В НИУ ВШЭ узнали, как собрать «идеальную» молекулу лекарства
Исследователи факультета компьютерных наук НИУ ВШЭ улучшили метод обучения генеративных потоковых нейросетей для работы с неструктурированными задачами. Это поможет искать новые лекарства эффективнее.
Результаты работы были представлены на одной из ведущих конференций по машинному обучению — ICLR 2025. Текст работы доступен в репозитории Arxiv.org. Генеративные потоковые сети (GFlowNets) — особый тип алгоритмов машинного обучения, который строит сложные объекты шаг за шагом. Ученые применяют их для поиска белков, лекарств и оптимизации транспортных систем.
Чтобы GFlowNets находили такие сложные структуры, исследователи объясняют им свойства объекта, который они хотели бы получить. Чем ближе решение нейросети по свойствам к заданным, тем более высокую награду она получит. Сеть стремится решить задачу так, чтобы получить максимальный приз. На данные она не обращает внимание, только на вознаграждение. Оно вычисляется через уравнение, которое называют функцией вознаграждения.
Процесс поиска сложного объекта можно сравнить со сборкой модели из блоков Lego. Вы последовательно добавляете детали, пока не получится что-то цельное, при этом у каждого объекта есть своя заданная ценность. Собранная модель растения, например, может оцениваться дороже модели животного. В отличие от других методов машинного обучения, которые будут стремиться любой ценой получить растение, GFlowNets будут собирать много разных объектов, но растения чаще, чем животных: так выгоднее.
При таком типе поиска GFlowNets используют две вероятностные модели, которые работают в паре: прямую и обратную. Прямая модель — прораб-строитель, который решает, куда идти дальше, и предсказывает вероятность последующего состояния, а обратная модель — эксперт-разборщик, который определяет, каким был предыдущий шаг. Важно, чтобы эти потоки были сбалансированы, но сделать это очень сложно. Во-первых, требуются большие вычислительные мощности, во-вторых, обратная модель не обладает достаточной гибкостью: обычно исследователи запрещают ей меняться в процессе поиска и подсматривать за действиями прямой.
Ученые НИУ ВШЭ нашли способ оптимизировать обратную модель с помощью метода Trajectory Likelihood Maximization (TLM). Они доработали алгоритмы обратной модели таким образом, чтобы она могла постоянно сверяться с действиями прямой модели.
«Мы сделали так, что поиск оптимального решения стал похож на переговоры, в которых обе стороны готовы менять свою позицию. В задачах с большой степенью неизвестности обратная модель — лишь вспомогательный инструмент, улучшающий результаты прямой модели. Мы искали способ сделать работу обратной модели гибкой и наконец смогли его получить», — поясняет один из авторов работы, стажер-исследователь Международной лаборатории стохастических алгоритмов и анализа многомерных данных Института искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ Тимофей Грицаев.
После внедрения TLM функция вознаграждения, описывающая успешность решения задачи для обратной модели, стала сложнее. Однако, несмотря на увеличение сложности, вся система поиска стала быстрее и эффективнее.
«Наш метод заметно быстрее просматривает пространство возможных решений и находит больше качественных вариантов. Этот подход в целом сближает генеративные модели с методами обучения с подкреплением», — говорит Никита Морозов, младший научный сотрудник Центра глубинного обучения и байесовских методов Института искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ.
Авторы исследования уверены, что их работа поможет специалистам, применяющим GFlowNets в различных областях, таких как поиск новых лекарственных соединений, разработка материалов с заданными свойствами, а также тонкая настройка крупных языковых моделей. Благодаря способности таких сетей эффективно исследовать огромное пространство решений и быстро находить наиболее оптимальные варианты можно заметно сократить нагрузку на вычислительные мощности.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Видеосервисы стали неотъемлемой частью жизни россиян. В 2026 году охваты большинства платформ продолжают расти, в том числе YouTube.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно