Notícia

Aprendizado de máquina pode ajudar pesquisadores a descobrir compostos atmosféricos

Fonte

Universidade Aalto

Data

sábado, 30 dezembro 2023 12:45

Áreas

Ciência Ambiental. Inteligência Artificial. Materiais. Qualidade do Ar. Química Atmosférica. Saúde. Sociedade. Toxicologia.

A identificação de compostos químicos encontrados na atmosfera é desafiadora, sendo realizada atualmente com medições de espectrometria de massa. No sentido de facilitar e agilizar esse processo de identificação, um novo artigo de perspectiva publicado recentemente discutiu a promessa do aprendizado de máquina – um dos métodos de Inteligência Artificial (IA) –  para acelerar e melhorar a precisão dos estudos em andamento destinados a mapear novos compostos atmosféricos. Vale a pena estudar tais compostos pois eles contribuem para a formação de partículas atmosféricas, impactando diretamente no clima e também na qualidade do ar.

A Dra. Hilda Sandström e o Dr. Patrick Rinke, pesquisadores do Grupo de Teoria da Estrutura Eletrônica Computacional (CEST) da Universidade Aalto, na Finlândia, juntamente com colaboradores da Universidade Aalto, da Universidade de Helsinque e da Universidade de Tampere, conduziram uma revisão abrangente do estado atual da identificação de compostos baseada em dados na espectrometria de massa atmosférica. O artigo de perspectiva descreve etapas cruciais exigidas da comunidade de química atmosférica para implementar a identificação de compostos usando algoritmos inteligentes modernos.

Apesar da reconhecida complexidade e do grande número de potenciais compostos orgânicos atmosféricos, falta conhecimento detalhado de seus mecanismos de reação, intermediários e produtos. Persistem os esforços para obter novos conhecimentos fundamentais sobre estes processos atmosféricos, baseando-se principalmente na espectrometria de massa. No entanto, as bibliotecas de dados experimentais existentes e os métodos de identificação manual lutam para lidar com a grande variabilidade e a complexidade inerentes aos compostos e processos atmosféricos.

Embora algoritmos inteligentes de identificação de compostos tenham demonstrado desempenho de última geração em outras disciplinas químicas, sua implementação na química atmosférica foi prejudicada pela escassez de dados de treinamento de tais estudos de espectrometria de massa atmosférica. Os pesquisadores forneceram exemplos de como essas ferramentas de identificação de compostos baseadas em aprendizado de máquina poderiam ser efetivamente utilizadas em conjunto com técnicas de ionização suave comumente empregadas em espectrometria de massa atmosférica.

O estabelecimento de métodos de identificação automatizados e aprimorados para compostos atmosféricos é fundamental para avançar na compreensão básica da química atmosférica. Crucialmente, o artigo propõe um plano de ação para criar uma infraestrutura para o desenvolvimento de identificação de compostos baseada em dados de espectrometria de massa atmosférica.

Após esta revisão inicial, a Dra. Hilda Sandström e colaboradores pretendem agora iniciar o desenvolvimento e teste destes futuros métodos de identificação inteligente para ajudar a identificar compostos atmosféricos.

O artigo foi publicado na revista científica Advanced Science.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Aalto (em inglês).

Fonte: Hilda Sandström, Universidade Aalto. Imagem: jannoon028 e kjpargeter via Freepik (com modificações).