نجح فريق بحثي من جامعة روفيرا إي فيرجيلي في إسبانيا، في تطوير أداة ذكاء اصطناعي متقدمة قادرة على توليد ملايين الجزيئات الجديدة التي تحترم القوانين الكيميائية، مما يفتح آفاقاً واسعة لاكتشاف أدوية ومواد مستدامة. نُشرت نتائج هذا البحث، الذي يُعرف النظام الخاص به باسم "CoCoGraph"، في مجلة نيتشر ماكين إنتلجينس. يعمل نموذج CoCoGraph بطريقة تشبه أدوات توليد النصوص والصور مثل تشات جي بي تي، لكنه مُصمم خصيصاً لبناء هياكل جزيئية. ويوضح البروفيسور روجر جويميرا من قسم الهندسة الكيميائية بالجامعة أن الهدف هو إنشاء محتوى جديد يبدو واقعياً تماماً، في هذه الحالة جزيئات كيميائية. ورغم أن النظام لم يتم تدريبه بعد على الاستجابة لتعليمات محددة لتصميم جزيء بوظيفة معينة، إلا أنه يقوم الآن بالمهمة الأساسية المتمثلة في توليد هياكل ذكية ومرنة تتبع قواعد الكيمياء بدقة. يمثل هذا الإنجاز تحدياً هائلاً نظراً لأن عدد الجزيئات الممكنة يقدر بنحو 10^60، وهو رقم يفوق بكثير عدد جزيئات الماء في المحيطات، بينما لا يزال عدد الجزيئات المعروفة علمياً جزءاً ضئيلاً من هذا الكون. يعتمد CoCoGraph في عمله على تقنية "النموذج المنتشر" المستخدمة في توليد الصور، حيث يبدأ النظام بجزيء حقيقي، ثم يكسر روابطه عشوائياً، ويتعلم النموذج كيفية عكس هذه العملية لإعادة بناء هياكل متماسكة. وتختلف هذه العملية عن معالجة الصور لأن الجزيئات هياكل منفصلة، مما يجعلها أكثر تعقيداً رياضياً. تتمثل الابتكار الرئيسي في أن النظام يدمج قواعد الكيمياء الأساسية مباشرة، مما يضمن أن كل ذرة تحافظ على عدد الروابط الصحيح، وبالتالي فإن 100% من الجزيئات المولدة صالحة كيميائياً. هذا يقلل من الحاجة للتحقق اليدوي ويوفر في استهلاك الطاقة الحاسوبية مقارنة بالنماذج الأخرى. عند مقارنة CoCoGraph مع نماذج حديثة أخرى، وجد الباحثون أن الجزيئات الناتجة أكثر واقعية في حوالي ثلثي الخصائص الفيزيوكيميائية، مثل الذوبانية والتعقيد الهيكلي. ولتحديد مدى مصداقية هذه الجزيئات، قام الفريق بتجربة شملت 121 خبيراً في الكيمياء، حيث طُلب منهم التمييز بين جزيء حقيقي وآخر مولّد بواسطة الذكاء الاصطناعي. وأظهرت النتائج أن الخبراء أخطأوا في التعرف على الجزيئات الحقيقية في حوالي 40% من الحالات، مما يعني أن الجزيئات المولدة تبدو مقنعة للغاية. كما تم بالفعل تحديد جزيئات تشبه خصائص الباراسيتامول ضمن الملايين التي تم توليدها، واستكشاف تقنيات لتعديل جزيئات موجودة جزئياً لإنشاء متغيرات جديدة. ويهدف الفريق البحثي، الذي شارك فيه طلاب دراسات عليا مثل مانويل رويس بوتلا، في المدى المتوسط والطويل إلى جعل النظام قادراً على تصميم جزيئات ذات خصائص محددة، مثل أن تكون غير سامة وقابلة للذوبان ومناسبة لتطبيقات معينة. ويعتقد الباحثون أن نجاح هذه التكنولوجيا يمكن أن يحدث ثورة في مجالي الكيمياء والصيدلة وعلوم المواد، بتسريع عملية اكتشاف حلول جديدة في عالم كيميائي لا يزال معظمه غير مكتشف.