大規模言語モデルを用いた有機分子設計手法の開発~AIと対話して分子を設計~

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2025-03-27 東京大学

東京大学大学院工学系研究科の研究チームは、大規模言語モデル(LLM)を活用した有機分子設計手法を開発しました。この手法では、蓄積された科学的知識と分子シミュレーションの結果を自然言語でLLMに入力し、効果的な分子を提案させることが可能です。これにより、従来の試行錯誤や高度な専門知識が必要だった分子設計を、人間とLLMの対話を通じて効率化することに成功しました。このアプローチは、創薬や材料開発など、多岐にわたる分野での応用が期待されます。

<関連情報>

人間と機械の協働を目指した汎用事前学習済み大規模言語モデルによるゼオライト合成のための知識情報分子設計 Knowledge-Informed Molecular Design for Zeolite Synthesis Using General-Purpose Pretrained Large Language Models Toward Human-Machine Collaboration

Shusuke Ito,Koki Muraoka,and Akira Nakayama
Chemistry of Materials  Published: March 24, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.4c02726

Abstract

大規模言語モデルを用いた有機分子設計手法の開発~AIと対話して分子を設計~

The design of organic molecules lies at the heart of solving numerous chemistry-related challenges, necessitating effective collaboration between human intuition and computational power. This study demonstrates how general-purpose Large Language Models (LLMs) can facilitate the design of molecules, leveraging feedback from empirical knowledge through natural language. We used this approach to design organic structure-directing agents (OSDAs) that guide the crystallization of zeolites. In our computational workflow, LLM proposes OSDA candidates that are evaluated by empirical knowledge and atomistic simulation. Feedback is then provided to the LLM in natural language to refine subsequent proposals, thus progressively enhancing the proposed OSDAs and promoting the exploration of the chemical space. The predicted candidates encompassed experimentally validated OSDAs, structurally analogous ones, and novel ones with superior affinity scores, underscoring the robust capability of the LLM. The human-machine collaboration, utilizing natural language as the communication interface, holds potential for application in other molecular design tasks.

0500化学一般
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