2022 ஆம் ஆண்டில் பெரிய வேதியியலை மேம்படுத்திய பாரிய கருவிகள்
பிரம்மாண்டமான தரவுத் தொகுப்புகளும் மகத்தான கருவிகளும் இந்த ஆண்டு விஞ்ஞானிகளுக்கு வேதியியலை மிகப்பெரிய அளவில் கையாள உதவியது.
மூலம்அரியானா ரெம்மல்
நன்றி: ORNL இல் ஓக் ரிட்ஜ் தலைமைத்துவ கணினி வசதி
ஓக் ரிட்ஜ் தேசிய ஆய்வகத்தில் உள்ள ஃபிரான்டியர் சூப்பர் கம்ப்யூட்டர், வேதியியலாளர்கள் முன்பை விட மிகவும் சிக்கலான மூலக்கூறு உருவகப்படுத்துதல்களை எடுக்க உதவும் புதிய தலைமுறை இயந்திரங்களில் முதலாவதாகும்.
2022 ஆம் ஆண்டில் விஞ்ஞானிகள் மிகப்பெரிய கருவிகளைக் கொண்டு பெரிய கண்டுபிடிப்புகளைச் செய்தனர். வேதியியல் ரீதியாக திறமையான செயற்கை நுண்ணறிவின் சமீபத்திய போக்கைக் கட்டியெழுப்ப, ஆராய்ச்சியாளர்கள் பெரும் முன்னேற்றங்களைச் செய்தனர், முன்னோடியில்லாத அளவில் புரத கட்டமைப்புகளைக் கணிக்க கணினிகளுக்குக் கற்றுக் கொடுத்தனர். ஜூலை மாதம், ஆல்பாபெட்டுக்குச் சொந்தமான நிறுவனமான டீப் மைண்ட், கட்டமைப்புகளைக் கொண்ட ஒரு தரவுத்தளத்தை வெளியிட்டது.கிட்டத்தட்ட அனைத்து அறியப்பட்ட புரதங்களும்—100 மில்லியனுக்கும் அதிகமான உயிரினங்களிலிருந்து 200 மில்லியனுக்கும் அதிகமான தனிப்பட்ட புரதங்கள் — இயந்திர கற்றல் வழிமுறை ஆல்பாஃபோல்ட் கணித்தபடி. பின்னர், நவம்பரில், தொழில்நுட்ப நிறுவனமான மெட்டா, புரத முன்கணிப்பு தொழில்நுட்பத்தில் அதன் முன்னேற்றத்தை "" எனப்படும் AI வழிமுறையுடன் நிரூபித்தது.ESMFold பற்றி. இன்னும் சக மதிப்பாய்வு செய்யப்படாத ஒரு முன் அச்சிடப்பட்ட ஆய்வில், மெட்டா ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் புதிய வழிமுறை ஆல்பாஃபோல்டைப் போல துல்லியமாக இல்லை, ஆனால் வேகமானது என்று தெரிவித்தனர். அதிகரித்த வேகம் ஆராய்ச்சியாளர்கள் 2 வாரங்களில் 600 மில்லியன் கட்டமைப்புகளை கணிக்க முடியும் என்பதாகும் (bioRxiv 2022, DOI:10.1101/2022.07.20.500902).
வாஷிங்டன் பல்கலைக்கழக (UW) மருத்துவப் பள்ளியின் உயிரியலாளர்கள் உதவுகிறார்கள்இயற்கையின் வார்ப்புருவுக்கு அப்பால் கணினிகளின் உயிர்வேதியியல் திறன்களை விரிவுபடுத்துதல்புதிதாக தனிப்பயனாக்கப்பட்ட புரதங்களை முன்மொழிய இயந்திரங்களுக்குக் கற்பிப்பதன் மூலம். UW இன் டேவிட் பேக்கர் மற்றும் அவரது குழுவினர் ஒரு புதிய AI கருவியை உருவாக்கினர், இது எளிய தூண்டுதல்களை மீண்டும் மீண்டும் மேம்படுத்துவதன் மூலமோ அல்லது ஏற்கனவே உள்ள கட்டமைப்பின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பகுதிகளுக்கு இடையிலான இடைவெளிகளை நிரப்புவதன் மூலமோ புரதங்களை வடிவமைக்க முடியும் (அறிவியல்2022, DOI:10.1126/சயின்ஸ்.ஏபிஎன்2100). இந்தக் குழு, புரோட்டீன்எம்பிஎன்என் என்ற புதிய திட்டத்தையும் அறிமுகப்படுத்தியது, இது வடிவமைக்கப்பட்ட 3டி வடிவங்கள் மற்றும் பல புரத துணை அலகுகளின் கூட்டங்களிலிருந்து தொடங்கி, பின்னர் அவற்றை திறம்பட உருவாக்கத் தேவையான அமினோ அமில வரிசைகளைத் தீர்மானிக்க முடியும் (அறிவியல்2022, DOI:10.1126/சயின்ஸ்.add2187;10.1126/சயின்ஸ்.add1964). இந்த உயிர்வேதியியல் ரீதியாக நுட்பமான வழிமுறைகள், புதிய உயிரிப் பொருட்கள் மற்றும் மருந்துகளில் பயன்படுத்தக்கூடிய செயற்கை புரதங்களுக்கான வரைபடங்களை உருவாக்குவதில் விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவக்கூடும்.
