Российские ученые создали ИИ в 100 раз компактнее конкурентов для генерации несуществующих белков

Компактный интеллект для создания уникальных белков

Эксперты из России и Германии разработали компактную систему искусственного интеллекта. Ее задача - создавать белковые молекулы, которых нет в природе. Особенность этой разработки в том, что она в сто раз меньше существующих крупных моделей ИИ, но при этом обеспечивает такое же высокое качество работы. Эти данные были опубликованы пресс-службой Института искусственного интеллекта AIRI.

"Наша модель способна напрямую генерировать белковые последовательности, которые никогда не встречались в природе, но точно соответствуют заданным исследователем критериям - например, определенной трехмерной укладке или функциональным свойствам", - пояснил ведущий научный сотрудник Центра ИИ-разработки новых лекарственных препаратов AIRI Павел Страшнов.

В последние годы ученые активно занимаются созданием систем искусственного интеллекта, способных определять трехмерную структуру белковых молекул по их аминокислотным цепочкам или же генерировать новые пептидные связи. Так, за разработку одной из таких систем, AlphaFold, в прошлом году была вручена Нобелевская премия по химии. Об этом информирует ТАСС Наука.

Существующие алгоритмы для формирования белков обычно функционируют двумя способами: либо последовательно соединяют аминокислоты, по аналогии с тем, как большие языковые модели обрабатывают тексты, либо сразу создают всю молекулу целиком, что схоже с принципами работы дискретных диффузионных моделей. Оба этих метода требуют значительных объемов данных для обучения и большой мощности самих моделей, что создает определенные ограничения для их внедрения и развития.

Российско-германская команда специалистов предложила более простую и действенную альтернативу этим подходам. Их разработка базируется на математическом принципе непрерывной Гауссовой диффузии, который активно используется в нейронных сетях для создания изображений путем постепенного удаления "шума". В процессе обучения исследователи научили разработанную ИИ-систему понимать структуру всей "Вселенной белков" и достоверно ее воспроизводить.

Проверки нового подхода были проведены на двух известных наборах данных - SwissProt и AFDBv4−90. Результаты показали, что качество генерации белковых молекул этой системой не уступает более сложным и передовым ИИ-системам. При этом новая модель оперирует всего 35 миллионами параметров, в то время как другие используют миллиарды.

Такая разработка открывает возможность для использования системы в лабораториях, где нет доступа к большим массивам данных и мощным суперкомпьютерам. В будущем это позволит проводить эксперименты и находить новые, полезные белки и ферменты, не существующие в природе.

Все началось с того, что учёные из Российского технологического университета МИРЭА (РТУ МИРЭА) разработали компактное программное обеспечение для нанотехнологических исследований. Данная программа способна автоматизировать управление магнитными и электрическими полями, работая на обычном персональном компьютере. В этом же месяце, 27 августа 2025 года, специалисты Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова и Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» также улучшили характеристики элементов, способных стать базой для нейроморфных компьютеров, воздействуя на них альфа-частицами. Эти шаги подчеркивают растущий фокус российских ученых на создании эффективных и компактных решений в передовых научных областях.