Программа «Химия и искусственный интеллект» ― одна из частей проекта Data-Driven Nanomedicine, который был поддержан по итогам конкурса по направлению «Группа PI: гиперпрыжок в большую науку» Программы развития ИТМО ― 2030. Общая цель проекта ― создать научную группу, которая сможет разрабатывать наноструктурированные лекарственные препараты и биоматериалы с применением искусственного интеллекта. А новая образовательная программа, в свою очередь, должна обеспечить подготовку таких специалистов.

Как отмечает ее руководитель, глава Международного научного центра SCAMT Владимир Виноградов, идея и задачи программы отвечают актуальному сейчас направлению data-driven science, в основе которого ― использование огромного массива накопленных данных и умение их анализировать.   

«Сейчас ученые переходят от науки, построенной на классических формулах и экспериментах, к data-driven science — науке, в которой результаты можно получить, используя уже существующий массив данных. В рамках этой программы мы хотим показать, каким образом химические, материаловедческие и частично биологические задачи можно решить благодаря искусственному интеллекту. Во-вторых, на программе студенты могут не только получить новые знания, но и сразу применить их на практике. У каждого будет возможность как реализовать “сухой” проект, например придумать платформу для предсказания результатов исследований, так и осуществить full-stack разработку: с помощью технологий ИИ решить сложную химическую задачу и проверить ответ во время эксперимента», — рассказывает он. 

Программа обучения

На первом этапе студенты пройдут курс по математической репрезентации химических задач и систем, на котором узнают, как химические и материаловедческие объекты представить в виде набора данных. Затем они научатся собирать данные в базу, писать алгоритмы и программировать, чтобы решать комплексные химические задачи. Следующий шаг — изучение основ машинного обучения и компьютерного моделирования химических процессов. Также студенты научатся использовать нейронные сети для извлечения конкретной информации из большого массива данных и обработку естественного языка, чтобы искать и анализировать экспериментальные и теоретические данные в формате текста.

Читать курсы будут как преподаватели ИТМО, так и приглашенные специалисты ― например математик Ольга Кононова, окончившая аспирантуру Массачусетского технологического института и работавшая на позиции постдока в Калифорнийской университете в Беркли, руководитель группы SCAMT «Биофункциональные материалы» и лауреат программы ITMO Fellowship & Professorship Павел Левкин, а также ученики известного российского химика Артема Оганова — Александр и Дмитрий Квашнины. Также к курсу об использовании нейронных сетей для решения химических задач планируют присоединиться сотрудники компании JetBrains Research.

Помимо теории, программа предполагает практический блок. В течение обучения студенты будут работать над собственными проектами, которые они при желании смогут продолжить в аспирантуре или предложить какой-либо компании в качестве уникального продукта. Опыт проектной работы у магистрантов Международного научного центра SCAMT уже есть. Например, недавно они создали сервис DiZyme по моделированию свойств нанозимов, который содержит базу данных о наночастицах с ферментативной активностью, интерактивный визуализатор информации и алгоритмы машинного обучения, предсказывающие параметры ферментативной реакции, чья эффективность была доказана экспериментально.

Также организаторы образовательной программы предлагают несколько вариантов практики: технологическое брокерство и участие в стартапах, научно-исследовательскую работу или сотрудничество с корпоративными партнерами из фармацевтической сферы — биотехнологической компанией BIOCAD или другими компаниями.

В конце обучения студенты сами смогут решить, какой будет их выпускная квалификационная работа, выбрав один из треков:

• ВКР в форме научной статьи
• ВКР как стартап
• ВКР в формате Art&Science проекта
• Классическая ВКР

Стипендия

У студентов программы «Химия и искусственный интеллект» будет возможность получить дополнительную стипендию в 30 тысяч рублей. Для этого в течение первого года обучения нужно участвовать в проектной работе ― это может быть как создание собственного стартапа, так и научная деятельность, которая может привести к прорывным результатам.

Претенденты на дополнительную стипендию должны будут пройти несколько этапов отбора. В сентябре нужно будет рассказать специальной комиссии о концепте проекта, его масштабе и актуальности, в декабре — представить первичные результаты о жизнеспособности идеи проекта, а в апреле — показать качественный результат работы над проектом: драфт научной статьи, прообраз стартапа или первый прототип.

Требования к абитуриентам

Всего планируется набрать 16 студентов. Поступить на программу можно с помощью:

• олимпиады «Я — профессионал» по направлениям «Химия» и «Химическая технология»
• Мегаолимпиады ИТМО по треку «Химия»
• конкурса портфолио, в котором учитываются мотивационные письма, учебные (средний балл не ниже 4,3) и научные достижения (публикации и выступления на конференциях)
• конкурса докладов на Конгрессе молодых ученых по направлению «Химия и новые материалы»
• конкурса SCAMT Workshop Week

«Мы ожидаем ребят с химическим, материаловедческим и, возможно, технологическим бэкграундом, у которых либо есть навыки программирования, либо они очень хотят их освоить. Самое главное, чтобы люди были мотивированы и амбициозны», — отметил Владимир Виноградов.

Источник (https://news.itmo.ru/ru/education/trend/news/12429/)