虚拟现实中的交互式量子化学

布里斯托大学无形现实实验室(IRL)和苏黎世联邦理工学院的科学家利用虚拟现实和人工智能算法来了解化学变化的细节。

在今天发表在《物理化学杂志》上的封面文章中，来自布里斯托尔大学和苏黎世联邦理工学院的研究人员描述了使用虚拟现实(VR)的高级交互和可视化框架如何使人类能够训练机器学习算法并加速科学发现。

该团队描述了他们在设计最先进的开源虚拟现实软件框架方面的工作，该软件框架可以执行“实时”量子力学计算。

它使研究科学家能够探索复杂分子重排的复杂物理模型，其中涉及化学键的形成和破坏。这是虚拟现实实现这一目标的第一种方法。

该团队使用他们的交互式虚拟现实系统向神经网络“教授”量子化学。

在IRL和布里斯托尔计算化学中心之间工作的主要作者Silvia Amabilino说：“生成数据集来教授机器量子化学是一项长期的挑战。

“我们的研究结果表明，人类直觉和VR的结合可以生成高质量的训练数据，从而改进机器学习模型。”

合著者Lars Bratholm博士是IRL和该中心计算化学与数学学院的合作者，他补充道：“对于大多数科学计算工作流来说，瓶颈处理能力。但机器学习创造了一个场景，其中新的瓶颈是快速生成高质量数据的能力。”

皇家学会的研究员大卫格洛瓦契基博士负责布里斯托尔计算机科学系和化学学院的IRL。“像VR这样的沉浸式工具为人类表达先进的科学和设计观点提供了一种有效的手段，”他说。据我们所知，这项工作是首次使用VR框架来生成用于训练神经网络的数据。"

在整个科学和社会中，机器学习和自动化的兴起引发了一个重要的问题，那就是在未来的几十年里，我们应该有意识地投身于设计科学的未来。在我们对新兴未来的叙述中，自动化永远是最终目标，有时人们不知道如何适应它。

of的Ethmarkus Reiher教授补充道：“这项工作表明，VR和AR等先进的可视化和交互框架使人类能够补充自动机器学习方法，并加速科学发现。

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