虚拟现实中的交互式量子化学

布里斯托大学隐形现实实验室(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学习化学变化的细节。

在《物理化学杂志》发表的一篇封面文章中，来自布里斯托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，该框架可以执行“即时”量子力学计算。

它允许研究科学家探索复杂分子重排的复杂物理模型，这涉及化学键的形成和破坏。这是第一次用虚拟现实来实现这样的事情。

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。

Silvia Amabilino是IRL和布里斯托计算化学中心合作的主要作者，他说：“生成数据集来教授机器量子化学是一个长期的挑战。

“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。”

Lars Bratholm博士是IRL、计算化学中心和数学学院的合作者，他补充说：“对于大多数科学计算工作流来说，瓶颈是处理能力。但机器学习创造了一个场景，新的瓶颈是快速生成高质量数据的能力。”

英国皇家学会研究员大卫格洛瓦契基博士是布里斯托尔计算机科学系和化学学院的IRL主任，他说：“像VR这样的沉浸式工具为人类表达高水平的科学和设计见解提供了有效的手段。据我们所知，这项工作是首次使用VR框架生成用于训练神经网络的数据。”

机器学习和自动化在科学和社会中的兴起，引发了一系列重要问题，那就是未来几十年我们应该有意识设计的科学未来。我们对新兴未来的叙述，往往以自动化为最终目标，有时人们不知道人类适合在哪里。

ETH的Markus 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，加速科学发现。

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