研究人員開發(fā)計(jì)算機(jī)模型來預(yù)測農(nóng)藥是否會(huì)傷害蜜蜂
俄勒岡州立大學(xué)工程學(xué)院的研究人員利用人工智能的力量來幫助保護(hù)蜜蜂免受殺蟲劑的侵害?；瘜W(xué)工程助理教授 Cory Simon和計(jì)算機(jī)科學(xué)副教授Xiaoli Fern領(lǐng)導(dǎo)了該項(xiàng)目，該項(xiàng)目涉及訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，以預(yù)測任何提議的新除草劑、殺菌劑或殺蟲劑是否會(huì)對(duì)蜜蜂有毒?；衔锏姆肿咏Y(jié)構(gòu)。
這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《 化學(xué)物理學(xué)雜志》特刊“人工智能化學(xué)設(shè)計(jì)”的封面 上， 這一發(fā)現(xiàn)至關(guān)重要，因?yàn)樵S多水果、堅(jiān)果、蔬菜和種子作物都依賴蜜蜂授粉。
如果沒有蜜蜂來傳遞繁殖所需的花粉，美國將有近 100 種經(jīng)濟(jì)作物消失。據(jù)估計(jì)，蜜蜂對(duì)全球經(jīng)濟(jì)的影響每年超過 1000 億美元。
“農(nóng)藥廣泛用于農(nóng)業(yè)，可以提高作物產(chǎn)量并提供糧食安全，但農(nóng)藥會(huì)傷害蜜蜂等非目標(biāo)物種，”西蒙說。“而且由于昆蟲、雜草等最終會(huì)產(chǎn)生抗藥性，因此必須不斷開發(fā)新的殺蟲劑，這些殺蟲劑不會(huì)傷害蜜蜂。”
研究生 Ping Yang 和 Adrian Henle 使用來自農(nóng)藥暴露實(shí)驗(yàn)的蜜蜂毒性數(shù)據(jù)，涉及近 400 種不同的農(nóng)藥分子，來訓(xùn)練一種算法來預(yù)測一種新的農(nóng)藥分子是否會(huì)對(duì)蜜蜂有毒。
“該模型通過分子圖上的一組隨機(jī)游走來表示農(nóng)藥分子，”楊說。
隨機(jī)游走是描述任何蜿蜒路徑的數(shù)學(xué)概念，例如農(nóng)藥的復(fù)雜化學(xué)結(jié)構(gòu)，其中沿著路徑的每一步都是由偶然決定的，就像擲硬幣一樣。
楊解釋說，想象一下，你正沿著農(nóng)藥的化學(xué)結(jié)構(gòu)漫無目的地漫步，通過將化合物結(jié)合在一起的鍵從一個(gè)原子到另一個(gè)原子。您沿隨機(jī)方向旅行，但要跟蹤您的路線、您訪問的原子序列和鍵。然后你開始使用不同的分子，將這一系列的曲折與你之前所做的進(jìn)行比較。
楊說：“如果兩個(gè)分子具有相同的原子和鍵序列，那么該算法就會(huì)聲明它們是相似的。” “我們的模型作為蜜蜂毒性實(shí)驗(yàn)的替代品，可用于快速篩選擬議的農(nóng)藥分子的毒性。”
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