Хакатон по материаловедению: выбор за нейронными сетями

В Российском химико-технологическом университете им. Д. И. Менделеева завершился первый хакатон по цифровому материаловедению «Mendeleev Hackathon: Новые материалы и их компьютерный дизайн».

2109 1 0

отправить по e-mail

Хакатон по материаловедению: выбор за нейронными сетями

Как известно, хакатон — это «марафон программистов», где небольшие команды разработчиков программного обеспечения (программисты, дизайнеры, менеджеры) соревнуются в решениях конкретных задач. В течение двух дней 9 студенческих команд в режиме нон-стоп работали над проектами на стыке химии, материаловедения и IT. Вызов приняли МФТИ, Сколтех, РГУ им. А. Н. Косыгина, МГТУ им. Н. Э. Баумана, РХТУ им. Д. И. Менделеева, МГТУ «СТАНКИН» и Уфимский государственный нефтяной технический университет.

Победителями стали сразу две команды «Scoltech Team» (сборная Сколтеха) и «Fairy Winx Club» (сборная Сколтеха и МФТИ). Отдельным призом был отмечен лучший спикер – участник команды Quartz team (РХТУ им. Д. И. Менделеева) Антон Михайлов. Команды-победители получили денежные призы от компаний Insilico Medicine и ООО «БИНАКОР-ХТ», а также менторское сопровождение проектов на протяжении 6 месяцев.

Команды — победительницы «Skoltech Team» и «Fairy Winx Club» поделились с журналом «Машины и механизмы» своими впечатлениями от хакатона и объяснили в двух словах суть решений, позволивших им одержать победу.

«Skoltech Team»: студенты первого курса магистратуры «Сколковского института науки и технологий» Ефим Мажник, Никита Рыбин, Сергей Поздняков и Елизавета Маслова: «Во время хакатона команда разработала прототип программного продукта, позволяющего находить оптимальный материал исходя из заданных параметров. Для этого множество химических соединений из открытых данных мы разбили на области с похожими физико-химическими свойствами. Это делалось с помощью автоассоциативной нейронной сети. Такой алгоритм позволяет находить нужные материалы среди известных или искать новые материалы с требуемыми свойствами. Разработка может быть использована в промышленности, где для производства требуются материалы с определенными свойствами. К примеру, это могут быть новые материалы для солнечных батарей, сверхпрочных дисплеев и термоэлектрических систем. Для внедрения нашего решения необходима более точная настройка нейронной сети и написание удобного пользовательского интерфейса, который бы позволял находить материалы почти полностью автоматически. Также нужно работать над увеличением количества используемых свойств и параметров структуры. Во время участия в хакатоне мы приобрели несколько новых для себя навыков в области программирования нейронных сетей, завели новые знакомства и провели несколько интересных бесед как с менторами, так и с участниками других команд».

Вот что рассказала участница команды «Fairy Winx Club» Дарья Бурова, студентка первого курса магистратуры «Сколтеха»: «Перед нашей командой стояла задача улучшить существующую систему описания состава и структуры химических молекул SMILES, которая создает большую разветвлённую формулу в формате строки, однозначно описывающую данную молекулу. Главный недостаток данной системы состоит в том, что зачастую молекулы, которые структурно практически одинаковы, в SMILES записаны в виде строк, сходство между которыми идентифицировать практически невозможно. Мы предложили новый язык представления возможных химических структур, базирующийся на номенклатуре SMILES. Разработанный нами алгоритм позволяет ускорить работу и качество нейронных сетей и алгоритмов машинного обучения.

Неоспоримым плюсом выполнения данной задачи являлось то, что она была поставлена компанией «Insilico Medicine», а значит существует реальная возможность увидеть наш в алгоритм в деле после доработки. В этом нас уверил наш ментор, Марк Веселов, сотрудник компании. Для меня это был первый опыт участия в подобного рода мероприятиях. Попадаешь в такие условия, когда вынужден быстро искать информацию, учиться чему-то новому и придумывать неожиданные пути решения поставленной задачи. Команды вокруг напряженно работают, заряжают азартом. Потрясающая атмосфера придаёт сил, так что полтора дня пролетели незаметно. А самое главное, это был хакатон в области материаловедения — одной из самых передовых тем в мире, а также очень актуальной для меня — ведь в Сколтехе я учусь именно на этой программе».

1 / 4