用VR「教授」AI量子化學，或將解開化學鍵的形成和斷裂！

布里斯托爾大學無形現實實驗室(IRL)和蘇黎世聯邦理工學院的科學家們利用虛擬現實和人工智慧演算法來研究化學變化的細節。2019年5月23日布里斯托爾大學和蘇黎世聯邦理工學院研究人員在《物理化學A》發表的一篇研究中，描述了使用虛擬現實(VR)的先進交互和可視化框架如何使人類能夠訓練機器學習演算法，並加速科學發現。該團隊描述了所設計的最先進開源虛擬現實軟體框架，該框架可以進行「實時」量子力學計算。

它能使科研人員探索複雜分子重排的複雜物理模型，其中包括化學鍵的形成和斷裂，這是虛擬現實首次被用於實現這種功能。該團隊使用互動式VR系統向神經網路人工智慧（AI）「教授」量子化學。在IRL和布里斯托爾計算化學中心之間工作的第一作者Silvia Amabilino說：生成數據集來向機器教授量子化學是一個長期的挑戰。研究結果表明，人類的直覺與虛擬現實相結合，可以生成高質量的訓練數據，從而改進機器學習模型。

合著者、計算化學中心IRL和數學學院的Lars Bratholm博士說：對於大多數科學計算流程來說，瓶頸在於處理能力。但機器學習創造了一種新瓶頸是快速生成高質量數據能力的場景。英國皇家學會研究員、布里斯托爾大學計算機科學系和化學系IRL負責人大衛·格洛瓦基博士說：虛擬現實等沉浸式工具為人類表達高層次的科學和設計洞察力提供了一種有效手段。據我們所知，這是VR框架首次被用於生成訓練神經網路的數據。

機器學習和自動化在科學和社會領域的興起，引發了一些重要的問題：未來幾十年，我們應該有意識地去設計什麼樣的科學未來？關於我們正在出現的未來的敘述，往往把自動化描述為最終的目標，有時並不清楚人類在哪裡。來自ETH的Markus Reiher教授說：這項研究表明，先進的可視化和交互框架，如VR和AR，使人類能夠補充自動化機器學習方法，加速科學發現。該研究為科學在不久的將來如何發展提供了一個有趣視角，人類將努力集中在如何有效地訓練機器上。

博科園｜研究/來自：布里斯託大學

參考期刊《物理化學A》

DOI: 10.1021/acs.jpca.9b01006

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