Un nuevo marco computacional llamado MOSAIC, que significa "Multiple Optimized Specialists for AI-assisted Chemical Prediction" (Especialistas Múltiples Optimizados para la Predicción Química Asistida por IA), está permitiendo a los químicos aprovechar un vasto reservorio de conocimiento sobre reacciones químicas, lo que podría acelerar el descubrimiento y la síntesis de nuevos compuestos. Los investigadores han desarrollado este sistema para abordar el creciente desafío de navegar por el panorama exponencialmente creciente de la literatura científica, donde se informan cientos de miles de nuevas reacciones químicas cada año.

MOSAIC, construido sobre la arquitectura Llama-3.1-8B-instruct, utiliza una red de 2498 "expertos" especializados en IA entrenados dentro de espacios agrupados por Voronoi. Este enfoque permite que el sistema genere protocolos experimentales reproducibles y ejecutables, completos con métricas de confianza, para síntesis químicas complejas. La investigación, publicada en Nature, destaca la capacidad del sistema para lograr una tasa de éxito del 71% en la validación experimental, lo que lleva a la creación de más de 35 compuestos novedosos aplicables a diversos campos como la farmacéutica, la ciencia de los materiales, los agroquímicos y la cosmética.

El desafío central que aborda MOSAIC es el cuello de botella en la traducción de las reacciones químicas informadas en experimentos prácticos. Si bien los modelos de lenguaje grandes (LLM) han demostrado ser prometedores en esta área, aplicarlos de manera confiable a diversas transformaciones en compuestos novedosos ha seguido siendo un obstáculo. MOSAIC supera esto mediante la creación de un sistema de inteligencia colectiva, donde cada experto en IA se especializa en un área específica del espacio de reacción química.

"El gran volumen de literatura química hace que sea cada vez más difícil para los investigadores individuales mantenerse al tanto de toda la información relevante", explicó un investigador principal del proyecto. "MOSAIC ofrece una forma de aprovechar el conocimiento colectivo integrado en estas publicaciones, acelerando el ritmo del descubrimiento químico".

Las implicaciones de esta tecnología se extienden más allá de simplemente acelerar la investigación. Al proporcionar protocolos detallados y ejecutables, MOSAIC podría democratizar el acceso a técnicas avanzadas de síntesis química, lo que podría empoderar a los investigadores con recursos limitados. Además, la capacidad del sistema para predecir el resultado de reacciones complejas podría reducir la necesidad de experimentación costosa y laboriosa de prueba y error.

El desarrollo de MOSAIC representa un importante paso adelante en la aplicación de la IA a la síntesis química. A medida que los modelos de IA continúan evolucionando y la potencia computacional aumenta, es probable que estos sistemas desempeñen un papel cada vez más importante en la aceleración del descubrimiento científico en una amplia gama de disciplinas. La investigación futura se centrará en ampliar el alcance de MOSAIC para abarcar una gama aún más amplia de reacciones químicas y mejorar la precisión y la fiabilidad de sus predicciones.