Хятадын Шинжлэх Ухаан
Технологийн Их Сургуулийн (USTC) профессор Жиан Биний судалгааны баг систем -
орны харилцан үйлчлэлийг өндөр нарийвчлалтай симуляци хийж чадах FIREANN ( field-induced recursively embedded atom neural network ) загварыг бүтээжээ. Тэдний судалгаа 10-р сарын 12-нд
Nature Communications сэтгүүлд нийтлэгдсэн байна.
Атомын симуляци нь
химийн, биологийн болон материаллын нарийн төвөгтэй системийн динамик болон спектрыг
микро түвшинд ойлгоход чухал үүрэг
гүйцэтгэдэг. Атомын симуляциар олон хэмжээст потенциал энергийн гадаргуугийн
(PESs) үнэн зөв дүрслэлийг олох явдал нь чухал зүйл юм.
Сүүлийн жилүүдэд
атомын машин сургалтын загваруудыг ашиглан PES-ийг үнэн зөв илэрхийлэх нь
нийтлэг практик болсон. Гэсэн хэдий ч ихэнх машин сургалтын загварууд нь зөвхөн
тусгаарлагдсан системийг дүрсэлдэг бөгөөд гадны орон болон системүүдийн
хоорондын харилцан үйлчлэлийг тусгаж чаддаггүй. Гадны орон нь орноор өдөөгдсөн
электрон эсвэл спинийн туйлшралаар дамжуулан фазын шилжилтийг удирдаж химийн бүтцийг
өөрчилж чадна. Иймээс гадны орны үйлчлэлийг тусгаж чадах шинэ машин сургалтын загвар
шаардлагатай юм.
Энэ асуудлыг
шийдвэрлэхийн тулд профессор Зянгийн судалгааны баг "бүгдийг нэг дор"
аргыг санал болгосон. Баг нь эхлээд гадны орныг виртуал атом гэж үзэж, embedded
атомын нягтралыг (EADs) атомын орчны тодорхойлолт болгон ашигласан. Атомуудын гадны
орноос хамаарсан орбитал ба координатад суурилсан орбиталуудын шугаман
хослолоос орноор өдөөгдсөн embedded атомын нягтралыг (FI-EAD) үүсгэнэ. Энэ нь
гадны орон ба системийн хоорондын харилцан үйлчлэлийн мөн чанарыг илтгэх ба FIREANN
загварыг бий болгоно.
Энэхүү загвар нь диполийн момент ба туйлшрах чадвар зэрэг системийн шинж чанаруудыг потенциал энерги нь гадны орноос хамааран өөрчлөгдөж буйтай нарийн уялдуулж өгснөөрөө гадны орны нөлөөнд буй комплекс системүүдийн спектроскопи болон динамикийн симуляцийг үнэн зөв, үр ашигтайгаар тооцоолох боломжтой болгодог.
Тус баг нь гадны
хүчтэй цахилгаан орны үйлчлэлд буй N-метилацетамид болон шингэн усны динамик симуляцийг
явуулж FIREANN загварын өндөр нарийвчлал, үр ашигтай байдлыг туршилтаар
баталгаажуулсан. FIREANN загварыг үелсэн системүүдийн атомын хүчний өгөгдөлд
машин сургалт хийх замаар туйлшралын олон утгын асуудлыг шийдэж боломжтой
гэдгийг дурдах нь зүйтэй.
Энэхүү судалгаа нь машин сургалтын загвараар гадны орны нөлөөлөл буй системийг үнэн зөв дүрслэхэд дутагдаж байсан орон зайг нөхөж хими, биологи, материал судлалын салбар дахь молекул динамик симуляцийн хөгжилд хувь нэмрээ оруулж байна.
Мэдээ бэлтгэсэн: Симуляци тооцооллын салбар - ЭША Б. Мөнхбаяр