...vědci v dnešní době využívají umělou inteligenci i k návrhu zcela nových molekul na základě již existujících struktur?
Globální změna klimatu stále snižuje odolnost plodin i účinnost přírodních nesyntetických pesticidů, což nutí zemědělce ve stále větší míře spoléhat na syntetické pesticidy. Ty však často nejsou šetrné k životnímu prostředí a mohou představovat riziko pro ekosystémy (životní prostředí, živočichy, rostliny) i lidské zdraví. Ačkoli syntetické pesticidy zůstávají klíčovým nástrojem v ochraně proti škůdcům, dosavadní tradiční přístupy strojového učení v zemědělství se zaměřují převážně na predikci toxicity nebo rozpoznávání škůdců. Hlavní problém—tedy vytváření úplně nových molekul a návrh nových pesticidů—však dlouho zůstával nevyřešený.
Pesti-Gen je generativní model využívající umělou inteligenci, který byl navržen jako vůbec první systém schopný vytvářet nové kandidáty na pesticidy s vylepšenými vlastnostmi. Zaměřuje se na úpravu molekul tak, aby měly nižší toxicitu pro hospodářská zvířata a vodní organismy. Tím přispívá k vývoji ekologičtějších řešení, která minimalizují negativní dopady tradičních pesticidů na životní prostředí.
Pesti-Gen využívá dvoustupňový proces učení. Nejprve probíhá fáze „předtrénování“, během které model zachytí obecné chemické principy a vztahy mezi molekulárními strukturami. Poté následuje jemné doladění zaměřené na konkrétní toxikologické údaje. Díky tomu dokáže model současně optimalizovat více typů toxicity a navrhovat látky šetrnější k ekosystému. Pesti-Gen dokáže vytvořit zhruba ze 68 % správně strukturované nové molekuly, což ukazuje, že umí navrhovat reálně použitelné a vylepšené kandidáty na pesticidy. Zároveň může být urychlen vývoj udržitelnějších pesticidů, přestože je stále třeba experimentální ověření a rozšíření dat pro plné nasazení v praxi. Tento pokrok představuje důležitý krok k bezpečnějším a udržitelnějším metodám ochrany rostlin.
Více informací na toto téma můžete najít zde:
Autorka textu: Kristýna Kliková, editorka textu: Tereza Branyšová