நன்றி: இயன் சி. ஹேடன்/யுடபிள்யூ இன்ஸ்டிடியூட் ஃபார் புரோட்டீன் டிசைன்
இயந்திர கற்றல் அல்காரிதம்கள் விஞ்ஞானிகள் குறிப்பிட்ட செயல்பாடுகளை மனதில் கொண்டு புதிய புரதங்களைக் கனவு காண உதவுகின்றன.
கணக்கீட்டு வேதியியலாளர்களின் லட்சியங்கள் வளர வளர, மூலக்கூறு உலகத்தை உருவகப்படுத்தப் பயன்படுத்தப்படும் கணினிகளும் வளர்கின்றன. ஓக் ரிட்ஜ் தேசிய ஆய்வகத்தில் (ORNL), வேதியியலாளர்கள் இதுவரை கட்டப்பட்ட மிக சக்திவாய்ந்த சூப்பர் கம்ப்யூட்டர்களில் ஒன்றை முதன்முதலில் பார்வையிட்டனர்.ORNL இன் எக்ஸாஸ்கேல் சூப்பர் கம்ப்யூட்டர், ஃபிரான்டியர், என்பது ஒரு வினாடிக்கு 1 குவிண்டிலியனுக்கும் அதிகமான மிதக்கும் செயல்பாடுகளைக் கணக்கிடும் முதல் இயந்திரங்களில் ஒன்றாகும், இது கணக்கீட்டு எண்கணிதத்தின் ஒரு அலகாகும். அந்த கணினி வேகம் ஜப்பானில் உள்ள சூப்பர் கம்ப்யூட்டர் ஃபுகாகுவை விட மூன்று மடங்கு வேகமாக உள்ளது. அடுத்த ஆண்டில், மேலும் இரண்டு தேசிய ஆய்வகங்கள் அமெரிக்காவில் எக்ஸாஸ்கேல் கணினிகளை அறிமுகப்படுத்த திட்டமிட்டுள்ளன. இந்த அதிநவீன இயந்திரங்களின் வெளிப்புற கணினி சக்தி வேதியியலாளர்கள் இன்னும் பெரிய மூலக்கூறு அமைப்புகளையும் நீண்ட கால அளவீடுகளையும் உருவகப்படுத்த அனுமதிக்கும். அந்த மாதிரிகளிலிருந்து சேகரிக்கப்பட்ட தரவு, ஒரு பிளாஸ்கில் உள்ள எதிர்வினைகளுக்கும் அவற்றை மாதிரியாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் மெய்நிகர் உருவகப்படுத்துதல்களுக்கும் இடையிலான இடைவெளியைக் குறைப்பதன் மூலம் வேதியியலில் சாத்தியமானவற்றின் எல்லைகளைத் தள்ள ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு உதவும். "எங்கள் தத்துவார்த்த முறைகள் அல்லது மாதிரிகளில் என்ன இல்லை என்பது பற்றிய கேள்விகளைக் கேட்கத் தொடங்கும் ஒரு கட்டத்தில் நாங்கள் இருக்கிறோம், அது ஒரு சோதனை நமக்கு உண்மையானது என்று சொல்வதுடன் நம்மை நெருங்கச் செய்யும்," என்று அயோவா மாநில பல்கலைக்கழகத்தின் கணக்கீட்டு வேதியியலாளரும் எக்ஸாஸ்கேல் கம்ப்யூட்டிங் திட்டத்தின் திட்டத் தலைவருமான தெரசா விண்டஸ் செப்டம்பரில் C&EN இடம் கூறினார். எக்ஸாஸ்கேல் கணினிகளில் இயங்கும் உருவகப்படுத்துதல்கள் வேதியியலாளர்கள் புதிய எரிபொருள் மூலங்களைக் கண்டுபிடிக்கவும், புதிய காலநிலை-எதிர்ப்புத் திறன் கொண்ட பொருட்களை வடிவமைக்கவும் உதவும்.
