布里斯托尔大学无形现实实验室(IRL)和苏黎世联邦理工学院的科学家们利用虚拟现实和人工智能算法来研究化学变化的细节。
2019年5月23日布里斯托尔大学和苏黎世联邦理工学院研究人员在《物理化学A》发表的一篇研究中，描述了使用虚拟现实(VR)的先进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。该团队描述了所设计的最先进开源虚拟现实软件框架，该框架可以进行“实时”量子力学计算。
它能使科研人员探索复杂分子重排的复杂物理模型，其中包括化学键的形成和断裂，这是虚拟现实首次被用于实现这种功能。该团队使用交互式VR系统向神经网络人工智能（AI）“教授”量子化学。在IRL和布里斯托尔计算化学中心之间工作的第一作者Silvia Amabilino说：生成数据集来向机器教授量子化学是一个长期的挑战。研究结果表明，人类的直觉与虚拟现实相结合，可以生成高质量的训练数据，从而改进机器学习模型。
VR使人类专家能够教授神经网络人工智能量子化学。图片：Intangible Realities Laboratory (University of Bristol)
合著者、计算化学中心IRL和数学学院的Lars Bratholm博士说：对于大多数科学计算流程来说，瓶颈在于处理能力。但机器学习创造了一种新瓶颈是快速生成高质量数据能力的场景。英国皇家学会研究员、布里斯托尔大学计算机科学系和化学系IRL负责人大卫·格洛瓦基博士说：虚拟现实等沉浸式工具为人类表达高层次的科学和设计洞察力提供了一种有效手段。据我们所知，这是VR框架首次被用于生成训练神经网络的数据。
机器学习和自动化在科学和社会领域的兴起，引发了一些重要的问题：未来几十年，我们应该有意识地去设计什么样的科学未来？关于我们正在出现的未来的叙述，往往把自动化描述为最终的目标，有时并不清楚人类在哪里。来自ETH的Markus Reiher教授说：这项研究表明，先进的可视化和交互框架，如VR和AR，使人类能够补充自动化机器学习方法，加速科学发现。该研究为科学在不久的将来如何发展提供了一个有趣视角，人类将努力集中在如何有效地训练机器上。
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