陶氏化学运用AI加速化学分子搜索

对于化学家来说，为特定应用找到合适的分子就像是大海捞针一样。有数百万种化合物可供选择，化学家们在尝试解决化学过程中的复杂问题时，通常必须依靠他们的直觉。

美国跨国企业陶氏化学（Dow Chemical）正在与一家纸浆和造纸制造商展开合作，以改善化学过程中的低效问题，目标是通过更安全的过程提高纸浆产量，但要达到这个目标，陶氏需要一种更快速、更彻底的方法来识别候选分子。因此，陶氏化学与美国化学学下的Chemical Abstract Services (CAS)展开合作以利用CAS SciFinder-n。CAS SciFinder-n与通用搜索引擎不同的是，它经过优化可以在一个包含了2亿多种化合物的电子目录中搜索化学分子。

这个名为SmartSearch的项目，让陶氏成千上万的化学家们在几分钟之内就能发现所需的分子，而这在过去则需要数周时间。

陶氏企业数据和分析集团数据客户合作伙伴关系IT总监Nathan Wilmot说：“这促使我们开始通过数据库更快地搜索分子，这个项目由此展开。以前，化学家们在这方面是非常依赖直觉的，需要翻阅目录来识别分子。”

陶氏的化学家们现在可以借助SmartSearch for Dow很快地筛选出“分子的化学、物理和商业可用性，以及可能适合给定应用的一个分子或者一组分子的健康和安全特性”，只需要几分钟的时间。

例如，在纸浆试点中，CAS SciFinder帮助陶氏确定了一组8种到12种更安全、更具可持续性的分子作为潜在的候选材料，以替代陶氏原本打算用的替代材料。

Wilmot说，自那以后，陶氏就把这个池子缩小到2种到4种可选的分子，并希望在未来一两年内将其中一种商业化。“这减少了大量的实验时间……大大加快了我们的研究速度。”

基于化学的合作伙伴关系

Chemical Abstract Service成立于 1903 年，作为全球化学家的资源，是一个注册表的“守护者”，该注册表中包含超过2亿种物质，根据一位CAS发言人称，他们从各种来源（包括专利和会议记录）将这些物质从编入索引并进行整理。

CAS首席技术官Venki Rao表示，SmartSearch for Dow是一个定制化的项目，使用CAS SciFinder专有的搜索技术，和一个拥有25多亿个实体以及20多个化学关系“知识图谱”的平台。

Rao说，其内容得到现代自然语言处理（NLP）和基于神经网络相关技术的支持，并指出，其平台与“附加”到现有平台的新AI技术相结合，为陶氏提供了新的能力来推动其研发工作，实现下一代业务目标。

陶氏化学已经与CAS合作多年，但陶氏化学的Wilmot表示，与CAS进行了更深入的合作，以统一双方的优势，为陶氏化学打造SmartSearch，但他不愿透露双方合作是否会扩展到实际开发或者是在研发中使用AI技术，但这种可能性（包括商业的和科研上的）都有可能会改变我们的生活。

Wilmot说，现存的分子有数百万种，使用数字化工具找到一种具有独特用途的分子，将正确的分子与正确的应用联系起来，这会对陶氏的业务产生深远影响。

Wilmot说：“自2019年至2020年期间CAS开始更新其业务模型并拥有服务组织以来，我们一直作为创新合作伙伴与他们密切合作，特别是在这一领域。他们在这个领域和其他领域与我们的合作做得非常好。”

计算化学的下一步

陶氏的化学家们将继续打造自己的化学品数据库，并利用CAS的专业知识对其进行扩充，以“做出他们以前无法做出的更好决策”，Wilmot说。

这位IT主管指出，SmartSearch for Dow现在被用于陶氏塑料、硅胶和聚氨酯业务的多个项目，以及许多工业解决方案。在任何给定时间，陶氏都有10人到12人致力于协作解决方案。

Wilmot说：“不同于大海捞针的方法，SmartSearch让我们能够根据现有数据找到最佳的分子，我们可以将其提供给所有研究人员，以尽快找到可用的最佳目标——最具可持续性、成本效益、高性能和高价值的材料，从而为我们提供竞争优势。”

一切都源于Wilmot所说的“我们IT组织与外部合作伙伴之间的出色合作”，随着规模的扩大，这将有助于陶氏提高效率和可持续性，他说，这将对工业化学、催化和其他领域继续在整个行业中生产可持续性、安全的才来带来潜在影响，“这对我们来说至关重要”。