 3 קילאָמעטער לינעאַר אַקסעלעראַטאָר אין מענלאָ פּאַרק, קאַליפאָרניע.
דעם יאָר, האָבן וויסנשאַפֿטלער אויך געזען ווי שטאַרק דער לאַנג-ערוואַרטעטער דזשיימס וועב ספעיס טעלעסקאָפּ (JWST) קען זיין פֿאַר אַנטפּלעקן דיכעמישע קאמפלעקסיטעט פון אונדזער אוניווערסנאס"א און אירע שותפים—די אייראפעאישע ספעיס אגענטור, די קאנאדישע ספעיס אגענטור, און די ספעיס טעלעסקאפ וויסנשאפט אינסטיטוט—האבן שוין ארויסגעגעבן צענדליקער בילדער, פון בליצנדיקע פארטרעטן פון שטערן נעבולעס ביז די עלעמענטארע פינגער-אפדרוקן פון אלטע גאלאקסיעס. דער 10 ביליאן דאלאר אינפרארעד טעלעסקאפ איז באדעקט מיט סוויטעס פון וויסנשאפטלעכע אינסטרומענטן וואס זענען דיזיינט צו אויספארשן די טיפע געשיכטע פון אונזער אוניווערס. יארצענדלינג אין דער מאכן, האט די JWST שוין איבערגעשטיגן די ערווארטונגען פון אירע אינזשענירן דורך כאפן א בילד פון א דרייענדיקע גאלאקסי ווי זי האט אויסגעזען 4.6 ביליאן יאר צוריק, מיט ספעקטראסקאפישע חתימות פון זויערשטאף, נעאן, און אנדערע אטאמען. וויסנשאפטלער האבן אויך געמאסטן חתימות פון פאריגע וואלקנס און נעפל אויף אן עקסאפלאנעט, צושטעלנדיק דאטן וואס קענען העלפן אסטראביאלאגן זוכן פאר מעגליך באוואוינבארע וועלטן ווייטער פון דער ערד.
פּאָסט צייט: פעברואר-07-2023