நாடு முழுவதும், கலிபோர்னியாவின் மென்லோ பார்க்கில், SLAC தேசிய முடுக்கி ஆய்வகம் நிறுவப்படுகிறதுசூப்பர்கூல் லினாக் கோஹெரன்ட் லைட் சோர்ஸுக்கு (LCLS) மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது.இது வேதியியலாளர்கள் அணுக்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களின் அதிவேக உலகில் ஆழமாகப் பார்க்க அனுமதிக்கும். இந்த வசதி 3 கி.மீ நேரியல் முடுக்கியில் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது, இதன் பகுதிகள் 2 K வரை திரவ ஹீலியத்தால் குளிர்விக்கப்படுகின்றன, இது எக்ஸ்-ரே ஃப்ரீ-எலக்ட்ரான் லேசர் (XFEL) எனப்படும் ஒரு வகையான சூப்பர்-ரைட், சூப்பர்ஃபாஸ்ட் ஒளி மூலத்தை உருவாக்குகிறது. வேதியியல் பிணைப்புகள் உருவாக்குதல் மற்றும் ஒளிச்சேர்க்கை நொதிகள் வேலை செய்வது போன்ற எண்ணற்ற செயல்முறைகளைப் பார்க்க உதவும் மூலக்கூறு திரைப்படங்களை உருவாக்க வேதியியலாளர்கள் கருவிகளின் சக்திவாய்ந்த துடிப்புகளைப் பயன்படுத்தியுள்ளனர். "ஒரு ஃபெம்டோசெகண்ட் ஃபிளாஷில், அணுக்கள் அசையாமல் நிற்பதையும், ஒற்றை அணு பிணைப்புகள் உடைவதையும் நீங்கள் காணலாம்," என்று ஸ்டான்போர்ட் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் SLAC இல் கூட்டு நியமனங்களைக் கொண்ட பொருள் விஞ்ஞானி லியோரா டிரெஸ்செல்ஹாஸ்-மரைஸ் ஜூலை மாதம் C&EN இடம் கூறினார். LCLSக்கான மேம்படுத்தல்கள், புதிய திறன்கள் அடுத்த ஆண்டு தொடக்கத்தில் கிடைக்கும்போது விஞ்ஞானிகள் எக்ஸ்-கதிர்களின் ஆற்றல்களை சிறப்பாக சரிசெய்ய அனுமதிக்கும்.
நன்றி: SLAC தேசிய முடுக்கி ஆய்வகம்
SLAC தேசிய முடுக்கி ஆய்வகத்தின் எக்ஸ்-ரே லேசர், கலிபோர்னியாவின் மென்லோ பார்க்கில் உள்ள 3 கிமீ நேரியல் முடுக்கியில் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளது.
இந்த ஆண்டு, நீண்டகாலமாக எதிர்பார்க்கப்பட்ட ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கி (JWST) எவ்வளவு சக்திவாய்ந்ததாக இருக்கும் என்பதை விஞ்ஞானிகள் கண்டனர்.நமது பிரபஞ்சத்தின் வேதியியல் சிக்கலான தன்மை. நாசா மற்றும் அதன் கூட்டாளிகளான ஐரோப்பிய விண்வெளி நிறுவனம், கனேடிய விண்வெளி நிறுவனம் மற்றும் விண்வெளி தொலைநோக்கி அறிவியல் நிறுவனம் ஆகியவை ஏற்கனவே டஜன் கணக்கான படங்களை வெளியிட்டுள்ளன, அவற்றில் நட்சத்திர நெபுலாக்களின் திகைப்பூட்டும் உருவப்படங்கள் முதல் பண்டைய விண்மீன் திரள்களின் தனிம கைரேகைகள் வரை உள்ளன. 10 பில்லியன் டாலர் அகச்சிவப்பு தொலைநோக்கி நமது பிரபஞ்சத்தின் ஆழமான வரலாற்றை ஆராய வடிவமைக்கப்பட்ட அறிவியல் கருவிகளின் தொகுப்புகளால் அலங்கரிக்கப்பட்டுள்ளது. பல தசாப்தங்களாக உருவாக்கப்பட்டு வரும் JWST, 4.6 பில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு முன்பு தோன்றிய ஒரு சுழலும் விண்மீனின் படத்தை எடுத்ததன் மூலம் அதன் பொறியாளர்களின் எதிர்பார்ப்புகளை விஞ்சியுள்ளது, இது ஆக்ஸிஜன், நியான் மற்றும் பிற அணுக்களின் நிறமாலை கையொப்பங்களுடன் நிறைவுற்றது. விஞ்ஞானிகள் ஒரு புறக்கோளில் நீராவி மேகங்கள் மற்றும் மூடுபனியின் கையொப்பங்களையும் அளந்து, வானியலாளர்கள் பூமிக்கு அப்பால் வாழக்கூடிய உலகங்களைத் தேட உதவும் தரவை வழங்கினர்.
இடுகை நேரம்: பிப்ரவரி-07-2023